一起220 kV 變電站鳥害故障跳閘分析

陸 陽 ，徐 茜 ，周 剛 ，朱 赟 ，滿 憶

（1.國網(wǎng)浙江省電力有限公司嘉善供電公司，浙江 嘉善 314100;2.國網(wǎng)浙江省電力有限公司嘉興供電公司，浙江 嘉興 314000）

近幾年，國家大力提倡保護(hù)生態(tài)環(huán)境，我國的森林植被面積逐年增長，良好的生態(tài)環(huán)境為鳥類的繁衍活動(dòng)提供了場所和空間。然而，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，鳥害已成為我國東南沿海地區(qū)輸電線路故障跳閘的主要因素之一，給電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來考驗(yàn)[1-2]。

當(dāng)前，針對輸電線路故障原因主要可分為以下2 類：（1）雷擊事故，沿放電通道，通過極高的雷電過電壓、過電流放電，主要包括繞擊、直擊，且后者對電網(wǎng)損害更為嚴(yán)重，故障錄波波尾時(shí)間相對較短；（2）非雷擊事故，主要包括鳥害、山火、閃絡(luò)、覆冰等形式，據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來鳥害已成為主要非雷擊事故，通過與絕緣子表面的污穢形成放電結(jié)構(gòu)，故障錄波的波尾時(shí)間相對較長[3-4]。

本文分析了某220 kV 變電站鳥害故障跳閘情況，通過對故障區(qū)基本情況分析，結(jié)合故障區(qū)段巡視情況、故障區(qū)段地理位置、故障時(shí)段天氣情況，發(fā)現(xiàn)鳥類排泄物導(dǎo)致絕緣子上下均壓環(huán)之間空氣間隙擊穿放電，針對此類事故原因及暴露的問題進(jìn)一步分析，提出相應(yīng)的整改措施，不斷提高線路的管理水平，保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。

1 事件概況

2022 年11 月8 日11:46:58，220 kV 變電站X1的LZ 3U05 線B 相保護(hù)動(dòng)作，開關(guān)跳閘，重合成功。

故障信息記錄：B 相接地故障，故障電流20.404 kA。故障測距（距變電站X1）：1.030 km。故障點(diǎn)定位在35#和36#桿之間。

保護(hù)信息記錄：第一套，B 相接地故障，接地距離Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作，縱差保護(hù)動(dòng)作，重合閘動(dòng)作，重合成功，故障電流20.250 kA，故障測距1.133 km（34#和35#桿之間）；第二套，B 相接地故障，縱差保護(hù)動(dòng)作，接地距離I 段保護(hù)動(dòng)作，重合閘動(dòng)作，重合成功，故障電流19.705 kA，故障測距0.666 km（36#和37#桿之間）。

分布式信息記錄：2022 年11 月8 日11:46:58 599 220 kV LZ 3U05 線路發(fā)生跳閘事故，重合閘成功，故障相為B 相，位置在1#桿塔和41#桿塔之間，距離1#桿塔大號(hào)方向11.520 km，故障點(diǎn)位于35#桿塔附近。

2 故障巡視情況

11 月8 日11:53，H 市供電公司接到調(diào)度電話通知后，立即組織12 人分為3 組趕赴現(xiàn)場。經(jīng)故障特巡發(fā)現(xiàn)，故障桿塔為 LZ 3U05 線35#塔，塔型為2F2-SJ1-30（桿塔呼高30 m）。故障區(qū)段位于H 市楊家埠東彭家村附近，主要地形為平原，現(xiàn)場位置信息為荒地、蘆葦塘，北側(cè)臨近呂山港，南側(cè)為西苕溪，東側(cè)為呂山港與西笤溪交匯處，如圖1 所示。線路故障區(qū)段地處平原，當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，沿線群眾法律意識(shí)強(qiáng)，周邊治安情況良好。

圖1 LZ 3U05 線GIS 圖

特巡人員通過對線路通道和本體進(jìn)行全方位巡視，未發(fā)現(xiàn)線路通道內(nèi)有施工作業(yè)、樹竹放電等異常現(xiàn)象。利用無人機(jī)對35#桿塔進(jìn)行精細(xì)化巡檢，發(fā)現(xiàn)B 相（垂直排列下相）固定防風(fēng)偏絕緣子橫擔(dān)掛點(diǎn)、鐵塔端均壓環(huán)、導(dǎo)線端碗頭與跳線線夾連接處、跳線線夾螺栓、絕緣子傘裙均有閃絡(luò)放電痕跡。

