河南電網輸電線路迎峰度冬應對措施研究

馬 杰 張 博 楊 威 劉 博 李夢麗

（1.國網河南省電力公司經濟技術研究院，河南 鄭州 450052；2.國網河南省電力公司電力科學研究院，河南 鄭州 450052）

1 輸電線路度冬目標

近年以來，河南省時常出現大面積、長周期霧霾天氣，嚴重威脅輸電線路安全穩(wěn)定運行。如何成功應對霧霾天氣影響，及雨雪冰凍等惡劣天氣引發(fā)的舞動、污閃、冰害風險，是度冬輸電線路運維的主要目標［1-3］。將這些目標具體化就是不發(fā)生大面舞動、污閃、冰害跳閘事件；不發(fā)生跨區(qū)電網及重要斷面解裂事件；不發(fā)生因線路跳閘導致的重要用戶停電事件。

2 輸電線路度冬期間風險因素分析

河南省冬季線路的主要問題在于舞動、冰害和污閃、外力破壞等。

2.1 舞動

2.1.1 舞動發(fā)生情況

河南省是國網公司系統(tǒng)舞動發(fā)生最頻繁的地區(qū)之一，1998～2013年河南省出現了9次大范圍的輸電線路舞動，尤其是2009年11月至2010年3月之間，河南電網受多次大范圍大風降溫、雨雪冰凍等惡劣天氣影響，發(fā)生了三次大范圍輸電線路覆冰舞動故障，給河南電網造成嚴重災害。

2.1.2 應對措施

2009年底大面積舞動跳閘后，河南公司加大防舞動治理力度，陸續(xù)發(fā)布《河南電網輸電線路防舞動技術及管理規(guī)定》《河南電網輸電線路舞動區(qū)域分布圖》《河南電網相間間隔棒安裝及驗收指導意見》《河南電網桿塔聯接件防松指導意見》等輸電線路防舞動系列管理規(guī)定，完成了梳理出的多條易舞動線路防舞動改造。通過防舞治理，大大提高了線路防舞動能力。利用秋檢停電機會，開展輸電線路相間間隔棒運行狀態(tài)評估工作，消除了影響線路安全運行的缺陷。

2.1.3 存在問題

舞動治理是公認的世界難題，目前還沒有經過驗證的可靠防舞動措施，所采取的各類防舞措施有待考驗［4］。此外，部分防舞措施使用年限較長，有些相間間隔棒已超過10年，雖然目前相間間隔棒排查中還未發(fā)現嚴重缺陷的間隔棒，但其他省份曾發(fā)生220kV線路相間間隔棒斷裂故障，因此仍需高度關注。

2.2 污閃

2.2.1 污閃發(fā)生情況

污閃問題是2007年以前影響河南冬季電網安全的主要因素，1989年至2006年，河南電網共發(fā)生了4次大面積污閃，共造成線路跳閘612條次，嚴重威脅電網安全運行。2006年以后，河南公司持續(xù)開展了防污閃專項治理，在國網公司相關技術規(guī)范上，提高防污閃治理標準，制定并發(fā)布了《河南電網電氣設備外絕緣防污閃技術管理原則》，適時更新了《河南電網污穢區(qū)域分布圖》；2006年后，累計投入資金1.5億元，進行以更換復合絕緣子、噴涂防污閃涂料為主的防污閃改造，處于污穢等級d、e級別的線路段全部改造完畢，長期不懈的防污閃改造取得了良好成果。2007年以來，已經杜絕大面積污閃跳閘的發(fā)生，并經受了2013年初長周期、大范圍的霧霾天氣的考驗。

治理經驗表明：絕緣子復合化是適合河南電網的最有效防污閃措施。2013年，擴大防污閃治理范圍，完成15條500kV線，42條220kV線路以及53條110kV線路的防污閃加強改造，線路懸垂絕緣子復合化率達到96%以上。目前，500kV線路直線串合成化率已達到94.96%，220kV線路直線絕緣復合化率達到96%

