洪涝灾害导致两回输电线路故障停运的技术分析

曾忱（湖北省送变电工程公司，湖北武汉430063）

洪涝灾害导致两回输电线路故障停运的技术分析

曾忱（湖北省送变电工程公司，湖北武汉430063）

针对2016年湖北地区洪涝灾害期间，澴河上游的大悟水库临时泄洪，导致线路跨越的澴河水位远超线路设计最高条件，挖沙船被洪水冲向下游时，船体桅杆先后触碰500kV斗孝二回、山孝线，造成两回线路先后故障停运。本文结合故障产生的具体原因及暴露的问题进行分析，从设计、运维等环节提出相关建议和整改措施，为下一步提升输电线路抵御自然灾害的能力提供技术支撑。

洪水上涨；挖沙船；故障；设计

1 故障基本情况

1.1 故障概述

（1）2016年7月20日22时46分10秒500kV斗孝二回线C相跳闸（从小号侧往大号侧方向看，交流单回线路：左边相（C相）、中相（B相）、右边相（A相），重合闸不成功。故障测距距斗笠变156.846km，对应杆塔号#380～#381；距孝感变10.775km，对应杆塔号#387～#388；2016年7月21日01时14分强送成功。

（2）2016年7月20日22时46分28秒500kV山孝线C相跳闸（从小号侧往大号侧方向看，交流单回线路：左边相（C相）、中相（B相）、右边相（A相），重合闸不成功。故障测距距孝感变14.766km，对应杆塔号#103～#104；距仙女变50.287km，对应杆塔号#126～#127；2016年7月20日23时37分强送成功。

1.2 故障区段基本情况

500kV斗孝二回线全长170.665km，铁塔420基，投运时间是2004年2月9日，全线除长江大跨越外全部采用单回路设计。导线采用LGJ-500/45；故障区段始于394杆塔，止于#395杆塔。500kV山孝线全长54.919km，铁塔141基，投运时间是2015年1月31日，其中#1～#98杆塔采用双回路设计，#99～#141采用单回路设计。导线均采用LGJ-500/45；故障区段始于119杆塔，止于#120杆塔。故障区段主要地形均为跨越河流（澴水河），气候类型为亚热带季风性湿润气候。

1.3 故障时段天气

7月20日，故障区段天气情况为：晴天，气温在25～32℃，无持续方向，相对湿度为67%RH。

2 故障巡视及处理

7月21日，运维人员安排对斗孝二回#394～#395、山孝#119～#120跨越澴水河区段导线对水面距离进行测量，斗孝二回线净空距离实测为8.7m，山孝线净空距离9.7m。并发现在原河道中间防护林边有2艘挖沙船搁浅，船上没有人员。通过无人机发现了斗孝二回#394塔C相大号侧第二组防舞器前10m处，山孝线#119塔C相大号侧第2组防舞器后0.5m处，有明显闪络点及轻微划伤，如图1～2。

图1 斗孝二回#394大号侧第二组防舞器前10m处，发现闪络点及伤线痕迹

图2 山孝线#119大号侧第2组防舞器后0.5m处，发现闪络点及伤线痕迹

经询问当地村民，此段河水于20日12时后，上游开始来水，水面逐渐升高，至22时前后，水势非常大，水面距堤面距离已不到1m，并在23时前后听到两声巨响，并伴随着火光。通过与当地政府了解到，此次河水上涨是因为上游大悟水库临时泄洪，泄洪流量达到4000方/s。

经现场初步分析，因为上游大悟水库超警戒水位，被迫临时泄洪，澴河水位短时间内暴涨，导线距水面的净空距离大为减小，挖沙船被洪水冲向下游时，船体桅杆先触碰斗孝二回C相（左边线），重合闸不成功转三跳，后又与B、A相接触时，系统无显示。紧接着又冲向下游平行距离70m处的山孝线C相（左边线），其过程与斗孝二回线故障情况一致。从两条线路跳闸时间间隔18s，通过现场河水流速和平行距离估算，相隔时间基本吻合。