3 故障原因分析

3.1 故障桿塔確認(rèn)分析

特巡人員到達(dá)35#桿塔時(shí)，桿塔底部蘆葦塘內(nèi)有大量鳥類飛起。

無人機(jī)精細(xì)化檢查發(fā)現(xiàn)LZ 3U05 線35#塔B 相（垂直排列下相）桿塔橫擔(dān)、絕緣子、均壓環(huán)表面鳥糞殘留，在LZ 3U05 線#35 塔下方塘中發(fā)現(xiàn)一具灰鷺尸體，未發(fā)現(xiàn)其他異常。

直譯是根據(jù)原文的意義和語言結(jié)構(gòu)直接把原語的詞句轉(zhuǎn)換成譯文的詞句。當(dāng)源語和目的語受眾的認(rèn)知環(huán)境幾乎沒有差異,并且對商品的認(rèn)知角度、消費(fèi)觀念、價(jià)值取向等趨于一致時(shí),譯者可以采用直譯。

根據(jù)安裝在1#和41#塔上的分布式故障裝置采集信息，故障點(diǎn)距離1#桿塔大號(hào)方向側(cè)11.520 km，故障桿塔為35#塔左右一兩基桿塔范圍內(nèi)，與無人機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)故障桿塔基本吻合。綜合以上信息確定本次故障桿塔為35#桿塔。

3.2 分布式故障定位裝置分析

220 kV LZ 3U05 線全長12.820 km，屬于H 市供電公司管轄線路。在1#、41#桿塔安裝了輸電線路分布式故障診斷終端。

輸電線路分布式故障診斷終端于2022 年11 月8 日 11:46:58 LZ 3U05 線上監(jiān)測到工頻分閘電流波形，波形中故障電流增大約若干周期后歸零，如圖2 所示，符合線路發(fā)生故障時(shí)工頻電流特征，因此系統(tǒng)判定LZ 3U05 線于2022 年11 月8 日11:46:58 發(fā)生跳閘故障[5]。

圖2 1#桿塔故障分閘工頻電流波形

故障時(shí)刻故障點(diǎn)產(chǎn)生的電流行波向線路兩端傳播，故障時(shí)刻電流行波主波頭第一次到達(dá)1#桿塔監(jiān)測終端的時(shí)刻記為時(shí)刻“1”，第一次到達(dá)41#桿塔監(jiān)測終端的時(shí)刻記為時(shí)刻“2”，時(shí)刻“1”與時(shí)刻“2”的時(shí)間差ΔT=35.8 μs，如圖3 所示。系統(tǒng)檢測電流行波在LZ 3U05 線上傳播速度為V=290 m/μs，1#桿塔到41#桿塔的距離L=12 637 m，由雙端行波精確定位公式L1=(L?ΔTV)/2 經(jīng)計(jì)算得出故障點(diǎn)距離1 號(hào)桿塔往大號(hào)側(cè)11 524 m，因此，LZ 3U05 線故障點(diǎn)最終定位在35#桿塔附近。

根據(jù)系統(tǒng)記錄的故障時(shí)刻電流行波波形，故障時(shí)刻電流行波主波頭電流上升比較陡，波尾持續(xù)時(shí)間大于20 μs，符合非雷擊跳閘故障特征，故系統(tǒng)判定此次故障為非雷擊故障。

3.3 故障原因分析結(jié)果

綜合 LZ 3U05 線故障區(qū)段跳閘前后的天氣情況、絕緣子表面及均壓環(huán)狀況、無人機(jī)巡檢及全線通道巡視結(jié)果，故障原因分析如下：

LZ 3U05 線35#塔采用雙聯(lián)耐張絕緣子串掛設(shè)，絕緣子型號(hào)U210B/170，單片爬距400 mm，18 片成串，跳串采用固定防風(fēng)偏絕緣子，絕緣子型號(hào)為FSP-220/0.8-3，結(jié)構(gòu)高度2 350 mm，爬距6 350 mm，防污水平滿足要求，且絕緣子表面干凈，可排除污閃跳閘可能。