2.2.2 隱患分析

隨著環(huán)境的不斷改變，個別地區(qū)污穢等級有所提高，需要及時修訂污穢區(qū)域分布圖，并對污穢區(qū)線路進行防污閃改造，表1為河南電網近期污穢等級動態(tài)變化情況。

表1 污穢等級動態(tài)變化情況

2.3 冰害

2.3.1 冰閃跳閘情況

從歷史統(tǒng)計數據來看，線路冰害問題并不突出，主要發(fā)生于500kV線路，并集中在個別微氣候區(qū)域，如新密尖山、新鄭始祖山、三門峽金銀山、平頂山香山、焦作太行山等區(qū)段，主要線路為長南I線、嘉鄭線等線路。

2.3.2 治理情況

2011～2012年，對發(fā)生過冰閃跳閘的香鄭線、嘉鄭線等多條線路進行了防覆冰改造工作，主要采取防冰復合絕緣子、4+1形式插花安裝大盤徑瓷質絕緣子等防冰改造措施。2013年初發(fā)生的5次冰閃跳閘，故障點全在改造段之外，證明了采取的防冰措施效果顯著。積極開展直流融冰。目前融冰設備已調試完畢，并配置在覆冰相對嚴重的三門峽地區(qū)。目前河南省內已知微氣候區(qū)的超特高壓線路均已進行了防冰閃改造，抗冰能力大大增強，降低了線路發(fā)生冰閃跳閘的概率。

2.3.3 存在問題

±800kV天中直流，N4701-N4714區(qū)段（與山西交界的山區(qū)）按照一般山地進行設計，線路長度7.011km，共14基桿塔。該區(qū)段線路附近的1 000kV長南Ⅰ線（在山西境內）曾發(fā)生過由于絕緣子串嚴重覆冰而造成的故障跳閘。雖然哈鄭線設計時已經充分考慮相關因素，但是由于該地區(qū)微氣候特征明顯，線路直線合成絕緣子仍存在冰閃的風險，只是概率較低。此外，輸電線路覆冰設計按照50年重現期，當出現罕見的雨雪冰凍天氣，覆冰厚度超過設計值時，仍存在冰害風險。

2.4 外力破壞

2.4.1 外力破壞發(fā)生情況

河南作為全國第一人口大省，大部分地區(qū)位于平原地帶，人口密度大，線下人類活動多，因此，呈現出外破跳閘為首要因素的統(tǒng)計學規(guī)律。根據歷年運行分析，外力破壞是河南電網輸電線路跳閘的首要因素，且沒有明顯的季節(jié)特征。2008～2012年，河南公司系統(tǒng)內線路跳閘的首要原因為外力破壞，占總次數的33.3%；第二原因為舞動，占總跳閘次數的21.3%；其次為雷擊、異物短路、鳥害等。

2.4.2 治理情況

輸電線路外破跳閘歷年來為河南公司線路跳閘的主要原因，河南公司高度重視防外破治理，主要從以下幾個方面進行治理。

圖1 2008-2012年河南電網線條調整主要原因

一是開展輸電線路通道狀態(tài)辨識。組織各單位積極全面梳理輸電線路通道狀況，按照外破風險危急程度進行分級，繪制外破風險警戒圖，組織各單位開展輸電線路防外破差異化巡視。

二是完善輸電線路防外破工作機制。促請省政府于2012年9月出臺《河南省供用電條例》，為線路清障提供了法律保障。加強與公安廳、交通廳、林業(yè)廳等部門合作，簽訂了戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，建立順暢溝通協(xié)調機制，充分發(fā)揮職能部門行政、刑事執(zhí)法職能。發(fā)揮屬地化運維優(yōu)勢，地市供電公司建立“三級聯防”防外破機制，共同防范通道內外破隱患。

