主网输变电设备漂浮物故障分析与隐患管控

孙夕彬，李 勇，唐伟刚

（国网绍兴供电公司，浙江 绍兴 312000）

0 引言

随着社会经济的发展，人们对供电可靠性的要求日益提高［1-4］。在电力网中，主网由于其电压等级高、投资成本大、且起到连接区域高压电网的重要作用。因此，一旦主网设备发生故障，将严重影响电网安全可靠运行，造成较大的损失。户外主网输变电设备运行情况复杂，其周边的漂浮物是引起设备故障的重要因素。其中，输电线路上的塑料薄膜、风筝等漂浮物接触带电导线，会引起线路跳闸，甚至造成停电及导线熔断等事故［5-6］。而变电站附近存在施工工地或居民活动区域，会导致一些垃圾、风筝等异物存在，严重威胁电力设备的安全运行［7-8］。

为减少漂浮物造成的故障事件，国内多家单位的专家及工程技术人员对此展开了深入分析和研究，提出了改进措施并研制开发了多种漂浮物清除装置。针对架空线路上的漂浮物，文献［9］-文献［13］中介绍了基于无人机的输电线路智能巡检技术及其应用研究。文献［14］-文献［15］中开发了基于无人机的架空线路的异物清除装置。文献［16］中则研制了一种新型的带电导线漂浮物清除器，解决了带电清除漂浮物的难题，保障了电网的连续稳定运行，具有显著的经济和社会效益。文献［17］-文献［26］中介绍了基于激光技术的输电线路异物清除装置及其应用技术研究。而针对变电站内设备的漂浮物，文献［27］-文献［30］中介绍了基于巡检机器人的变电站智能巡检技术及其应用研究。关于变电站内异物的识别与检测，文献［7］中提出了一种基于生成对抗网络和深度残差神经网络的变电站异物检测技术，实现了变电站实时准确的异物检测，有效减少传统方法依靠人力电力巡检的人力物力消耗。文献［8］中提出一种适合智能变电站巡检机器人的异物检测算法，经反复测试异物识别率在95%以上，满足了智能变电站异物自动检测识别的要求。文献［31］则从风险评估的角度，提出了一种基于风速风向联合概率的输电线路漂浮物跳闸率的计算方法，有助于更科学地运营管理输电线路。

为减少漂浮物隐患造成的主网电力设备故障事件，本文从漂浮物隐患管控的角度出发，以某市为例，对全市范围内主网输变电设备漂浮物隐患进行统计分析，归类整理得出该市主网输变电设备漂浮物的一些典型问题。本文对该市漂浮物隐患引起的主网跳闸事故进行统计归类，发现该市的漂浮物隐患主要集中于输电设备，且对输电线路安全稳定运行的影响较大，是导致输电线路跳闸的重要因素，其中漂浮物典型问题中数量最多，占比最大的也是造成输电线路跳闸的主要原因。此外，本文还以该市一起漂浮物引起的线路跳闸事件为例进行了案例分析。最后，本文介绍了该市对漂浮物隐患的几种有效管控方式，并对不足之处提出了针对性的改进措施。

1 主网输变电设备漂浮物隐患问题分析

主网输变电设备漂浮物隐患主要是指变电站周边及架空线路通道附近的蔬果大棚、地膜、垃圾场堆、遮阳布、宣传横幅、风筝、简易棚房及建筑工地等。漂浮物的种类繁多，常见的漂浮物隐患的问题类型及其防范措施如下［32］。

1）输变电设备附近的彩钢瓦、简易钢棚、广告牌等临时性建筑物，运维单位应联系其所有者进行拆除或加固。

2）输变电设备附近的垃圾场、废品回收站等，运维单位应联系隐患责任单位进行整改，对易形成漂浮物隐患的，如各类遮盖布、锡箔纸、气球、生活垃圾等采取有效的固定措施。

3）输变电设备附近的日光温室、塑料大棚、地膜等，运维单位应要求农户采取可靠加固措施，并加强设备巡视严防薄膜吹起危害设备运行。

4）针对防止风筝、孔明灯等异物挂线方面，运维单位除加强设备巡视，及时发现并制止电力设施周边放风筝、孔明灯的行为以外，还应积极配合当地村委、社区、街道等属地政府部门，积极开展群众电力设施保护宣传教育。

