摘要：本文主要针对一起220kV巴墩I线由于覆冰而导致线路发生相间短路故障情况进行分析，通过对事故现场实地勘察以及了解线路运行和覆冰情况，对此次线路冰害事故原因进行深入分析；得出冰害事故发生原因是由于三相导线覆冰厚度不均匀差异的影响，两相导线发生脱冰跳跃，缩小相间距离，超过运行电压下安全距离要求，导致相间放电闪络。最后针对该条线路提出针对性的改造措施，加装线路间隔棒、来保证线路安全运行距离以及通过加装覆冰监测装置做好相关预防工作，从而提高输电线路供电可靠性。
关键词：线路冰害；故障分析；改造措施
0引言
进入到冬季，新疆电网输电线路运行环境及其恶劣，尤其是大雪以后，线路覆冰会对其安全运行产生严重的影响，当线路覆冰达到一定程度时，很大一定程度上造成线路的机械性能以及电气性能急剧下降，严重威胁着电网供电可靠性。一方面，线路覆冰会导致导线、金具等所要承受的荷载有很大增加，严重的情况下，发生导线断线、金具断裂、倒塔等危险情况；另一方面，线路覆冰达到一定程度，若存在不均匀覆冰的情况，当脱冰时，会发生不同期脱冰跳跃以及导线产生舞动，造成相间短路跳闸，进而影响线路安全运行。
最近在巴州发生了一起导线结冰后不同期脱冰而造成的线路跳闸故障。本文就事故的中出现的现象进行技术分析，并提出类似事件的防范措施。
1事故概况
1.1线路基本情况
220kV巴墩I、II线起于750kV巴州变电站，止于220kV大墩子变电站。巴墩I线长40.38km；220kV巴墩II线长40.61km。220kV巴墩I、II线投运时间2013年7月27日。故障区段为75-76号杆塔，档距为748米，属于大档距、大跨越区域，线路设计风速27米/秒，设计覆冰10mm。A、B、C三相呈三角排列，其中A、B位于上下侧，C相居中。导线采用2XLGJ-400/35，钢芯铝绞线子导线垂直分布，分裂间距为400mm。两根地线分别采用GJ-80和OPGW-24B1-155光缆。
1.2事故经过
1）11月28日4时37分，220千伏巴墩I线故障跳闸，A、B相间故障，重合闸未启动。大墩子变侧保护动作信息：双套线路光纤保护PCS-931纵联差动、距离I段保护动作，测距10.7公里；巴州变侧保护信息：双套线路光纤保护PCS-931纵联差动保护动作、故障相别A、B相，测距29.7公里。
2）11月28日5时06分，750巴州变侧强送未成功，保护动作信息为故障相别A、B相，测距27.6公里。
1.3现场巡视及处理
随后某公司组织巡视及故障点查找。根据故障测距数据，某公司重点以220kV巴墩I、II线75杆塔为中心，在69#～76#区段进行巡视。巡检发现220千伏巴墩Ｉ线75号塔三相导线都有不同程度覆冰，A、B相导线较C相覆冰较少（因地理环境条件限制，其他杆塔均无法到达）。并且此时A、B、C三相呈三角排列，其中A、B位于上下侧，C相居中。对导线上脱落的覆冰厚度测量，测得平均为40mm。
2事故原因分析
1）输电线路脱冰跳跃的过程分析
当输电线路导线覆冰之后，由于自然温度上升或导线自身的温升以及风力的影响，会发生导线脱冰。这时就会存在一个纵向的不平衡力随导线跳跃振动作同步低频变化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其实输电线路脱冰跳跃的过程可以理解为由于导线的脱冰，破坏了架空导线原有的静态平衡，将覆冰存储于导线系统的弹性势能转化成导线的动能和势能，如此反复，一旦导线脱冰量达到一定程度，或者说导线积累一定的动能以及势能，造成导线上下跳动幅度提升。若两相导线发生不同期脱冰跳跃，将导致导线之间的安全运行距离减小；极端情况是导线相碰撞，发生相间击穿。导线脱冰其实质就是能量转化的一个过程，如果脱冰量增加，很显然导线获得的动能和势能就越大，将会增加导线脱冰跳跃时的高度，有关研究表明，当导线发生均匀脱冰时，导线脱冰跳跃高度与脱冰量近似呈线性关系。由于本次事故区域为大跨越档距，导线长，当然结冰也多。当出现整个档距内大范围同时发生脱冰时，导线就会获得足够的能量，发生幅度很大的脱冰跳跃。导致导线之间的安全运行距离减小，甚至导线相碰撞，发生相间击穿。
