陈原1 王国春2 姚文军2
1.华北电力科学研究院有限责任公司 北京 100045 2.华北电力集团公司 北京 100053
华北电力集团公司下辖北京、天津、唐山、张家口、廊坊、承德、秦皇岛7个供电公司及保定、大同、内蒙古3个超高压供电公司，管理京津唐电网15 000 km的架空输电线路(其中500、220和110 kV线路分别约为2 400、5 600及7 600 km)，这些线路的运行维护直接关系到首都北京的电力供应。本文试图通过分析1999～2000年京津唐电网输电线路的掉闸及运行维护情况，以期得到对今后线路工作有益的经验。
表1、2分别为京津唐电网1999年和2000年的线路掉闸统计表。由表1可知，1999年京津唐电网110 kV及以上电压等级线路共计掉闸147次，掉闸率0.94次/(100 km·a)。按单位统计：北京42次，占总次数的29%；天津26次，占18%；唐山20次，占14%；张家口、廊坊 、承德、秦皇岛分别占11%、4%、7%和10%；保定、大同、内蒙古超高压供电公司分别占5%、2%、1%。按掉闸原因统计：外力掉闸44次，占总次数的30%；雷击掉闸26次，占18%；不明原因掉闸20次，占14%；覆冰雪闪络掉闸占10%；鸟粪闪络掉闸占7%；风偏闪络掉闸占6%。由表2可知2000年京津唐电网线路共计掉闸154次，掉闸率1.07次/(100 km·a)。按单位统计：北京47次，占总次数的31%；天津43次，占28%；唐山28次，占18%；张家口、廊坊、承德、秦皇岛分别占5%、3%、7%和4%；保定、大同、内蒙古超高压供电公司分别占3%、1%、1%。按掉闸原因统计：外力掉闸65次，占总次数的42%；不明原因掉闸34次，占22%；雷击掉闸29次，占19%；风偏闪络掉闸占12%；鸟粪闪络掉闸占6%；覆冰闪络掉闸占5%。2000年京津唐电网输电线路取得“零污闪”的好成绩。
以下对输电线路工作分项进行总结。
1 加强管理进一步落实责任制
在影响输电线路工作的众多因素中，“管理”位居第一。多年来，在集团公司领导下 ，各输电部门均加强了管理，实施了有各自特色的责任制，例如：北京供电公司输电管理处于1999年对超高压、运行和检修三个工区实行了生产岗位的生产抵押承包，竞争上岗制度 。但到目前为止，一些单位的线路巡视、检修工作仍存在执行规程和反事故措施不严格，随意延长周期、删减项目、降低标准等现象，例如：施工人员上某35 kV线路铁塔施工时发现塔身晃动严重，螺母松动，显然该塔已长时间未进行有效维护。对上述问题，须从上至下加强管理，进一步落实责任制，明确职责，重奖重罚，以充分发挥职工积极性，增强责任心。此外，个别单位存在设备状况底数不清、资料不全、更正不及时的问题，可以结合MIS系统的建立和完善工作，尽快将输电线路资料全面、准确地输入MIS系统，并切实用于线路的运行维护。
2 外力因素导致的掉闸
统计表明：近年来外力导致的掉闸次数呈上升趋势，1999年和2000年均居各类掉闸之首，分别占总次数的30%和42%。外力因素分3类：(1)人为偷盗塔材、导线、金具、拉线、接地线等，严重的造成掉闸甚至倒塔，例如：2000年7月110 kV孙—立线17号塔倒塔、2000年10～11月，110 kV牛—机线9、10、12、45号塔倒塔；(2)线路走廊环境恶劣，包括乱栽树木、堆放垃圾、修建违章建筑、违章施工等，造成导线对线下物体放电(包括烧荒产生的导电飞灰造成线对地放电)、吊车、翻斗车等施工机械碰线等；(3)异物(包括带金属丝风筝线、锡箔纸、塑料绳、大棚用塑料薄膜等)挂在导线和绝缘子上或飘至导线和绝缘子附近，造成放电。
对上述外力导致的掉闸，供电部门应与当地公安部门、地方政府、沿线单位及居民加强合作，依据《电力法》、《电力设施保护条例》等有关法律及文件，加强宣传(包括安装 、悬挂警示牌)、巡查和打击力度，减少外力掉闸并杜绝偷盗、施工等因素造成的恶性事故。
3 污闪
大面积污闪可导致电网崩溃，因此“防污”一直被作为线路工作的重中之重。近年来 ，在集团公司领导下，京津唐电网输电线路的防污工作取得很大成绩，1998年和2000年均实现“零污闪”，但防污形势依然严峻。一方面是自然环境恶化，导致绝缘子快速积污，例如：1998年 、1999年的泥雨和2000年的沙尘暴；另一方面，经过多年“零污闪”或少污闪 ，一些单位的防污意识有所松懈。因此，重新强化防污意识、继续严格执行防污措施十分必要。
