（中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局 广西柳州 545006）
摘要：本文通过对耐张塔跳线绝缘子串冰闪故障分析，并对该项目进行防冰闪改造，提高500kV桂山乙线的防冰能力，避免发生冰闪故障，确保线路设备安全稳定运行，提高供电可靠性。
关键词：500kV输电线路；冰闪故障；施工；防冰闪改造
一、综述
本文所研究500kV超高压输电线路概况
500kV桂山乙线起于500kV桂林变电站，止于500kV贤令山变电站，全线紧凑设计，超高压输电公司柳州局管辖范围线路导线型号为6×LGJ-300/40、4×JLHA1/G1A-630/45、4×LGJ-630/45，地线型号为GJ-80、GJ-100、JLB40-150、JLB23-120、OPGW-120、OPGW-145，所辖线路途经覆冰区段长约9.5公里，最大设计覆冰厚度30mm，其主体线路投运于2008年，运行年限20年。
历年线路防冰闪改造情况：无。
二、超高压输电线路冰闪故障案例情况分析
2008年冰灾后，桂山乙线经过一系列冰改加固，线路防冰能力加强，近年覆冰期间，线路无杆塔受损现象，防冰加固改造取得成效。2015年02月02日，桂山乙线056#塔位跳线串在脱冰时发生冰闪，线路跳闸。现场天气：阴天、大雾，气温2-4℃。
故障查寻情况：柳州局运维人员正在桂山甲线060#开展覆冰巡视时，听到同走廊桂山乙线054#-057#方向传来爆炸声音，因现场大雾影响视线未能确定声响是否来自线路。待天气好转后，班组人员通过带电登塔检查，发现056# A相（左线）跳线中间串合成绝缘子塔头金具、导线端均压环、导线及普通架空地线的放电间隙均有明显放电痕迹（见附图）。综上判断056#为本次故障塔号。
从杆塔的地理位置及周围地形来看，056#杆塔所在地形为山区（海拔678.2米），设计覆冰厚度20mm。故障为杆塔的A相（左线），跳线中间串合成绝缘子塔头端、导线端均压环均存在放电痕迹（直径约30-40mm）；跳闸时间段052#-058#塔上正在落冰，从现场巡视、覆冰预警系统后台监测数据，合成绝缘子塔头、导线端均压环、架空地线放电间隙均有放电灼伤痕迹等现象进行分析，判定故障为绝缘子上自然融冰期间造成闪络所致。
500kV桂山乙线为紧凑型线路，跳线串为复合绝缘子，056#杆塔塔型为JJ152-24，地处铜锣山水库附近，属于典型的“微地形、微气候”覆冰区段，覆冰呈现“速发展、速消融”特点，覆冰快速消融时等径伞群形成水帘，形成放电通道。绝缘子串冰闪图片如下：
（防污闪信息: 所处污区等级：Ⅱ级；设备爬电比距：2.05-2.59cm/kV）
经现场勘察， 500kV桂山乙线超高压输电公司柳州局运维区段易覆冰区位于“微地形、微气候”地区，耐张塔塔型为JJ1、JJ11、JJ12、JJ151、JJ152、JJ153、JJ2等7种，杆塔结构与桂山乙线056#杆塔结构类似，跳线串采用FXBW4-500/100TX1、FXBW4-500/100TX2复合绝缘子，均存在冰闪风险。因此，根据本次故障的原因，梳理排查“微地形、微气候”覆冰区段内同类型绝缘子使用情况，需对柳州局运维500kV桂山乙线区段位于 “微地形、微气候”地区的易覆冰区线路跳线串复合绝缘子进行防冰闪改造，以满足供电可靠性要求。
三、防冰闪治理项目研究
3.1设计原则
主要的设计原则是根据《南方电网公司生产技术改造指导原则》及《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）相关条件列示，对500kV桂山乙线048#-098#+1区段线路部分耐张塔跳线复合绝缘子串及部分直线塔悬垂玻璃绝缘子串进行规范性改造。
3.2改造原则
本工程将耐张跳线串FXBW4-500/100TX1、FXBW4-500/100TX2复合绝缘子串改为70kN防污型玻璃绝缘子和70kN空气动力型绝缘子采用“4+1”方式进行插花改造。具体改造方案如下所示。
3.3导线对杆塔的空气间隙按不同海拔高度，采用数值表2所示
2、综合最优论证
玻璃绝缘子产品运行较稳定，玻璃绝缘子劣化后伞群自爆，线路巡视时容易发现，便于线路运行维护工作开展。玻璃绝缘子挂网运行两年后，产品趋于稳定，自爆率下降，年平均劣化率小于万分之一，玻璃绝缘子产品使用寿命平均超过30年，维修成本较低。500kV桂山双对应的改造区段，位于山区，远离市区污染源，历年盐密测试表明，污秽等级处于清洁区，污秽清扫周期较长，后期运维清扫压力较小，玻璃绝缘子集中自爆可能性较小。玻璃绝缘子自爆后，绝缘子残锤强度仍不小于其额定荷载的80%，不存在导线掉串隐患。线路覆冰期间，玻璃绝缘子串上的覆冰消融时间分布呈分散性，不同期脱冰，不存在同期消融使冰水混合物串联形成导电通道。
复合绝缘子挂网运行后，粉尘类污秽物吸附在硅胶伞群表面，最终全部覆盖在伞群表面，无法通过人工清扫方式清除。根据线路运行规程要求，每年需按比例进行检查，检查工作难度较高。复合绝缘子产品使用寿命较玻璃绝缘子短，平局不超过15年，尤其近年来厂家考虑产品成本原因，产品使用寿命更短，抽查数据表明，运行8年后，复合绝缘子均不同程度出现粉化脆化现象。复合绝缘子性能性能下降时运行人员无法进行直观判断，需进行一些列检测。国内出现多例因复合绝缘子芯棒脆断发生掉串事故。在线路覆冰初始阶段可在一定程度上抑制冻雨凝冻速度，减缓绝缘子串覆冰速度。当气温回升时，复合绝缘子串上的覆冰消融和脱冰时间较玻璃绝缘子慢，极宜形成冰水混合物放电通道，发生冰闪事故。玻璃绝缘子与复合绝缘子运维情况及运维成本对比见表4。
结论：玻璃绝缘子产品性能稳定，掉串风险低，后期运维方便，覆冰消融阶段不易形成冰水混合物放电通道。玻璃绝缘子插花改造后防冰闪能力优于复合绝缘子。为避免线路发生冰闪跳闸事故，复合绝缘子串改大小盘径玻璃绝缘子防冰闪方法可行。
三、工程实施内容
1、实施内容
本工程为500kV桂山乙线：改造19基耐张塔共171串跳线串绝缘子，拆除171串跳线串FXBW4-500/100TX1复合绝缘子，新安装171串跳线串防冰闪插花玻璃绝缘子；对2基直线塔共12串玻璃绝缘子进行插花改造。
2、具体改造配置方案
七、改造后成果评价及效益
超高压输电公司柳州局于2015年开展500kV桂山乙线覆冰区段耐张塔跳线复合绝缘子串防冰闪改造，并通过验收。通过该项目防冰闪改造建设，提高500kV桂山乙线的防冰能力，避免发生冰闪事故，确保线路设备安全稳定运行，提高供电可靠性。
作者简介
仇善奎（1984.8.31），男，学历：广西工学院电气工程与自动化专业学士学位，单位：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局，研究方向：超高压输电线路运行维护。
论文作者:仇善奎
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/25
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