故障相B 相為垂直排列下相，桿塔位于蘆葦塘內(nèi)，周邊水系、荒地及蘆葦塘密集，交叉跨越完全滿足安全距離要求，且線路通道防護(hù)區(qū)內(nèi)并無施工作業(yè)隱患點(diǎn)，因此排除外破、樹線放電跳閘可能。

故障時(shí)段35#塔附近天氣晴朗，同時(shí)雷電定位系統(tǒng)查詢，故障時(shí)間點(diǎn)前后5 min 內(nèi)、故障線路周邊半徑1 km 范圍內(nèi)無落雷，故排除雷擊跳閘的可能。

由于LZ 3U05 線故障區(qū)段處于蘆葦塘內(nèi)，沿線周圍無大棚等易飄浮物、污染物存在。故障時(shí)段微風(fēng)，排除風(fēng)偏、異物鉤掛等跳閘的可能。

綜合LZ 3U05 線故障區(qū)段跳閘前后的天氣情況、固定防風(fēng)偏絕緣子橫擔(dān)掛點(diǎn)、鐵塔端均壓環(huán)、導(dǎo)線端碗頭與跳線線夾連接處、跳線線夾螺栓、絕緣子傘裙?fàn)顩r以及各類監(jiān)測裝置采集的信息，判斷本次故障原因?yàn)榇笮网B類站立在固定防風(fēng)偏絕緣子掛點(diǎn)上方排泄，排泄物導(dǎo)致LZ 3U05 線35#塔B 相固定防風(fēng)偏絕緣子上下均壓環(huán)之間空氣間隙擊穿放電。

4 故障暴露的問題及后續(xù)措施

線路運(yùn)行單位對鳥類的活動(dòng)規(guī)律掌握不夠。據(jù)調(diào)查，對線路構(gòu)成危害的鳥類有黑鸛、白鷺、鷸鳥等中大型水鳥，不同鳥類在不同地區(qū)、不同時(shí)間的生活規(guī)律和習(xí)性不易掌握，造成防范措施針對性不強(qiáng)。

線路專業(yè)缺少鳥類問題研究人員。參與線路防鳥害整治項(xiàng)目的人員只是普通的技術(shù)人員，沒有專門進(jìn)行涉鳥類問題的學(xué)習(xí)和研究。

輸電線路防鳥措施有待提升。目前所使用的驅(qū)鳥器、防鳥刺、防鳥箱等設(shè)備優(yōu)缺點(diǎn)并存，并不能完全防止鳥害跳閘故障的發(fā)生，防鳥措施須進(jìn)一步提升。

H 市供電公司立即對LZ3U05 線35#及附近桿塔補(bǔ)充安裝防鳥刺、超聲波驅(qū)鳥等裝置，防止該區(qū)段鳥害故障再次發(fā)生；并組織開展線路全線鳥害排查治理，預(yù)防類似情況發(fā)生。

加強(qiáng)線路防鳥害工作。重點(diǎn)加強(qiáng)地處農(nóng)田、河網(wǎng)地帶的輸電線路防鳥害措施，通過加裝驅(qū)鳥器、防鳥刺、防鳥擋板等裝置，減少鳥類在桿塔上活動(dòng)停留；及時(shí)拆除桿塔上鳥窩，杜絕鳥害故障的發(fā)生。

加強(qiáng)鳥類活動(dòng)觀測，及時(shí)增補(bǔ)、修正鳥類頻繁活動(dòng)區(qū)域，掌握大型鳥類活動(dòng)區(qū)域分布、活動(dòng)規(guī)律，采取針對性防鳥害措施。

根據(jù)故障點(diǎn)的情況來看，復(fù)合絕緣子放電灼傷痕跡不影響線路長期安全運(yùn)行，計(jì)劃結(jié)合線路停役更換損傷絕緣子并打開各聯(lián)結(jié)部位仔細(xì)檢查，未消缺前加強(qiáng)設(shè)備的日常運(yùn)行維護(hù)工作。