摘要：输电线路担负起长距离输送电能任务，从一个地区输送清洁能源到另一个地区，处于外部野外环境，受雷电、大风、雨雪等自然灾害影响大，出现故障险情机率高。从历年来输电线路跳闸情况来看，查找输电线路跳闸原因对于今后输电线路的运行维护工作起着举足轻重的作用。本文结合日常运维工作中一起具体的跳闸案例，深入分析跳闸形成原因，为类似的故障查找提供经验。
一、跳闸事件简介
2013年12月21日02:18分，220kVXXX线两侧开关双纵联保护、距离I段保护动作跳闸并重合成功，选相B相，测距22.024km和20.9km，向义站测距13.4km和14.2km
线路基本情况：
220kVXXX线投运于1988年4月5日，线路全长35.405km，杆塔89基，导线型号为LGJ-400/35，架空地线型号为GJ-50，排列方式：水平或三角排列，接地装置全线采用浅埋风车式水平接地，接地体采用φ10圆钢。 该线路原设计按Ⅱ级污区考虑，采用普通瓷质绝缘子XP-70以13片成串，1993年线路全线进行了防污绝缘子改造，更换为XWP2-70型防污绝缘子。
二、故障处理经过
按照四个方面安排查找事件原因：1、组织地面人员进行故障排查和沿线运行情况收集。2、立即带领登高作业人员在塔上范围进行带电故障查找。3、安排带电作业人员进行绝缘子零值检查，检测方法采用的火花间隙测量。4、安排了对220kVXXX线夜间巡视、红外测温工作。 在53#、54#、57#的铁塔接地引下线和架空避雷线悬垂线夹找到了放电痕迹。
盐密测试情况：12月25日对XXX线#54塔B相、A相绝缘子进行了盐密测试和绝缘子电阻值测量。绝缘子取污秽前对绝缘电阻测量值均大于2000MΩ，绝缘子绝缘强度良好。
红外测温情况：未更换前绝缘子前进行了绝缘子红外测温工作，24日下午15时，天气阴，空气湿度85%，环境温度6℃。#54塔绝缘子温度A相5.0℃，B相4.5℃，C相6.4℃。
#54带电更换B相绝缘子后，B相绝缘子正常，而A、C相绝缘子温度异常，且有放电现象发生。夜间进行红外测温绝缘子温度为：夜间天气阴，空气湿度90%，环境温度2.7℃。红外测温同时发现#55、#56、#57出现放电异常情况，绝缘子温度超过导线10℃以上。#55塔A相绝缘子温度5.5℃，B相4.6℃，C相4.7℃；#56塔A相绝缘子5.3℃，B相5.5℃，C相5.3℃；
同时对相邻的线路的#33铁塔进行测量，同样条件下，北线复合绝缘子温度3.7℃明显较低，且电流声较小。
红外测温分析：绝缘子外绝缘出现异常，且有泄漏电流产生现象。
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三、线路跳闸原因分析：
（1）绝缘子闪络机理
绝缘子闪络放电机理简单阐述：指绝缘子电气外绝缘表面受到固体的、液体的和气体的导电物质的污染，在遇到雾、露、毛毛雨等湿润作用，绝缘子表面层电导增大、泄露电流增加产生局部电弧，在运行电压作用下绝缘子表面的局部电弧发展成为闪络，这种闪络的发生不是由于作用电压的升高，而是因为绝缘表面绝缘能力的降低所致。
雾闪、湿闪的原理在长时间的浓雾天气下，瓷绝缘子的表面将形成一层水膜，由于绝缘子场强分布的严重不均匀，同时绝缘子表面也不可能绝对无污，雾水的成分也由于大气的污染变得越来越复杂，在绝缘子的端部将首先形成电晕和局部电弧放电，雾状的水汽比大雨条件下更易放电；如果雾气比较稳定，电弧的重燃可以沿着上周波电离的通道，则可能很快闪络，反之，如果空气流动较快，被电离的通道很快消失，则不会演变为闪络。
（2）分析此次事件：
1、绝缘子爬电距离分析：
线路建设时采用的是XP-70绝缘子，1993年更换为苏州电瓷厂生产的XWP2-70绝缘子，绝缘子采用12片防污绝缘子加一片普通绝缘子，最高电压按252kV，最高相电压按146kV计算，爬电比距为：35.01mm/kV，位于c、d区域。
盐密测试结论：盐密平均值为0.033mg/ cm2，爬电比距为35.01 mm/kV，按照IEC60185取最高相电压情况c级污秽31.5-40 mm/kV范围，本次绝缘子位于c级中部区域，其绝缘配置基本上满足现场污秽情况。
综上分析，此次输电线路绝缘子闪络痕迹不明显，仅发现了#54塔B相靠近导线侧2片绝缘子出现闪弧痕迹，且第一片绝缘子可以判定出是之前遭受过雷击，并不是本次闪络造成的。但从发现的#53、#54、#57、#58接地装置发电情况可以判定故障段是位于#53-#58区段，根据故障发生期间天气情况看，在连续经历了几场中雨之后，瓷瓶的表面脏污并不严重．很明显不能归结为污闪放电，很有可能是瓷裙之间的“飞弧短接”放电，从现场巡视情况看#54塔、#55塔、#56塔导线悬垂线夹与绝缘子连接处均有打火花情况，并且#54塔靠近导线侧1片绝缘子曾被雷击有闪络情况，按照两次跳闸的天气情况来看，基本上都是雨雾天气，空气湿度大，在这种天气下，瓷绝缘子的表面将形成一层水膜，有研究表明水珠越小起晕电压越低，水珠的运动速度越快，起晕电压越高，雾状的水汽比大雨条件下更易放电；由于空气湿度的增加，空气击穿场强将明显降低，正常为30 kV／cm，在空气相对湿度高于90％，将为正常值的10％～30％，即为3-9 kV／cm，这种情况下端部瓷裙间飞弧闪络是必然的，而一旦第1裙发生闪络，那么，第2裙将承受更高的电压，产生骨牌效应，由于交流电压过零点时电弧要熄灭，所以，这种发展能否演变为闪络，决定于电弧的发展速度和被电离的空气的流动情况，如果雾气比较稳定，电弧的重燃可以沿着上周波电离的通道，则可能很快闪络，反之，如果空气流动较快，被电离的通道很快消失，则不会演变为闪络。由于该线路绝缘子运行年限长，为1993年投运，其绝缘性能下降，加上空气中湿度和酸碱度较大，发生了在瓷瓶裙外的空气中形成放电通道，这种经过空气通道的击穿大都对绝缘子本身不造成破坏，其重合闸成功率很高，而且故障后找不到明显的故障点。故经分析判断此两次跳闸为#54塔瓷裙之间的“飞弧短接”放电造成的跳闸。
注（所谓飞弧短接现象指在电场阴、阳极两极间施加高压时，如果施加给电场的高压值超过两极间所能承受的最大场强，就会使电场产生高压击穿并伴随产生火花放电，习惯上把这种现象称作为“闪络”放电。如果给电场所施加的高压超过极限值很多，将会使电场高压产生持续的弧光放电，即所谓“拉弧”现场）。
论文作者:陈刚,陈金伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/8
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