多起输电线路外力破坏跳闸事故的试验研究

秦金飞　程登峰　杨道文　夏令志　李森林

（国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，合肥　230022）

随着电网规模的不断扩大，输电线路的建设得到了长足发展。由于输电线路长期裸露野外，要受到自然灾害的侵袭，而且铺设面广，所以外力破坏（简称“外破”）引起的线路跳闸事故概率呈上升趋势[1-3]。按引起外破事故的原因，主要分为施工机械、风筝类漂浮物和偷盗塔材等[4]。文献[5-6]重点阐述了输电线路下吊车等大型机械作业的智能预警系统的研制。文献[7]讲解了违章施工的行政管制建设。文献[8-9]讲解了外力破坏事故的预防措施。文献[10-11]重点阐述了在线监测装置在输电线路中分析及预防跳闸事故的作用。本文主要对近期发生的由风筝线、驱鸟彩带和渔网引起的三起外破跳闸事故进行研究，分析了外破漂浮物的绝缘特性以及事故成因，提出了降低风筝线等漂浮物跳闸事故的措施。

1　外破跳闸概况

近期，某省电网发生三起输电线路外破跳闸事故，具体情况见表1。

表1　某省电网三起外破跳闸事故

1）风筝线跳闸事故时，天气为小雨，故障类别为A相单相接地故障，样品如图1所示。

图1　风筝线样品

2）驱鸟彩带跳闸事故时，天气为晴，故障类别为B相单相接地故障，样品如图2所示。

3）渔网跳闸事故时，天气为小雨，故障类别为A相单相接地故障，样品如图3所示。

图2　驱鸟彩带样品

图3　渔网样品

2　外破漂浮物试验

对风筝线、驱鸟彩带和渔网开展绝缘电阻测量、干工频耐受试验，为了模拟故障现场天气情况，同时对风筝线和渔网进行了湿工频耐受试验。

2.1　绝缘电阻测量

分别选取0.1m长的风筝线、驱鸟彩带和渔网作为样品，采用5kV绝缘电阻表测量其绝缘电阻值，测量结果见表2。

表2　外破漂浮物样品绝缘电阻值

从表2中可以看出，经烘箱干燥后，风筝线和渔网的绝缘电阻值较高，绝缘情况良好；经喷壶少量喷水后，两者绝缘电阻值均明显下降，但风筝线相比渔网更易浸水，绝缘下降更为明显；经多次喷水后，水分形成导通回路，两者绝缘电阻值降低到千欧级别。

2.2　干工频耐受试验

由于故障现场样品长度有限，所以分别选取1m长的风筝线、驱鸟彩带和渔网作为样品进行干工频耐受试验，采取逐渐施加电压至 220kV进行 1min耐受试验[12]，若样品在升压未达到220kV，已发生击穿，则停止升压的方案。试验结果见表3。

表3　外破漂浮物样品干工频耐受试验

从表3中可以看出，风筝线和渔网均通过220kV、1min的干工频耐受试验，故干燥风筝线和干燥渔网的单位长度闪络电压耐受值均大于 220kV/m，晴朗天气下，两者绝缘强度达到绝缘杆的预防性交流试验要求，绝缘情况较好。

在驱鸟彩带进行干工频耐受试验时，在电压为35kV、65kV、73kV时，样品表面均出现一次明显的局部放电，放电消失后，继续升压至 83kV时，样品表面多处出现明显的局部放电，但电压仍能维持，手动降压后，观察样品本体完好，无烧蚀痕迹。第二次重新试验时，在试验电压未达到125kV前的升压过程中，样品未发现明显放电现象，但当试验电压升至125kV时，样品发生闪络击穿。故干燥驱鸟彩带的单位长度闪络电压耐受值约为 125kV/m，但由于其表面局部存在少量杂质，造成实际放电电压会低于试验电压。

