一起500 kV输电线跳闸事件的原因分析及启示

金清江，李凌云

(天台县龙溪水库事务中心，浙江?天台?317200)

0 引 言

2022年3月30日，水利部办公厅转发《国务院安委会办公室、应急管理部关于认真贯彻落实习近平总书记重要指示精神举一反三坚决遏制重特大事故的通知》的通知(办监督函〔2022〕318号)，要求不折不扣贯彻落实习近平总书记、李克强总理等领导同志的指示精神，全面排查整治各领域、各行业的安全生产隐患和重大安全风险，坚决稳控安全形势；要求高举安全政治责任，扎实监督检查安全生产，快速妥处安全生产突发事件。突出强调重大水利设施和小水电站、小水库、淤地坝等“小、散、远”单位，要坚持问题导向，聚焦深基坑、高边坡、隧洞、爆破、围堰施工等安全风险大、事故易发多发的领域，抓紧补短板、堵漏洞、强弱项，倒逼责任落实，坚决遏制漫坝、垮坝等事故，确保度汛安全。

汛期将至，正是汛前安全大检查的黄金时间。因此，必须对安全生产事故“常反思”“多回忆”，认真开展机组检修、防汛防涝、水电站大坝、输变电设备、施工现场、外包工程等方面的安全检查，辨识风险，整治隐患，根除事故赖以存在的基础性、根源性、普遍性问题。

本文以国网500 kV FXⅡ线“4·13”跳闸事件为例，分析事故原因，总结事故规律，完善安全措施，落实安全责任，进一步提高电站安全生产能力和应急管理水平。

1 事件简述

2022年4月13日11∶09，国网公司500 kV FXⅡ线(FG电厂单线输送电，紧凑型线路)A(右上相)、C(左上相)相间故障跳闸，500 kV XD站双套主保护动作，导致FG电厂保护动作跳闸，1、2号机组紧急事故停机，甩出负荷115万kW；500 kV XD开关站保护测距27.3 km，对应杆号约为359～360号之间；故障录波器测距25.47 km，对应杆号约为355～359号之间。经检修人员紧急查线和处理，14∶21，FXⅡ线试送成功。14日00∶49，FG电厂2号机组并网发电运行。

2 事件经过

故障发生后，根据测距判定故障点位于355～360号区间，国网SX检修公司迅速反应、立即组织开展故障查线。检修人员抵达位于故障地点的山顶时，现场气温6 ℃，西南风4级，强雷暴天气；查线人员分为两组登塔检查。16∶00左右登塔人员发现356号放电点，放电痕迹位于B(中相)V串右侧调整板与均压环上。A(右上相)放电痕迹位于大号侧线夹出口2 m处；C(左上相)放电痕迹位于左相大号侧线夹出口3 m处。查线人员作出初步判断，500 kV FXⅡ线跳闸事故原因为雷击所致，A相、C 相对地短路跳闸。

3 事故原因

3.1 故障原因排查

故障现场地形为山区丘陵，355～356～357号海拔连续下降，355～356号位于山顶，355号较356号高7 m，356号较357号高45.7 m。故障测距、雷电定位系统记录和附近村民反馈的雷电情况几乎一致，判断为雷击故障。

故障现场的铁塔所在区域海拔较高，无鸟类活动、无树木生长、无易飞漂浮物和外力施工活动等隐患；因此，排除鸟害类、树木类、异物类和外力施工破坏等安全隐患。

3.2 还击耐雷水平计算

(1)绝缘子串50%放电冲击电压

U50%=531Lk+31=531×4.6+31=2 473.6 kV

式中，U50%为绝缘子串50%放电电压；Lk为500 kV绝缘子串长度，为4.6 m。

(2)导线平均悬挂高度hd

式中：h1为导线挂线点高度；fa为导线弧垂。

(3)避雷地线平均悬挂高度hb

式中，h2为地线挂线点高度；fg为地线弧垂。

(4)杆塔电感Lgt

Lgt=htLt=53×0.5=26.5 μH

式中，ht为杆塔高度(m)；Lt为单位杆塔电感，该500 kV杆塔Lt值取0.5。

(5)电晕下的耦合系数K

K=k0×K1=0.2×1.28=0.256

式中，k0为导线与地线间的几何耦合系数，该线路k0值取0.2；K1为雷击塔顶时的电晕校正系数，K1值取1.28。

(6)雷击塔顶时的耐雷水平(反击耐雷水平)I1

=118 kA

式中，β为杆塔分流系数，500 kV双地线β值取0.88；Rch为杆塔电阻，取8.16 Ω。

(7)雷电绕击导线时的耐雷水平I2

式中，Z为波阻抗，一般取100 Ω。

3.3 事故原因分析

雷电定位系统采集的数据和故障测距装置采集的数据与实际故障点的实测距离一致，故障时间为11∶09，雷电记录时间也为11∶09，时间数据一致。但雷电定位系统记录的雷电流为175.1 kA，远远大于该塔型的耐雷水平118 kA。