3 故障原因分析

3.1 故障录波分析

（1）斗孝二回阻抗计算结果：故障电流为23.2kA；故障测量阻抗1.75+j2.39；故障点距孝感变8.76kM；阻抗角约为53°，为非金属接地。

（2）山孝阻抗计算结果：故障电流为22.4kA；故障测距阻抗1.75+2.3；故障点距孝感变8.43kM；阻抗角约为52°，为非金属接地。

（3）针对孝感侧变电站提供的故障录波图进行相关分析可知：

①500kV斗孝二回先于山孝线跳闸，相隔时间约18s；

②两条线路故障测量阻抗基本相同，判断为统一位置因相同原因发生跳闸；

③故障性质为非金属性接地，故障点距孝感变8.5kM。

3.2 故障原因排查

综合前面故障巡视及结果分析：本次故障原因由于澴水河上游的大悟水库超警戒水位临时泄洪，导致水面短时间快速上涨。经校核，最高时超过设计条件的五年一遇最高水位达到5.9m，推算故障时导线对水面距离斗孝二回为7.2m，山孝线8.2m。挖沙船被洪水冲向下游的过程中，先后触碰斗孝二回C相（左边线）、山孝线C相（左边线）跳闸。

3.3 故障具体原因分析

近期由于孝感地区受强降雨及分洪影响，澴水河水位持续上涨，经向长江水利委员会了解到，7月20日23时该跨越段的花园水位监测站的数据为38.5m（吴淞高程），转换为黄海高程36.5m，水流速度3.5m/s。

7月21日早上7：00，经测量斗孝二回#394～#395弧垂最低点对水面距离8.7m，山孝线#119～#120弧垂最低点对水面距离9.7m，同时水位较昨晚11：00分下降1.5m。通过对上述数据分析计算，相关水位与导线对湖面最小距离如表1。

表1 水位及导线对水面距离情况统计表

运维人员对现场挖沙船进行测量，其桅杆高度为6m，船身高度2.5m，全船总长8.5m，如图3。

图3 挖沙船全貌

由表1可知，故障时段的水位为36.5m，挖沙船从上游至下游通过，先后穿越斗孝二回及山孝线，由图4显示斗孝二回处于澴水河上游处，两条线路间距70m，分析跳闸具体过程如下：

（1）斗孝二回跳闸过程：由于洪水水位暴涨，水流过急，导致原锚固在河道中的挖沙船被洪水冲向下游，在漂流的过程中船体桅杆首先触碰上游侧斗孝二回#394～#395左边相导线（C相），斗孝二回跳闸重合闸不成功，随后该船体通过中相（B相）（#394为耐张塔，中相对水面距离较高）后触碰右边相导线（A相）。

（2）山孝线跳闸过程：该船体穿越斗孝二回后，继续漂移到山孝线下，触碰山孝线#119～#120左边相导线（C相）山孝线跳闸重合闸不成功，随后该船体通过中相（B相）（#119为耐张塔，中相对水面距离较高）后触碰右边相导线（A相），流向下游。

图4 挖沙船发生故障时示意图

4 结论及建议

综上所述，造成斗孝二回、山孝线的故障原因是澴河上游的大悟水库临时泄洪，导致线路跨越的澴河水位远超线路设计最高条件，导线对水面净空距离不足，挖沙船被洪水冲向下游的过程中，先后触碰斗孝二回C相（左边线）、山孝线C相（左边线）跳闸，并且导致故障停运，同时造成导线轻微划伤，经评估，暂不不影响线路运行。

针对本次洪涝灾害导致两回线路故障停运，从暴露的问题进行分析，结合设计、运维等环节提出相关建议：

（1）建议设计单位提高输电线路防洪涝灾害设防标准。处于蓄滞洪区域或江河湖泊、水库溃口、漫坝波及区域以及易内涝区域的杆塔基础按可长期浸泡水中考虑，500kV及以上导线对水面净空距离按100年一遇洪涝灾害水位考虑。

（2）鉴于洪涝灾害期间防汛工作的严峻形式，为保障人身、电网设备安全，运维单位应加强流动船体的隐患排查，并及时与政府部门、航道管理机构联系，及时掌握水位及防汛变化信息，必要时在抗洪防汛期间对通航跨越处采取封航、禁航措施。

（3）防汛期间，由于水位上涨，水面与线路导线间的距离减小，为保障人身和电力设施安全，运维单位应加强电力设施保护宣传工作，禁止人员在电力线路附近捕鱼、钓鱼等。

TM75

A

2095-2066（2016）30-0033-02

2016-10-10

曾忱（1985-），男，工程师，本科，主要从事输电线路运维检修管理工作。