架空输电线路风灾倒塔案例及北京地区全绝缘抢修塔应用分析

郎野村

（国网北京市电力公司，北京 西城 100031）

架空输电线路暴露在户外，线路较长、杆塔高大，容易受到风灾影响。短时强对流天气时，线路如发生倒塔故障，将对地区电网的安全和人民群众正常生活生产造成较大影响，此时就须要快速恢复送电，使用全绝缘抢修塔可在24 h 内对重要段落快速恢复送电，较快速度地恢复灾民的生产生活。

1 架空输电线路风灾倒塔案例

2021 年 7 月 31 日 16:32—19:22，邯郸西部地区经历了一次短时强对流天气，气象观测数据显示，多地出现8级以上大风。风灾倒塔故障位置附近20 km内有6 个气象站记录到10 级大风（超过24.5 m/s），距离故障点西侧最近的气象站（B0322）于17:28记录到的极大风速达27.3 m/s（10 级），B0342 气象站17:09记录到的极大风速达37 m/s（13级）。故障点西南方位20 km处的峰峰气象站于17:37监测到37.4 m/s（13级）。

2 风灾倒塔损伤情况

风灾造成21条线路故障跳闸，其中500 kV线路4条，全部重合不成功；220 kV线路7条，全部重合不成功；110 kV线路10条，其中重合成功4条，重合不成功6 条。此次严重风灾造成4 条线路（2 回220 kV 同塔双回段、2 回110 kV 同塔双回段）共17基倒塔，包括220 kV蔺文Ⅰ、ⅠⅠ线（同塔双回）8-16号9基直线塔，110 kV梁坡线71、72、73、74、80、81、88、89 号铁塔（与 110 kV 东坡 T 线 39、40、41、42、48、49、56、57 号同塔）8 基直线塔，如表1所示。

表1 220 kV蔺文I、II线倒塔区段设计资料

3 故障原因分析

气象观测记录显示故障区域出现11 级以上大风。220 kV蔺文双线倒塔区域瞬时最大风速33.2 m/s（12级），110 kV梁坡线（东坡T接线）倒塔区域瞬时最大风速31.4 m/s（11 级），如表2 所示。杆塔强度满足设计风速要求，当日超设计风速的大风下杆件应力超出承载能力。

表2 110 kV东坡T线倒塔区段设计资料

从故障后铁塔受损照片看（如图1所示），铁塔断面多为撕裂痕迹，螺栓断裂部位多为剪切而断，铁塔倒折痕迹均为受大风垂直荷载引起的横向折断。

图1 铁塔折弯、撕裂受损

4 北京地区全绝缘抢修塔应用分析

4.1 应急准备情况

目前，北京地区具有13基全绝缘抢修塔，其中QQT型9基、QQT9A型2基、QQT8A型2基。QQT型适用于35～220 kV 的电压等级，QQT9A 型、QQT8A型适用于35～500 kV的电压等级。

4.2 应急流程

4.2.1 现场勘查，制定抢修方案

在发生倒塔事件后，工作负责人和技术人员到达现场首先要对现场事故情况进行初步勘查，判断现场条件及线路情况是否可以使用全绝缘抢修塔。如可以使用抢修塔，则根据现场作业场地条件判断使用吊车组立或抱杆组立的方式。预计此步骤需要1 h。

4.2.2 现场清理、分坑、挖坑、组装拉线，运输抢修塔塔材及工器具

组织人员对倒塔现场开展必要的清理工作，重点清理影响全绝缘抢修塔组立的范围，使用切割机将旧塔材拆切割清理出必要的场地供组立临时抢修塔使用。同时分坑人员找到杆塔中心桩位置，查看杆塔位置的地形，快速确定起立抢修塔大致位置并进行分坑、挖坑、组装拉线等操作。同步组织人员将适用的抢修塔塔材及工器具使用叉车、板车进行装车，运输至现场后卸车。此两步骤同步进行，预计需要4 h。

