输电线路碧罗雪山段覆冰故障分析及预控措施.docxVIP

?

?

输电线路碧罗雪山段覆冰故障分析及预控措施

?

?

摘要：怒江州“怒电外送”输电线路一般都要穿越海拔4000m碧罗雪山，具有高海拔、大高差、气候恶劣、微气候复杂等特点。自2007年11月开始，我公司已经运维2条穿越雪山的220kV输电线路，共发生28次在碧罗雪山段覆冰等恶劣气候引起的线路故障，通过逐年进行线路改造，线路故障率明显下降。本文就输电线路碧罗雪山段各类线路故障进行原因分析，对高海拔特殊地段输电线路，从设计、运行维护等角度，提出探讨性的防范措施。

关键词：碧罗雪山段输电线路；覆冰故障；原因分析；防范措施

一、引言

220kV兰福线和220kV福剑线是为满足怒江州沿江三县富裕电力送出而建设的输电通道。线路穿越海拔4000m碧罗雪山，具有高海拔、大高差、气候恶劣、微气候复杂等特点。由于220kV兰福线是云南省内第一条穿越高海拔雪山的输电线路，无论设计、运行单位都较缺乏相关经验。投运至今，雪山段由于气候原因造成线路多次被迫停运。220kV福剑线投运后也发生了多次雪山段故障跳闸。为保证线路安全运行，根据跳闸情况，设计、施工、运行等多家单位经过分析研究后，提出改进措施，并多次对线路进行了加固及改造，每次改造后效果都较为明显，未发生类似问题，线路故障率明显下降。因此对输电线路雪山段覆冰故障原因及改进方法进行分析是很有必要的。

二、线路概况

220kV兰福线线路全长111.237km，路径地形以高山、一般山地、雪山為主，其中雪山段为85-139塔，约22km；220kV福剑线全长146.79km，其中雪山段为86-135塔，约25km，两条线路水平相距约15km。雪山段两侧分别跨越澜沧江和怒江，中间翻越碧落雪山，属于无人居住区，海拔在3000-4300m之间。雪山段设计采用云南Ⅳ级气象区，覆冰C=30mm，风速V=30m/s。220kV兰福线和220kV福剑线雪山段运维条件较差，一旦设备发生故障，无论故障巡视、应急抢修都是十分困难的，因此需通过采取各种预防控制措施，减少线路覆冰故障。

输电线路穿越碧罗雪山段示意图

三、故障原因分析

220kV兰福线和220kV福剑线雪山段最高海拔约4200m，地形复杂，处于怒江大峡谷和澜沧江之间，线路覆冰严重，线路最大覆冰直径达200mm（见图1），气候复杂、变换频繁，大风气候及导地线频繁覆冰和脱冰等是线路事故跳闸的直接原因，造成线路故障的原因具体如下：

（一）220kV兰福线故障分析：

1.导线对塔身放电，造成单相接地故障：①故障情况：雪山段多基耐张塔中相引流线对塔身放电。②主要原因分析：部分耐张塔因与两侧塔之间高差较大，塔型为羊角塔，中线采用跳线管绕跳方式，由于耐张绝缘子串倾角过大，导线与塔身或地线间隙较小，最小电气间隙虽然满足规程要求，但大风情况下或脱冰舞动时引流线摆动容易对塔身或地线放电。（见图2）

2.导、地线光缆金具受损，造成单相接地故障：①故障情况：部分直线塔地线线夹断裂，地线落在横担上。（见图5）②主要原因分析：雪山段大风持续，监控最大风速达到26m/s，并且气候多变，夜间导地线覆冰，白天脱冰，造成线路频繁脱覆冰，部分金具断裂（见图3）。

3.铁塔受损，造成接地故障：①故障情况：耐张塔跳线支架折断，跳线管落在横担上。②主要原因分析：由于线路覆冰、脱冰频繁，部分塔材疲劳受损，最终导致断裂。（见图4）

4.导地线光缆覆冰后脱冰不一致，档内导线对地线光缆放电，造成瞬时性故障。①故障情况：120～121档内，导线对光缆放电（见图6），其它部分档距大于300米，也存在类似问题。②主要原因分析：线路覆冰、脱冰频繁，导地线舞动频繁，且导地线脱冰不一致（见图7），当导线脱冰后，而地线未脱冰，覆冰地线与脱冰导线间距较小，受大风影响，最终导致线路放电。

（二）220kV福剑线故障分析：

1.雪山段水平排列导线，在大档距档内发生相间短路故障。①故障情况：多档内，水平排列的三相导线，两边相与中相放电，造成相间短路。②主要原因分析：部分档距超过700米，Ⅳ级重冰区段，三相导线水平排列，导线安装应力放松，弧垂较大，由于极端超设计气候，导线在覆冰及大风的作用下摆动不一致，造成相间短路后引起线路故障跳闸。

综上分析：输电线路在碧罗雪山段故障主要原因为：覆冰、大风、微气候造成部分电气部件疲劳受损，反映出线路存在不均匀覆冰和不同期脱冰现象。

图1：220kV兰福线覆冰现象图2：改造前引流线

图3：220kV兰福线金具磨损严重图4：123塔跳线支架折断

图5：地线耐张线夹断裂图6：经纬仪观测档中心导线对光缆放电点

图7：在线监控导地线脱冰不一致图8：改造后引流线

四、针对各类覆冰故障原因采取的措施和效果

自2008年初，雪山段线路多次发生跳闸后，在云南电网公司高度重视下，线路资产单位积极组织协调