引言

我國人口基數(shù)大,工業(yè)、生活用電量大,為了能更好地解決電能不足的問題,我國不同地區(qū)都開始了10kV同桿(塔）架設(shè)線路的建設(shè)。這種同桿(塔）架設(shè)線路在設(shè)計上能夠更有效地利用土地資源和電力設(shè)施,還可以縮短施工工期,但也因此帶來了輸電回路線路距離不足等設(shè)計問題,增加了運維難度,且容易導(dǎo)致故障范圍擴大。

本文就10kV同塔四回線路因架設(shè)不規(guī)范,其中一條線路故障引起同塔架設(shè)的其他三回線路一起跳閘的典型案例進行了詳細分析。

1事發(fā)經(jīng)過

2019年8月15日凌晨,xx市天氣良好。02:19,10kV圩鎮(zhèn)一線、10kV圩鎮(zhèn)二線、10kV圩鎮(zhèn)三線、10kV圩鎮(zhèn)四線線路跳閘,重合不成功。

02:19,圩鎮(zhèn)所查線發(fā)現(xiàn)故障點為10kV圩鎮(zhèn)一線#4塔10kV東區(qū)市場支線T接點B、C相跳線斷線(影響同塔四回線路)。10kV圩鎮(zhèn)二線、10kV圩鎮(zhèn)三線、10kV圩鎮(zhèn)四線線路設(shè)備查無異常。

02:22,試送站內(nèi)開關(guān)正常,10kV圩鎮(zhèn)二線、10kV圩鎮(zhèn)三線、10kV圩鎮(zhèn)四線全線復(fù)電。

03:41,圩鎮(zhèn)所斷開10kV圩鎮(zhèn)一線#20塔20T1開關(guān)隔離故障點,合上10kV圩鎮(zhèn)一線光坡支線#11桿11T1開關(guān),將10kV圩鎮(zhèn)一線#20塔20T1開關(guān)后段線路轉(zhuǎn)為10kV雙嶺線供電。

04:00,開展緊急搶修工作。

05:20,緊急搶修工作全部結(jié)束,試送站內(nèi)開關(guān)正常,全線復(fù)電,并恢復(fù)正常運行方式。

2原因分析

經(jīng)調(diào)查,故障分為配變臺架短路、跳線燒斷搭接、同塔架設(shè)線路短路三個階段。

第一階段:臺架跌落式熔斷器弧光放電,引起短路。

當日天氣炎熱,用電負荷大,10kV圩鎮(zhèn)一線東區(qū)市場支線#2桿東區(qū)市場臺區(qū)公變位于207國道旁,臺架跌落式熔斷器投運于2005年。東區(qū)市場臺區(qū)公變臺架跌落式熔斷器因操作合閘不到位,導(dǎo)致卡口長期放電,并且臨近國道,長年有重型貨車經(jīng)過振動,其卡口彈簧老化松動,造成跌落式熔管動觸頭嚴重燒損(圖1)而跌落,跌落過程中搶弧,并對橫擔放電,造成短路。錄波圖(圖2)顯示,為B、C相相間短路后,A相再短路。

第二階段:跳線燒斷、鐵塔帶電。

圖110kV圩鎮(zhèn)一線東區(qū)市場支線#2桿2T02RD跌落式熔斷器

圖2錄波圖

臺架短路導(dǎo)致引流導(dǎo)線燒斷,引線燒斷后搭接在鐵塔上(圖3),造成B相接地,鐵塔無地網(wǎng),鐵塔帶電。

圖3故障前和故障修復(fù)的照片

第三階段:同塔架設(shè)線路相間短路。

通過機巡照片(圖4)分析,導(dǎo)線舞動為同塔跳閘的原因。導(dǎo)線舞動原理:沿圓周方向覆冰不均勻的架空導(dǎo)線在側(cè)向風力作用下產(chǎn)生的低頻、大幅度自激振動現(xiàn)象。導(dǎo)線舞動時,會在一檔導(dǎo)線內(nèi)形成一個、兩個或三個波腹的駐波或行波,導(dǎo)線主要呈垂直運動,有時也呈橢圓運動,橢圓長軸在垂直方向或偏離垂直方向,有時還伴有導(dǎo)線扭轉(zhuǎn)。

圖4機巡照片

該線路為四回路架設(shè),相間距離為0.8m,檔距為47m,按照《66kV及以下架空電力線路設(shè)計規(guī)范》(GB50061一2010）:

7.0.4采用絕緣導(dǎo)線的多回路桿塔,橫擔間最小垂直距離,可結(jié)合地區(qū)運行經(jīng)驗確定。10kV及以下多回路桿塔和不同電壓等級同桿架設(shè)的桿塔,橫擔間最小垂直距離應(yīng)符合表7.0.4的規(guī)定。

表7.0.4橫擔間最小垂直距離單位:m

7.0.6采用絕緣導(dǎo)線的桿塔,不同回路的導(dǎo)線間最小水平距離可結(jié)合地區(qū)運行經(jīng)驗確定:3～66kV多回路桿塔,不同回路的導(dǎo)線間最小距離應(yīng)符合表7.0.6的規(guī)定。

表7.0.6不同回路的導(dǎo)線間最小距離單位:m

對照規(guī)范檢驗設(shè)計標準:

(1）該四回路直線桿導(dǎo)線最小垂直距離為0.7m,不滿足不同回路0.8m的要求:

(2）水平距離1m,剛好滿足1m的要求。

結(jié)論:該桿塔的設(shè)計存在缺陷,不滿足設(shè)計規(guī)范。

通過不同方向的電流互相吸引,且靠近變電站,短路電流極高,通過錄波圖分析:

圩鎮(zhèn)一線:125.977×800/5≈20156A:

圩鎮(zhèn)四線:233.081×300/5=13985A:

圩鎮(zhèn)三線:233.95×400/5=18716A:

圩鎮(zhèn)二線:250.546×300/5≈15033A。

圩鎮(zhèn)一線、圩鎮(zhèn)四線在#4塔短路,大電流產(chǎn)生吸力,導(dǎo)致同塔架設(shè)的線路舞動,引起發(fā)短路同跳。

3防范及整改措施

(1）針對現(xiàn)存同桿(塔）架設(shè)線路進行距離測量,將該類不滿足設(shè)計規(guī)范的多回路線路列入項目庫,改為雙回路或改為絕緣線,并配套對應(yīng)的防雷措施。

(2）針對設(shè)計不規(guī)范線路,修編好相應(yīng)的作業(yè)風險評估和設(shè)備風險評估,根據(jù)差異化運維策略定期巡視和運維。

(3）根據(jù)我國城鎮(zhèn)、農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟情況和用電量來做出分析研究,在對10kV同桿(塔）架設(shè)線路進行建設(shè)時要嚴格按照設(shè)計規(guī)程來操作,把關(guān)好水平距離和垂直距離設(shè)計,把高壓線路檔距控制在70m之內(nèi)。

(4）對于氣溫影響較大的地區(qū)要進行具體分析,每個地區(qū)都存在不同的氣溫變化,在對10kV同桿(塔）架設(shè)線路進行設(shè)計時,電力技術(shù)部門要不斷加強對10kV配電線路弛度的計算,準確掌握線路下垂的距離,確保線路不會發(fā)生接觸,嚴防電網(wǎng)打火事故的發(fā)生。

(5）如有必要,設(shè)計時應(yīng)根據(jù)預(yù)測負荷電流,結(jié)合繼保計算和導(dǎo)線舞動原理,適當增加導(dǎo)線間的距離。