针对不同地区，漂浮物隐患的典型问题也有所不同。以某市为例，通过对某市的主网输电设备与变电站周边漂浮物隐患进行统计发现，其中主网110 kV及以上输变电设备重点漂浮物隐患点共286条，其中输电设备248条，主要问题是线路周边存在果蔬大棚、各类遮盖布及简易钢棚、广告牌等；变电设备38条，主要问题是变电站周边存在果蔬大棚、垃圾堆场及简易钢棚。该市主网输变电设备漂浮物隐患的典型问题及其占比如表1所示。

表1 主网输变电设备漂浮物隐患典型问题及其占比Table 1 Typical problems and proportion of main network transmission and substation equipment floater hazards

从主网输变电设备的几种典型问题的占比可以看出，漂浮物隐患点主要集中于输电设备，占了漂浮物隐患总数的87%，而变电设备漂浮物隐患仅占比13%。其中线路周边存在的果蔬大棚和各类遮盖布这两个典型问题分别占了漂浮物隐患总数的72%和8%，是主网输变电设备漂浮物隐患中数量最多，占比最大的两种典型问题。

2 主网输变电设备漂浮物隐患事故分析

对该市2019年度至2021年度主网输变电设备漂浮物原因引起的110 kV及以上电压等级跳闸事故进行统计归类，得出不同原因引起的跳闸事故数据如表2所示。

表2 2019年-2021年110 kV及以上输电设备漂浮物原因跳闸数据Table 2 Data of trip caused by transmission equipment floater of 110 kV and above from 2019 to 2021

从2019年至2021年期间110 kV及以上电压等级跳闸数据来看，除去雷击、台风等原因，直接或间接漂浮物原因导致的输变电设备跳闸共33起，全部为输电线路。因此，该市漂浮物隐患对输电线路安全稳定运行的影响较大，是导致输电线路跳闸的重要因素。而其中塑料薄膜及遮阳布原因引起的共19 起，占比达57.6%，这与前文统计得出的线路周边存在的果蔬大棚和各类遮盖布这两种隐患数量最多的典型问题是相一致的。

由此，得出结论：漂浮物隐患是引起跳闸事故的重要因素，漂浮物隐患中数量最多，占比最大的典型问题是漂浮物跳闸事故发生的主要原因。综上所述，若通过统计归类漂浮物存在的典型问题，并根据存在的典型问题对该市开展针对性的输电设备漂浮物隐患治理工作，则该市输电线路设备故障跳闸次数将会大幅减少。

3 主网输变电设备漂浮物跳闸案例分析

3.1 事件概况

**年**月**日**时**分**秒，220 kV**变110 kV**线保护动作，开关跳闸，重合成功，该线路为空充线路，对侧110 kV**变热备用，事故未造成失电及舆情影响。

后经事故巡线发现**线9 号杆塔上相（B 相）有黑色遮阳布缠绕，合成绝缘子第一片伞裙、下均压环有明显放电痕迹，导线有白点，判断为漂浮物引起线路跳闸。

3.2 现场检查情况

1）故障录波情况检查

检查跳闸时刻**变**线故障录波情况，通过故障录波波形图1（a）可以看出，故障起始时刻，B相电流有效值约为( )38 + 55 /2 2 × 400 = 13.1 kA，而A、C 相电流很小，A、C 相电压有效值约为86/ 2 × 3 ×1 000 = 105 kV，而B相电压很小，初步可判断为线路B相跳闸，最大故障电流约为13.1 kA。通过故障录波波形图1（b）可以看出，约2 180 ms 后三相电流值恢复正常，线路重合成功。

图1 故障录波波形图Fig.1 Oscillogram of fault recording

查看主站故障录波简报和就地保护动作信息，本次跳闸事故为线路B 相接地故障，故障起始时刻后37 ms 时线路保护动作，2 086 ms 时线路重合成功，最大故障电流为11.576 kA。线路故障点位于**变测距距离1.888 km 处，查询线路台账可初步定位此次线路跳闸故障点的位置在**线7 号杆与8 号杆之间。

