吉林電網(wǎng)220 kV架空輸電線路外力破壞故障研究

王志鋼，孫友群，矯立新，郭建凱，金 鵬，馮世濤，楊軍寶，張益霖

(1. 國網(wǎng)吉林省電力有限公司，長春 130021；2. 國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學研究院，長春 130021；3. 國網(wǎng)長春供電公司，長春 130021；4. 國網(wǎng)吉林供電公司，吉林 吉林 132000)

隨著輸電線路的不斷增多，輸電線路面臨的外力破壞形式也越來越復雜，外力破壞逐漸成為全國各大電網(wǎng)面臨的共同難題[1-2]。頻繁發(fā)生的外力破壞，不僅給電力企業(yè)造成重大經(jīng)濟損失，也威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，嚴重影響用戶的用電可靠性[3-4]。本文通過對2010至2016年間吉林電網(wǎng)220 kV架空輸電線路外力破壞故障進行梳理，總結(jié)影響線路安全穩(wěn)定運行的各種因素，統(tǒng)計分析規(guī)律，提出改進建議，以期切實有效降低輸電線路外力破壞故障次數(shù)，提高輸電線路運行可靠性，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

1 故障類型及故障原因劃分原則

1.1 故障類型

輸電線路外力破壞是人們有意或無意造成的線路部件的非正常狀態(tài)，故障類型主要有6 種，分別是盜竊及蓄意破壞、施工(機械)破壞、異物短路、樹竹砍伐、釣魚碰線和火災[5]。

1.2 故障原因劃分原則

輸電線路外力破壞故障原因可分為運行維護(以下簡稱運維)檢修、超防護范圍和施工質(zhì)量三類，其劃分原則如下。

a. 運維檢修。對存在外力破壞隱患地段巡視及監(jiān)控不到位導致外力破壞故障；對已知隱患點未采取相應措施導致外力破壞故障。

b. 超防護范圍。大風將線路防護范圍外的飄浮異物刮到線路上造成異物短路故障；非常態(tài)或不可預知因素導致的外力破壞故障。

c. 施工質(zhì)量。電力公司內(nèi)部基建、農(nóng)電線路施工單位在線路附近作業(yè)時，未按照簽訂的組織措施施工，導致施工時施工機械、牽引繩、跨越架等對在運線路放電，造成線路故障。

2 架空輸電線路外力破壞故障分析

2.1 總體情況

2010至2016年，吉林電網(wǎng)220 kV架空輸電線路共發(fā)生故障357條·次，其中外力破壞故障102條·次，占故障總數(shù)量的28.6%，年平均故障率為0.147(條·次)/(hkm·a)，故障數(shù)量及故障率整體呈下降趨勢。各年外力破壞故障情況見圖1。

圖1 各年外力破壞故障數(shù)量及跳閘率

長春、四平、松原、通化地區(qū)外力破壞故障較多，占全省故障總數(shù)量的71.57%。各地(市)外力破壞故障數(shù)量及平均跳閘率見圖2。

圖2 各地(市)外力破壞故障數(shù)量及跳閘率

2.2 故障類型分析

吉林電網(wǎng)220 kV架空輸電線路近7年發(fā)生的外力破壞主要類型有：施工(機械)破壞、異物短路、樹竹砍伐、火災共4種。各外力破壞類型所占比例見表1。

表1 外力破壞故障類型統(tǒng)計

外力破壞故障主要是施工(機械)破壞和異物短路，占故障總數(shù)的92.16%。

2.3 影響因素分析

2010至2016年，吉林電網(wǎng)220 kV架空輸電線路共發(fā)生外力破壞故障102條·次，具體影響因素如下。

a.運維檢修。因此類原因?qū)е碌耐饬ζ茐墓收?0條·次，占外力破壞故障總數(shù)的68.63%。主要體現(xiàn)在對存在外力破壞隱患地段巡視及監(jiān)控不到位、對已知隱患點未采取相應措施或采取的措施沒有針對性等。

b.超防護范圍。因此類原因?qū)е碌耐饬ζ茐墓收?1條·次，占外力破壞故障總數(shù)的20.59%。主要體現(xiàn)在大風將線路防護范圍外的飄浮異物刮到線路上或不可預知因素等。

c.施工質(zhì)量。因此類原因?qū)е碌耐饬ζ茐墓收?1條·次，占外力破壞故障總數(shù)的10.87%。主要體現(xiàn)在公司內(nèi)部基建、農(nóng)電線路施工造成線路故障。

3 提升線路防外力破壞水平的對策

綜合分析吉林電網(wǎng)220 kV架空輸電線路近7年的外力破壞故障情況和故障原因，有針對性地從設計、施工和運維三個階段提出提升線路防外力破壞水平的對策。

a.設計階段。220 kV架空輸電線路處于開發(fā)區(qū)或跨越公路區(qū)段導線對地距離在滿足GB 50545—2010《110 kV～750 kV架空輸電線路設計規(guī)范》的基礎上，宜結(jié)合現(xiàn)場情況適當提高。新建架空輸電線路采取高塔跨樹設計方案時，應結(jié)合區(qū)域內(nèi)線路運維經(jīng)驗和現(xiàn)場樹木調(diào)查情況，確定本區(qū)域內(nèi)樹木最終自然生長高度。

b.施工階段。新建架空輸電線路交叉跨越在運線路時，建設、施工單位應與線路運維單位提前溝通，做好現(xiàn)場安全防護措施。嚴格貫徹落實GB 50545—2010、GB 50233—2014《110 kV～750 kV架空輸電線路施工及驗收規(guī)范》等要求，對架空輸電線路通道進行徹底清理，并與線路保護區(qū)范圍內(nèi)的樹木、建(構(gòu))筑物所有者簽訂協(xié)議，協(xié)議中應明確保證線路安全運行的各項措施，并全部移交給線路運維單位。

c.運維階段。加強企業(yè)內(nèi)部協(xié)作機制，整合資源，提高掌握架空輸電線路通道附近施工情況，強化對隱患點的監(jiān)督和整改。構(gòu)建通道屬地化管理機制，發(fā)揮屬地單位地方協(xié)調(diào)和快速響應的優(yōu)勢。建立完善大型特種機械(車輛)和駕駛員數(shù)據(jù)庫，加強宣傳和安全培訓。加強固定施工場所防控措施落實，對潛在隱患做好預判和跟蹤。加強架空輸電線路周邊異物短路隱患排查，根據(jù)不同地域不同隱患類型落實針對性治理措施。對于易發(fā)施工(機械)破壞的隱患點，加裝防外力破壞在線監(jiān)測裝置。

4 結(jié)論

本文通過對2010至2016年間吉林電網(wǎng)220 kV架空輸電線路外力破壞故障進行梳理，指出外力破壞故障類型主要是施工(機械)破壞和異物短路，且運維檢修是外力破壞故障的主要影響因素。有針對性地從設計、施工和運維三個階段提出改進意見，為今后的電網(wǎng)規(guī)劃、建設及運維提供依據(jù)和指導建議。