橋鞏水電站主變進線龍門架跨線存在的隱患分析及整改

楊啟東 屈慢莉

【摘 要】水電站的建設本身是一件利國利民的事情，但由于建設中存在的安全隱患，使得其安全性與可靠性有所下降，在橋鞏水電站主變進線上的龍門架，便存在跨線施工中的一些安全隱患，如，龍門架跨線存在接地短路問題，為了能夠提供更好的安全性與穩(wěn)定性，需要針對該安全隱患進行分析，并提出整改措施，以得到水電站的安全運行。

【關鍵詞】橋鞏水電站；龍門架跨線；安全隱患

橋鞏水電站是廣西紅水河規(guī)劃十級開發(fā)中的第九個梯級水電站，其于2005年興建，2009年投產(chǎn)發(fā)電，是廣西省電力供應的重要來源。水電站的建設影響著城市經(jīng)濟發(fā)展，水電站中任何一個環(huán)節(jié)的建設也都會影響水電站的總體發(fā)展。自投產(chǎn)以來，主變進線龍門架下方的導線在遭遇極端大風天氣時，導線擺動弧度大，對桿塔短路放電的風險高，因此針對這種安全隱患需要及時進行分析與整改，才能得到具有較高安全性的水電站運行環(huán)境。

一、橋鞏水電站跨線短路事件分析

2016年4月22日，大風、雷雨、閃電天氣。01：39，橋鞏水電站#1-#4主變差動保護分別動作，#1-#4主變高壓側(cè)斷路器QF2001、QF2002、QF2003、QF2004分閘。#1、#2、#3、#5、#6、#7、#8機組斷路器分閘，廠用電Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段、Ⅳ段進線開關QF910、QF920、QF930、QF940分閘，全廠失電。并出現(xiàn)母線保護第一、第二套母差保護啟動信號，開關站220KV歐村I、II段線路斷路器保護啟動失靈信號。由保護動作事件記錄可知，四臺主變在1時39分37秒到1時44分10秒在5分鐘的時間之內(nèi)，主變差動保護相繼動作，#2、#4、#3、#1主變依次跳開。從1時39分37秒開始至1時44分10秒止的5分鐘時間內(nèi)，四臺主變相繼出現(xiàn)A相接地，故障點在主變差動保護范圍內(nèi)，即從主變跨江架空線路引入開關站龍門架的跨接線由于八級大風影響造成跨接線A相觸碰構(gòu)架導致A相接地，造成此次事故。

二、橋鞏水電站主變進線龍門架跨線存在的隱患

橋鞏水電站的各類建設與施工都影響著水電站的安全運行，在跨線龍門架上存在的安全隱患必須要得到明確，才能夠進行綜合、有效的整改，保證水電站整體運行的穩(wěn)定性。在此，以橋鞏水電站主變進線跨線龍門架存在的安全隱患進行分析。

（1）龍門架跨線隱患。龍門架跨線的安全性決定了主變進線線路整體構(gòu)造的安全性，在龍門架跨線穩(wěn)定上的不足上，發(fā)現(xiàn)以下幾點影響因素。首先，跨線龍門架安裝時的地基基礎沒有進行排水作業(yè)，這直接導致龍門架在使用過程中的基礎沉降，造成龍門架架體穩(wěn)定性與垂直度的下降，影響了龍門架跨線線路的安全性，形成了安全隱患。其次，部分跨線龍門架在上升高度上較低，但施工要求高度較高，在其上升至自身的極限位水平時，若沒有與建筑物進行剛性連接，容易造成架體的不穩(wěn)定，對跨線線路造成影響。同時，由于架體與建筑腳手架相連時未與建筑物相連而形成自成體系時，也容易造成跨線龍門架架體與線路的不穩(wěn)定。再次，當龍門架的架體采用連墻桿與建筑結(jié)構(gòu)進行連接時，由于架體與建筑物連接點的數(shù)量不足、架體左右兩側(cè)立柱與建筑物不對稱、架體連接不可靠既連墻桿，架體與建筑結(jié)構(gòu)未形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時，都容易造成架體的不穩(wěn)定，形成跨線線路的安全隱患。最后，纜風繩與地錨對于架體的穩(wěn)定性防護水平不足容易造成架體的不穩(wěn)定，如纜風繩的直徑、頂緊力、繩卡數(shù)量不足時、繩卡卡接方向錯誤，沒有按照規(guī)范的間距進行安裝時或地錨形式與做法不規(guī)范時容易造成跨線龍門架線路受到影響，形成安全隱患。