2.3　湿工频耐受试验

分别选取 1m长的风筝线、渔网作为样品进行湿工频耐受试验，采取逐渐施加电压至样品击穿，则停止升压的方案。

风筝线在少量喷水后，试验电压加压到 100kV时，开始发生爬电，未持续喷水且线径细，水分很快被烘干，爬电现象消失；多次喷水后，加压到40kV左右时，发生闪络。故在潮湿天气下，泄漏电流的影响，会导致风筝线上的潮气蒸发，风筝线仍会有较高的绝缘强度；雨天时，风筝线受水量较大，其单位长度闪络电压耐受值小于40kV/m。

渔网在少了喷水后，试验电压加压到30kV时，出现电晕放电声音，继续升高电压至 50kV时，样品首、尾端起火，试验现象如图4所示。

手动将试验电压降至为0后，样品仍继续燃烧。故湿渔网的单位长度闪络电压耐受值小于50kV/m，且渔网的燃点很低。

图4　渔网湿工频耐受试验

3　外破跳闸事故分析

3.1　风筝线跳闸事故分析

风筝线跳闸事故的输电线路如图5所示。

图5　风筝线跳闸事故的输电线路

故障杆塔上中下相分别为B、C、A相，导地线横担长度分别为下相 16.9m，中相 16.1m，上相15.6m，下相导线放电尺寸图如图6所示。

图6　下相导线放电尺寸图

故下相导线放电点与塔身放电点的距离为

根据上述风筝线在多次喷水后的试验研究结果和故障现场小雨天气，按线性推算14.5m长的湿风筝线闪络电压约为 580kV，由于线路运行相电压为577kV，故在不考虑非线性和分散性的情况下两电压值接近，从而在实际运行中造成了相间放电的跳闸事故。

3.2　驱鸟彩带跳闸事故分析

驱鸟彩带引起的跳闸事故发生在220kV线路猫头塔中相，相位排列为B（中相）、A（左边相）、C（右边相），故障后巡视发现 B相横担处仍有长约1m的彩带残留（如图7所示）。

图7　驱鸟彩带跳闸事故的输电线路

绝缘子最小电弧距离为1.9m。根据试验结果和线性推算，在表面带有杂质的情况下，1.9m长的干燥驱鸟彩带在闪络电压在67～158kV之间，线路运行相电压 127kV，因此绝缘子两端被漂浮的驱鸟彩带短接发生放电。

3.3　渔网跳闸事故分析

渔网跳闸故障杆塔为220kV线路猫头塔，相位排列为 B（中相）、C（左边相）、A（右边相），绝缘子最小电弧距离为1.9m，A相复合绝缘子两端放电痕迹明显（如图8所示）。

图8　渔网跳闸事故的输电线路

根据试验数据推算，湿润渔网短接绝缘子后耐受电压小于95kV，远低于实际运行相电压127kV，故导致输电线路发生接地故障跳闸。故障电流使渔网发热、燃烧，从而掉落在杆塔附近的地面上。

4　减少外破跳闸事故的措施

1）加强大风、降雨等特殊天气前的巡视

类似于风筝线和渔网的外破情况，晴朗天气下，其绝缘状况良好，应在大风、降雨等特殊天气到来前，加强巡视，及时消除外破漂浮物。

2）积极开展输电线路视频在线监测应用

利用视频在线监测系统，实现输电线路的长期实时监测，通过视频图像及时发现并消除外破漂浮物，降低输电线路外破事故的发生概率，提高线路的安全稳定运行。

3）强化输电线路保护宣传工作

积极普及电力法律、法规知识，提高公民保护电力设施的意识，做到不乱丢风筝线等漂浮物，降低外破漂浮物在空气中漂浮的可能。

5　结论

本文对风筝线、驱鸟彩带、渔网3种输电线路外破漂浮物进行了绝缘电阻、干、湿工频耐受试验研究。在此基础上分析了三起漂浮物外破跳闸的原因，针对风筝线、渔网等漂浮物在晴朗天气下绝缘强度较好的情况，提出了加强大风、降雨等特殊天气前巡视的建议。同时为解决驱鸟彩带等漂浮物本身绝缘缺陷的情况，应积极开展输电线路视频在线监控，及时发现并消除漂浮物。