2）事故巡线结果

通过故障录波和保护动作情况可初步定位此次线路跳闸故障点的位置在**线7号杆与8号杆之间，线路人员在附近开展事故巡线，通过无人机巡视发现：**线9号杆塔上相（B相）有黑色遮阳布缠绕，合成绝缘子第一片伞裙、下均压环有明显放电痕迹，导线有白点，其他部位无损伤，对线路送电无影响，如图2所示。

图2 输电线路故障点Fig.2 Fault point of power transmission line

3.3 事故原因分析及处理措施

通过观察线路故障点附近的环境可以发现，线路周边存在果蔬大棚等漂浮物隐患，线路杆塔上缠绕的黑色遮阳布极有可能是导致此次线路跳闸事件的原因。结合周边群众反映，最终分析判断为大风将遮阳布吹到杆塔上引起了线路跳闸，对杆塔上残留的遮阳布，线路人员及时登塔清除异物，并同时联系农户对线路周边果蔬大棚进行了加固。

4 漂浮物隐患管控现状与提升措施

4.1 漂浮物隐患管控现状

针对以上主网输变电设备漂浮物隐患存在的问题，采取了以下多种管控方式，取得了一定成效。

1）摸清隐患台账，积极推进隐患整治。各运维单位建立了输变电周边漂浮物隐患动态跟踪表，将变电站周边漂浮物录入“一站一库”进行重点管控，同时结合巡视、工作关注隐患发展，发现重大异常情况，及时报送，并经综合评估后落实治理措施。

2）建立隐患处理常态化工作机制。由于主网输变电设备漂浮物隐患点分布在全市范围内，点多面广，仅通过市公司运维部门定期巡视及现场工作开展漂浮物隐患跟踪治理，存在很大局限性，特别是在遇到需紧急处置及彻底消除的情况，受限于距离、自身行政力量等不足影响，很难满足隐患治理需求。相对来说，属地的县公司则具有距离近、人员到位快、与属地政府部门对接方便等天然优势，因此，可以实行各部门隐患处理管制职责和常态化工作机制，按照地域划分，由属地单位负责隐患协调及处置工作。

3）密切关注天气，针对性地开展隐患跟踪整治。通过天气预报，提前发布大风天气预警，并通过远程视频，对变电站周边重点漂浮物隐患点开展巡查，发现异常情况及时通知运维部门及属地公司落实整改。同时各输变电运维单位充分利用工业视频、无人机及机器人等技术手段，综合采取远程及现场特巡方式，常态化开展6 级及以上大风来临前漂浮物隐患排查治理工作。

4.2 主网输变电设备漂浮物隐患管控不足及改进措施

1）隐患点信息及风险评估不足及其改进措施。主网输变电设备漂浮物隐患点信息及风险评估不足，主要表现在隐患排查表中蔬果大棚及简易棚房业主信息不全，主动对接落实整改措施难度大。同时存在个别隐患点风险等级评估不够，制定预控、整改措施有效性不强。

针对该问题，对应提出如下改进措施：一是各运维单位在输变电漂浮物隐患点清单的基础上，协同属地公司通过村委、社区及街道全面开展一次隐患点发展情况及业主信息完善补全专项工作；二是统筹制定漂浮物隐患风险评估标准，精准评估隐患发展及制定预控、整治措施。

2）跟踪治理措施精准度不够及其改进措施。跟踪治理措施精准度不够，主要表现在未精准评估现存隐患点，未针对性制定长效措施，跟踪治理随机性大，“治标”现象严重，“治本”力度不足。