（2）龍門架接地短路問題。龍門架接地短路問題是造成安全隱患的另一大重點，也是橋鞏水電站龍門架跨線中存在的主要問題。在接地短路問題上，主要涉及龍門架線路的埋設，以下進行具體探討。龍門架在安裝時要求底盤需要在地基基礎上與預埋螺栓栓牢，并將吊盤放置于底盤中央位置。在施工現(xiàn)場條件許可的條件下進行地面安裝后整體吊起，在安裝龍門架標準節(jié)時需要注意導軌的垂直度，保證導軌連接處不出現(xiàn)折線與過大間隙。在安裝過程中注意接地的牢固性與穩(wěn)定性，并對地基條件進行檢測調(diào)查。后進行線路接地處理，能夠較好的保證龍門架線路的接地穩(wěn)定性。但現(xiàn)有的實際情況中，經(jīng)常出現(xiàn)接地穩(wěn)定性不高，難以達到標準規(guī)范的情況，一方面是由于跨線龍門架安裝施工人員的重視不足，監(jiān)管人員監(jiān)管不到位，另一方面是由于龍門架跨線安裝的工作內(nèi)容涉及的不僅是安裝操作，還有其他的協(xié)調(diào)工作，在具體安裝時沒能夠做好協(xié)調(diào)統(tǒng)一，這反映了施工操作中的制度與體系的不完善。另外，跨線龍門架在安裝完畢后需要經(jīng)過安裝、使用部門與技術(shù)檢驗部門的檢查與驗收，后才能夠投入使用，對于停用三個月以上的龍門架，在重新投入使用時還需要重新檢查驗收。但當前在檢查驗收方面工作的不足夠是導致跨線龍門架接地安全隱患的一大問題來源，需要引起足夠的重視加以整改。

（3）風力對弧垂線路的影響。橋鞏水電站2016年04月22日，局部地區(qū)10-11級局部大風天氣時，#1-#4主變龍門架下方導線因擺動弧度過大對旁邊的桿塔短路放電，造成#1-#4主變保護動作跳閘，機組全停事件，造成不良影響。該事故出現(xiàn)的原因在于#1-#4主變進線龍門架下方的跨接導線除兩端有電氣連接外，無其他固定措施，大風方向在導線兩側(cè)時，導線會隨風擺動，一旦導線擺動幅度過大，超過導線與龍門架的安全距離，便可能造成對地短路，從而引發(fā)主變跳閘、機組停機等安全事故。同時，由于設計對極端大風天氣預估不足。橋鞏水電站220kV開關站設計中按照可抵御30年一遇氣象條件進行設計，抵御大風能力不低于10分鐘平均風速25m/S。但2016年4月22日，凌晨1：44，來賓地區(qū)局部風力高達10-11級，風速近30m/S，橋鞏水電站#1-#4主變龍門架下方跨線對地短路，從而造成4臺相繼主變跳閘事故。

三、龍門架跨線隱患的優(yōu)化措施與整改

針對上述跨線龍門架施工操作中存在的安全隱患，可以總結(jié)自然因素的影響與設計因素的影響。而在設計因素影響上，又從側(cè)面反映出施工前的設計檢驗、施工中的監(jiān)督管理、施工后的驗收程序的不足。

（1）加裝固定絕緣子。為抵御自然因素的影響，需要在跨線龍門架的設計中加裝固定絕緣子。當前，橋鞏水電站#1-#4主變進線龍門架下方導線除兩端電氣連接外，其他固定措施，風力不大的情況導線隨風擺動明顯，風力增大后，其擺動幅度會進一步增加，擺動過程極易與桿塔的安全距離不夠，容易引起對地短路事件，造成主變跳閘、機組停機等安全事故。因此，通過研究決定，在龍門架下方對應相加裝倒裝絕緣子，通過固定導線給進線龍門架下方導線進行加固的措施，減少擺動情況發(fā)生。該方案對#1-#4主變進線龍門架下方導線存在的隱患與設計院進行溝通后，選定ZSXW-252/8-4倒裝式棒型支柱絕緣子對導線進行固定，整改前、后，新增加的絕緣子進行檢測并合格后投入使用，確保線路安全運行。在加裝固定絕緣子整改后，對導線進行了專門的固定，龍門架下方導線不會因風力影響出現(xiàn)大幅度擺動現(xiàn)象，導線抵御大風的能力明顯增強，提高了設備運行的安全性與可靠性，同時也提高了設備的健康水平，減少了設備維護成本，達到預期整改目的。