紧凑型线路绝缘子串长为4.6 m，由于存在均压环，空气间隙缩短，绝缘子干弧距离缩小到4.4 m。而该塔型塔窗内间隙距离约4 m，小于绝缘子干弧距离4.4 m；因此在遭在受雷击时，直接击穿A相C相导线与铁塔侧挂点金具之间的空气间隙，而不是沿着绝缘子串放电。

由于线路为A相C相同时故障，因此排除了线路遭受雷电绕击的可能。综合以上分析，500 kV FXⅡ线发生的故障为超设计耐雷水平引发的雷电反击故障。

4 事故暴露的问题

(1)山区输电线路，特别是山顶、山脊等特殊地况的电力杆塔，更易遭受雷击。355～356～357号连续海拔下降，355～356号位于山顶，355号较356号高7 m，356号较357号高45.7 m，且周边地势空旷，雷击概率更大。

(2) 局部地区的异常雷暴天气对电网安全造成较大威胁。近年来，全球气候变化日渐加剧，局地异常天气频繁，极端天气如强对流电闪雷暴活动多发。本次强对流雷电造成故障区域3 min之内2次超设计耐雷水平的雷电流出现，引发本次雷击故障的雷电流达175.1 kA，远远超过紧凑型线路的设计耐雷水平118 kA。

(3)该线路采用了紧凑型铁塔，塔窗间隙小于常规塔型，导致带电部位对塔材的净空距离小于常规塔型，最小距离仅为3.9 m；大大小于常规塔型5 m的净空距离，客观上也造成了其耐雷水平低于常规塔型的事实。

(4)FG电厂为单线并网电厂，这种运行方式极不可靠，该线路一旦故障就会造成电厂与电网解列。

5 防范及整改措施

(1)对355～356～357号三杆铁塔加装避雷器，结合停电检修计划在6月中旬就完成了加装改造。

(2)对位于山区地段的半坡和坡顶铁塔的接地电阻进行重新检测和复核，对不满足接地标准要求的进行加装接地网或更新改造；经加装接地网或更新改造，接地电阻依然无法明显降低的铁塔，可进一步加装避雷器，提高耐雷水平。

(3)优化设计水平，在易覆冰区、易舞动区、易受雷击区等特殊区域采用常规型铁塔，从源头上提高线路抵御自然灾害的能力。

(4)加快FG电厂第二条送出线路(500 kV FX I线)的建设进度。目前，该线路已合环投运成功，避免因输电线路故障导致FG电厂停运事故的发生，提高电网安全稳定运行的可靠性。

6 事故启示

(1)政治站位不高，没有把安全生产提到最突出、最重要的高度。部分单位安全生产红线意识不强，对安全生产的严峻性、复杂性和反复性认识不足，存在畏难情绪，抱着侥幸心理，得过且过，麻痹大意。

(2)主体责任不落实，安全机制不健全，安全生产保障体系、监督体系和管理制度形同虚设，风险闭环管控措施不到位；个别领导对安全生产不部署、不督办、不研究，漠视安全事故发生、发展。

(3)安全监管缺失，行政主管或行业主管安全监管以偏概全，风险管控有形无实，出现事前事中监管盲区、事后甩锅推责；管业务与管安全脱节，存在不审批就不监管、未报批而失管等现象。

(4)隐患排查不深入，整治工作华而不实，重设备而轻管理。在设备采购安装、运行维护、更新改造方面把关不严，过分依赖第三方技术人员，放任员工违规作业，漠视电业安全工作规程、水电站运行规程和其他相关的行业技术标准。

(5)外包工程安全管理混乱，“以包代管”“包而不管”现象频发。建设单位对承包单位的监督和管理存在真空，普遍表现为“双放手”或“只放不管”，开工前的安全技术交底、系统隔离、安全措施落实的审查不到位。

(6)应急管理技术匮乏，处理突发事件能力缺失，应急救援措施脱离实际，可操作性不强；对应急技能、避险自救和互救知识的培训不重视，应急演练的针对性不强。

(7)部分项目现场管理粗放，管理制度和标准不规范；部分电力建设项目对起重、高空、动火、密闭空间、脚手架、临时用电等高风险作业疏于管理，导致高处坠落、起重和触电事故频发。

7 结 语

事故对社会造成负面影响，给人民生命造成伤害，造成重大财产损失。开展事故案例分析和学习，目的是希望同行总结事故规律，吸取经验教训，落实安全责任，完善安全措施，提高应急管理水平，坚决遏制事故的发生。