针对该问题，对应提出如下改进措施：一是依据评估标准，重新评估风险等级，精准施策，同时结合天气预警，滚动调整管控策略。针对小的垃圾堆、菜棚、地膜，还有与业主易于沟通处理的大棚、遮阳布，以及暂时无法彻底整治清除的居民垃圾堆、杂物堆放处等隐患，各运维单位要充分发挥自身及站所保安人员力量落实管控，必要时及时对接属地公司协助处理；针对隐患大、整治难的情况，务必利用好防台准备时政府关注度高的时机，积极对接属地政府部门，及时报送整治进度，确保隐患动态可控。二是结合漂浮物隐患现状，系统分析用于加固大棚、地膜、简易棚房等漂浮物隐患的方式方法，特别是输电线路周边漂浮物，宜采购并储备必要的协助业主加固大棚、地膜、简易棚房的扎带、绳索、铁丝等材料，确保临时紧急情况下“企民共防”应急预控到位。

3）隐患管控存在盲区及其改进措施。隐患管控存在盲区，主要表现在新增隐患及存量隐患发展随机性大，输变电设备一个巡视周期内有效掌控隐患发展难度大，如放风筝、放气球、孔明灯、临时倾倒具有漂浮物材质的垃圾等。

针对该问题，对应提出如下改进措施：一是强化设备周期巡视质量，确保存量漂浮物隐患巡查到位的同时，结合节日、天气等情况，针对性关注放风筝、放气球及临时性倾倒垃圾等新增隐患，定期组织人员走访附近村委、社区、街道等，做好防漂浮物宣传工作；二是充分发挥变电站保安及输电通道隐患驻点人员力量，探索将周边漂浮物隐患跟踪、巡查纳入保安及驻守人员常态化工作可行性，建立科学的奖惩激励机制，最大化调动人员积极性，全力提高新增隐患发现及存量隐患发展的及时性；三是充分利用变电站工业视频、无人机、机器人及输电通道微拍等技术手段，综合采取远程及现场特巡方式，常态化开展6 级及以上大风来临前漂浮物隐患排查治理工作。

4）市县联动机制不够完善及其改进措施。市县联动机制不够完善，主要表现在目前市县联动仅靠微信群、电话沟通，未建立更精细、精准的市县协同管控策略，在隐患发现、跟踪及治理方面效率不高。

针对该问题，对应提出如下改进措施：一是进一步明确漂浮物隐患治理责任界限，在充分发挥市公司自身力量的基础上，充分激发属地公司的积极性，全力协同高效开展漂浮物隐患治理工作；二是各属地公司针对主网漂浮物隐患现状，建立并完善内部常态化工作机制，同时针对隐患大、整治难的情况，务必及时对接属地政府部门，定期报送整治进度，确保隐患动态可控。

5）政企联动不够深入及其改进措施。政企联动不够深入，主要表现在漂浮物隐患治理宣传力度不够，隐患对电网设备造成的影响未真正深入民心。

针对该问题，对应提出如下改进措施：一是利用好电力设施保护宣传渠道，充分利用网络、电视、短信、报纸等媒体，强化输变电设备漂浮物隐患治理宣传工作，增强全民电力设施保护意识；二是抓好关键时刻，特别是利用好台风来临前，政府关注度高，老百姓易接受的机会，主动对接应急管理局、能源局及属地执法部门，不断推进隐患风险大的蔬果大棚、简易棚房等隐患点彻底拆除整治工作；三是各运维单位设立漂浮物隐患治理讲解员，协同属地单位定期与隐患点所在村委、社区、街道等属地政府部门对接，开展“隐患共防共治”讲解，不断增强业主自身防范意识。

5 结语

主网输变电设备漂浮物是威胁电网安全稳定运行的重要隐患，本文以某市为例，对该市范围内的漂浮物隐患进行统计分析，得出该市主网输变电设备漂浮物隐患存在的几种典型问题，并以一起漂浮物引起的线路跳闸事件为例进行案例分析。通过对该市漂浮物引起的主网跳闸事件的分析发现，该市的漂浮物隐患对输电线路运行的影响较大，漂浮物隐患的治理对输电线路的安全稳定运行尤为重要。通过统计分析得出的漂浮物典型问题开展输电设备漂浮物隐患专项治理工作，将有效减少输电设备故障跳闸次数。最后，本文从漂浮物隐患的管控入手，介绍了当前漂浮物隐患的管控现状，寻找出目前管控方式存在的薄弱点，并提出了针对性的管控措施，从而有助于更科学地治理漂浮物隐患问题。