4.2.3 抢修塔组立，导线放线、压接，做好紧线准备

组织人员使用吊车或抱杆进行抢修塔组立。吊车组立时将抢修塔在地面整体组装，后续整体起吊；抱杆组立时抢修塔底层三段地面组装，后使用抱杆吊起安装，底层安装完毕后第四层往上采用抱杆起吊后高空逐节组装。组立完毕后对抢修塔整体进行检查，检查完毕后抢修塔组立完成。同步组织人员将新导线通过跨越架、高车等障碍物后展放，随后对新、旧导线进行打磨压接，并设置牵引紧线场地，做好紧线准备工作。此两步骤同步进行，使用吊车组立预计需要3 h，使用抱杆组立预计需要5 h。

4.2.4 抢修塔搭接、具备送电条件

组织人员开展抢修塔搭接工作。在紧线过程中，对跨越的高（低）压线路、弱电线路、交通道路均安排专人守护。待导线紧到规定弧垂后停止牵引，塔上人员导线尾侧拉直到挂点位置，做好划印标记，做好标记后，将导线松至地面。切割导线压接（安装）好耐张线夹及其他附件。将新绝缘子、金具与压接好的导线串联好开始紧线。导线挂好后，耐张杆塔工作人员将引流线打磨并涂抹导电脂。安装引流线后拆除塔上工器具。再次检查导线连接无问题，拆除断线线路、各配合停电线路地线，具备送电条件。此步骤预计需要2 h。

4.2.5 工作结束

至此工作结束，使用吊车组立的情况下总耗时约10 h，使用抱杆组立的情况下总耗时约12 h。应急流程时间流程如表3所示。

表3 应急流程时间流程

4.3 抢修条件分析

4.3.1 场地条件

全绝缘抢修塔因组立过程中四周须要使用多根拉线进行固定，根据不同呼称的抢修塔，现场需要不同的场地面积以满足拉线设置须求，地面无不可清除的遮挡物且非硬化地面。不同呼称高对应的占地面积如表4所示。

表4 不同呼称高对应的占地面积

4.3.2 杆塔条件

倒塔线路电压等级应在220 kV及以下，同塔回路数应在2 路及以下，导线荷载应不超过双分裂LGJ-400/35 导线，塔型应为普通耐张或直线塔，档距、高差不应过大。

4.4 现存问题分析

500 kV 杆塔无法使用全绝缘抢修塔。虽然现有QQT9A型、QQT8A型4基抢修塔适用于35～500 kV的电压等级绝缘强度，但北京地区500 kV线路导线均为四分裂及以上，不符合绝缘抢修塔的最大受力条件。

深山区地型无法使用全绝缘抢修塔。北京山区主要集中在西北部，山体主要为石头，抢修塔所用拉线根数较多，拉线坑挖掘难度大。并且，抢修塔单节重量约200 kg，搬运难度大。

若存在前期矛盾，使用抢修塔增大了难度和成本。由于抢修塔较铁塔、钢管杆占地面积大，增加了前期矛盾解决难度，占地赔偿费用更多。

未配置专用车辆，抢修塔搬运、组装所用货车、吊车均须租赁或借用，抢修所有工器具为日常生产工器具。现有13基全绝缘抢修塔，不满足大规模倒塔抢修条件。

5 提升措施及建议

全绝缘抢修塔在发生10基数量以下小规模倒塔情况下使用，具有较大优势，可快速完成临时处置，恢复线路送电，保持电网运行可靠性。

择优与北京及周边塔材生产厂家合作，签署应急抢修供货协议，塔厂长期储备各种型号角钢、螺栓原料，一旦发生倒塔事故塔厂可快速投入全力生产，满足应急抢修需要。

专项配置中型货车、叉车和吊车，以便于运输、搬运及装卸。补充应急抢修施工工器具，作为倒塔抢修专用，提高应急响应速度。