（2）施工設計極限數(shù)值的考量。對于龍門架跨線線路問題或接地短路安全隱患，前提工作的不到位是主要原因，因此針對前期工作需要進行完善。首先，在跨線龍門架的設計上需要不斷向極限數(shù)值靠攏，以可能性數(shù)值進行跨線龍門架的設計，并對跨線龍門架安裝、使用與操作中的安全維護形成一定的制度準則并進行明確的規(guī)范，當前存在跨線龍門架由于對極端天氣的考慮不足，設計缺少極限數(shù)值的情況，這是造成跨線龍門架線路與設備安全性低、接地短路安全隱患產(chǎn)生的原因之一，因此在設計相關內(nèi)容上的極限數(shù)值考慮進行完善是必要的，需要通過設計方案的完善提高跨線龍門架在設計、施工與操作上的有效性。再經(jīng)過對極端天氣與極限數(shù)值的考量與設計后，需要嚴格的監(jiān)管程序進行實時施工監(jiān)管，以監(jiān)管效率的強化提高使用安全性，對一些不規(guī)范、不科學的施工操作及時制止并加以整改是將安全隱患控制在源頭的主要方法。總的來說，設計的考量與施工監(jiān)管的完善需要同步進行，以設計方案提高對于極端天氣的抵御，并以施工監(jiān)管提高對于設計方案的施工操作準確性能夠較好的保障跨線龍門架抵御極端天氣。

（3）增加跨線導線重量。按照規(guī)程要求，進線龍門架跨接導線與龍門架垂直距離在2.5-2.7米左右，現(xiàn)場實測2.75米，比設計值超出0.05m，可能是現(xiàn)場施工的偏差，但跨接導線偏長后，抵御大風的能力變?nèi)酰箫L吹動導線更容易與旁邊的桿塔對地短路。因此根據(jù)調(diào)查研究后決定，可以增加導線的重量，在具體數(shù)值上以極端天氣為基礎進行設計，并結(jié)合跨線龍門架使用情況進行核算。從理論上來講，導線的重量增加后能夠減少風力造成的擺動影響，但不能完全杜絕這種情況的發(fā)生，所以還需要加以其他措施共同處理。

（4）其他措施的加強。①由于該工程的跨線龍門架的施工具有危險性，且在施工數(shù)值精度上要求較高，因此對于專業(yè)性的要求較高，跨線龍門架設計人員、施工操作人員、使用人員與監(jiān)管人員都應該具備較高的專業(yè)素質(zhì)，需要經(jīng)過專門安全技術(shù)培訓并取得合格證書的專職人員進行操作，并配備專業(yè)的指揮與監(jiān)管人員負責指揮。并要求專業(yè)性人員在實行作業(yè)之前對跨線龍門架的各項設備進行檢驗，檢查安全裝置的完整性與靈敏性，減少安全隱患的出現(xiàn)。②提高施工質(zhì)量的檢驗效果。施工檢驗是獲得施工有效性的保障，在施工前對于跨線龍門架線路的安裝或維護進行檢驗，施工后對施工質(zhì)量進行評價，是保證跨線龍門架線路的運行安全性的一大方式，可通過施工檢驗不斷加強對于安全隱患的整改，也能夠通過施工檢驗進行數(shù)據(jù)對比，減少施工數(shù)據(jù)偏差情況的出現(xiàn)，判斷使用過程的穩(wěn)定系數(shù)。

結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟水平的不斷進步與提高，在各行各業(yè)的從業(yè)規(guī)范中對于安全性的維護與管理都是重要的議題，現(xiàn)代化技術(shù)帶來許多新型的儀器設備，如何合理利用這些儀器設備，為生產(chǎn)生活創(chuàng)造更多資源是關鍵內(nèi)容，維護設備的使用安全性與使用人員人身安全也是關鍵內(nèi)容。本文以橋鞏水電站的龍門架跨線中存在的安全隱患為研究重點，主要對龍門架的架體結(jié)構(gòu)與接地中的問題進行闡述，并針對自然因素、設計因素、材料因素、其他因素等內(nèi)容對龍門架跨線安全隱患提出了整改意見。針對龍門架跨線受到風力影響的問題，通過加裝固定絕緣子可達到實際整改效果，值得引起重視。針對設計因素，需要在今后的設計中提高對于極限數(shù)值的考量，并強化監(jiān)管，保障龍門架設計、安裝、使用與運行中的安全性，減少安全隱患的存在可能性。

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（作者單位：廣西廣投能源有限公司橋鞏水電站分公司）