2）巴墩I线冰害故障原因
巴墩I线现场实测A、B相导线覆冰平均40毫米、C相导线覆冰平均20毫米，地线覆冰平均30毫米，初步判断随着温度不断回升，导、地线上覆冰开始逐步脱落，并且在导线沿线下方均找到掉落冰块，并且在相邻档距发现从导线脱落冰块较小。根据上述实际情况，首先导线覆冰厚度已超过设计值10毫米，并根据当时导线的相序排列方式，其中A、B位于上下侧，C相居中，而故障相为A、B相，考虑到A、B相覆冰厚度高达40毫米，很有可能在A、B相发生不同期脱冰时，两相导线均存在脱冰跳跃，从而进一步缩小了相间安全运行距离，导致A、B相发生相间闪络故障。
3采取改造措施
3.1安装相间间隔棒
由事故分析可知，巴墩I线跳闸的原因是相间短路，放电点为导线上放电，由此可判断引起跳闸的原因为线路不同期脱冰引起的导线跳跃导致相间距离减小而引起相间闪络。为防止线路在覆冰后发生不同期脱冰跳跃，而引起线路相间闪络，可以采用增加相间间隔棒抑制措施。其中增加相间间隔棒能够很好的抑制脱冰跳跃的幅度以及绝缘子悬挂处的不平衡张力，从而能够保证导线的安全运行的相间距离，防止导线发生脱冰跳跃相间闪络。相间间隔棒布置方案可选择档距1/4、1/2、3/4/处进行安装。
3.2建立覆冰监测体系
（1）建立覆冰观测站，掌握线路覆冰规律，为设计提供相应依据。建立微气象区观测站，对各微气象区域的气象状况进行长期监测，掌握输电线路覆冰规律；对历年来发生覆冰事故进行详细记录，为输电线路的抗冰设计和防冰除冰措施选择提供参考。
（2）在对输电线路覆冰进行长期观测和研究的基础上绘制各地区输电线路覆冰雪分布图按轻中、重冰区对线路划分出冰区图。
（3）安装有效的覆冰监测装置。将杆塔上的风速、风向、温度、湿度和杆塔承受的荷载等数据上传，以便分析线路覆冰状态及覆冰增长过程，及时掌握线路覆冰的实时状况，以便迅速采取融冰除冰施，保证线路安全运行。
4结束语
针对本次巴墩线由于线路发生脱冰跳跃而引起线路相间短路跳闸事故，对其发生原因进行了深入分析，得出冰害事故发生原因是由于三相导线覆冰厚度不均匀差异的影响，在导线脱冰的过程中，两相发生不同期脱冰跳跃，超过安全运行电压下安全距离要求，导致相间放电闪络。并且针对此类输电线路覆冰事故提出了针对性的解决办法：
1.根据输电线路的覆冰情况，对覆冰较严重的区段以及大跨越区段加装相间间隔棒，布置方案选择档距1/4、1/2、3/4/处进行安装，保证线路安全运行距离，防止在脱冰期间发生脱冰跳跃相间短路，保障供电可靠性。
2.引进先进除冰技术，如：短路电流、过电流等除冰方式来除冰，及时发现及时消除，提高输电线路抗覆冰灾害的能力，从而提高电网安全稳定可靠运行的水平。
3.在山区段交通不便地段，设置观冰站（点）或者自动化气象站和气象在线监测装置，便于实时监控导线及现场情况，早发现早处理。
4.从管理上加强对线路覆冰的巡视，制定专项线路防覆冰巡视方案，发现导线覆冰及时上报，根据实际情况安排人工除冰工作。
论文作者:周利兵
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/1/25
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