三是加強防外破工作制度管理。連續(xù)下發(fā)《關于加強春季植樹期間線路通道保護工作的通知》、《關于加強麥收期間電力設施保護的通知》、《防范車輛碰線的反事故措施》等相關管理文件。堅持說清楚制度，凡發(fā)生線路外破跳閘，相關運維單位主管副總經理帶隊到省公司參加事件分析會，查明跳閘原因，落實防范措施；堅持防外破周報、月報制度，對輸電線路防外破工作進行周統(tǒng)計、月分析。

四是強化線路跳閘考核。利用同業(yè)對標和輸電專業(yè)精益化管理平臺，設置相應考核指標，加大輸電線路外破跳閘考核權重，定期通報各單位。

五是加強科技投入。河南公司防外破工作取得良好成果，2013年以來，外破跳閘次數降低了35%。

2.4.3 存在問題

隨著市區(qū)、城鎮(zhèn)快速擴展、擴建及產業(yè)聚集區(qū)建設，城市框架迅速拉大，輸電線路因通道內違章施工、違章建房、違章植樹等外力破壞隱患將持續(xù)增長。從防外破周報統(tǒng)計情況來看，最近全省輸電線路通道周圍施工隱患保持1 700處，同比增長59%。但是，輸電專業(yè)運維管理人員力量相對薄弱，有限的人力、物力應對日益增長的外破隱患，輸電線路防外破工作依然嚴峻。為解決運維人員不足和日益嚴峻的外部運行環(huán)境之間的矛盾，需加大投入，引入外部力量投入通道看護。

3 輸電線路度冬措施

根據河南電網具體情況，度冬期間從以下幾個方面入手，確保輸電線路安全穩(wěn)定運行。

3.1 確保特高壓及跨區(qū)電網安全穩(wěn)定運行。對重要斷面及線路進行梳理，開展重要斷面及重要線路特巡特護工作，加強運行狀態(tài)管理和帶電檢測，強化強風、大霧、雨雪冰凍等異常和極端氣象條件下輸電線路運行維護，確保安全穩(wěn)定運行。

3.2 做好輸電線路舞動應對準備。充分發(fā)揮河南輸電線路舞動氣象預警系統(tǒng)作用，做好覆冰舞動預測，提前制定舞動觀測預案，做好觀測準備。根據氣象情況，實時開展易舞線路區(qū)段特巡特護工作，密切監(jiān)視線路覆冰和舞動情況。

3.3 加強線路防外破治理。度冬期間，繼續(xù)加強輸電線路防外破考核與管理，動態(tài)修訂輸電線路外破風險警戒圖，對外破隱患點實行動態(tài)巡視、蹲守等措施，完善防外破工作機制，推進屬地聯防；充分利用防外破視頻裝置等高科技產品，加大物防、技防投入，堅決遏制輸電線路外破跳閘發(fā)生。

3.4 做好應對惡劣天氣準備。充分發(fā)揮電力氣象臺作用，提前發(fā)布災害預警；加強運維檢修隊伍管理，做好應急物資準備，落實惡劣氣象條件下的事故預想、事故應急預案及搶修各項準備，保證故障搶修工作及時、有序進行；針對惡劣天氣引發(fā)的倒塔斷線風險，充分發(fā)揮送變電施工力量強的優(yōu)勢，確保在最短時間內，完成事故搶修，迅速恢復供電。

［1］趙作利.輸電線路導線舞動及其防止［J］.高電壓技術，2004，30（2）：57-58.

［2］石吉漢，吳繼云.導線舞動的防止［J］.電力建設，2005，26（12）：39-42.

［3］胡紅春.冰害、冰閃和舞動的防止措施［J］.電力建設，2005，26（9）：31-34.

［4］汪雄，石吉漢，江衛(wèi)華.三滬直流工程導線舞動防止措施研究［J］.電力建設，2008，29（6）：26-29.