调爬和清扫：调爬和清扫是保障输电线路“零污闪”的根本措施。近两年来，各供电公司均进行了大量的线路调爬和清扫工作，特别是在集团公司直接领导下于1999年对500 kV大—房线和沙—昌线作了调爬，更换了约7万片大爬距玻璃绝缘子；2000年9月，集团公司又领导了大—房线的检修工作，取得了显著效果，其中华北电力科学研究院有限责任公司(下称华北电力科学研究院)，对大—房线某山区段的盐密抽测表明，清扫后绝缘子的积污降至零级范围。但是在调爬和清扫工作中应注意避免在局部点留下防污漏洞或死角，例如：具有多种绝缘配置的线路中相对薄弱的区段，输、变电的结合部等。
此外，为提高线路的整体防污水平，在今后一段时期内，各输电单位在安排、执行反污工作时，对于因历史原因造成的配置相对薄弱的耐张绝缘子应重点观注。
盐密测量：盐密测量是掌握线路走廊污源、污级变化的基本手段，以大—房线保定山区段为例：1999年以前，一直是(或认为是)零级或一级污区，1999年的测量结果则表明,部分山区段绝缘子已达到三级积污水平，可见坚持盐密测量的重要性。关于盐密测量，一方面要保证盐密测点的合理分布，另一方面要保证测量值的准确，而准确性与测量方法的正确性、测量工具的完好程度、瓷瓶是否带电、不同型号瓷瓶之间的替换性及测量时间的合理性等因素有关，测量中应加以注意。此外，由于目前所用盐密测量工具简陋、方法烦琐 ，在一定程度上影响了每年的测量工作，有必要尽快研制、使用方便的专用盐密测量仪器。
硅橡胶类绝缘产品：硅橡胶类绝缘产品在输电线路的防污闪工作中发挥了重要的作用 ，其中合成绝缘子是使用最多的硅橡胶产品(后面将单独介绍)。在瓷绝缘子表面涂覆室温硫化硅橡胶(RTV)涂料是变电站采用的重要防污闪手段之一，近年来一些输电单位将其应用在线路瓷瓶上，目前天津电力公司90%以上的线路耐张串涂覆了RTV，取得了一定效果，可以进一步积累经验。
4 覆冰雪闪络
覆冰雪闪络是近年来京津唐电网出现次数较多的掉闸形式，主要是因京津唐地区雪后气温在0℃上下变化、积雪融化所致。1999年3月发生了包括500 kV大—房线和沙—昌线在内的47条次冰闪，2000年1月发生了7条次冰闪；据不完全统计，2001年又发生了北—汉线和聂—康线2次冰闪。1999年的较大面积冰闪后，在华北电力集团公司的领导下，对500 kV大—房线、沙—昌线及其它部分线路进行了外绝缘改造，采用大间距的玻璃绝缘子串作为防冰闪手段，取得显著效果，这是两年来冰闪次数显著降低的主因。统计表明：覆冰雪闪络既发生在瓷绝缘子上，也发生在合成绝缘子上，前者包括单伞普通瓷瓶和双伞防尘瓷瓶 ，后者包括等径伞合成绝缘子和大小伞合成绝缘子，但在近50次冰闪中，合成绝缘子仅占2次 ，以110 kV聂—康双回线为例：该线Ⅰ回用合成绝缘子，Ⅱ回用普通单伞瓷瓶，由于所处环境特殊，该线115～125段每年均严重覆冰，连续三年发生瓷瓶冰闪，而合成绝缘子均无闪络。初步分析表明：合成绝缘子具有三点防冰闪优势，一是憎水迁移性可阻碍绝缘子表面污秽在冰闪中发挥作用；二是合成绝缘子杆径细，不易覆冰，在高压侧易留下一截无积雪段；三是冰雪与硅橡胶之间附着力弱，易于人工除冰。如果进一步在外形结构上加以改进 ，合成绝缘子的防冰闪性能可能会更具优势。目前，北京供电局和华北电力科学研究院正尝试对110 kV聂—康Ⅱ回线的115～125段更换特殊形状合成绝缘子，以达到防冰闪的目的。
5 雷击掉闸
1999年和2000年的统计表明，除去外力和不明原因掉闸外，雷击闪络掉闸次数居线路掉闸次数的第一位，约占总掉闸次数的20%，2年的雷击掉闸率分别为0.17次/（100km·a）和0.19次/(100 km·a)(110 kV及以上线路的平均值)，大大低于DL/T620—1997给出的110 kV和220 kV线路的典型杆塔雷击掉闸率，接近山区500 kV线路的掉闸率(冲击接地电阻按7 Ω计)。
关于防雷问题，重点是确保杆塔接地电阻符合或低于设计值，以保证杆塔的反击耐雷水平。为有效控制接地电阻，一方面应定期测量杆塔的接地电阻，对接地电阻不合格者加以改造，特别是在山区等高土壤电阻率地区，可采取换土、敷设放射形接地极或连续伸长接地极等措施；另一方面应避免使用高腐蚀性降阻剂，对高腐蚀性区域的接地极，应按有关规定进行开挖检查，防止接地极的腐蚀。
为降低线路，尤其是山区线路的绕击率，减小架空地线对边相导线的保护角是有效的方法。对老旧的220 kV线路，应使用双地线；对多雷区的110 kV线路可改单地线为双地线 ；为防止绕击耐张塔的边相引流线，可适当增加一根侧针。
对于多雷区，特别是雷电活动特殊强烈，且进一步降低接地电阻有困难的地区，可在110和220 kV 线路上适当加装线路避雷器，以有效降低雷击掉闸率。在确有必要的情况下 ，对同杆并架的双回线路可采用“差绝缘”方法，以保证其中一回线的安全运行。
雷电定位系统自投入使用以来，在查找雷击点、分析掉闸原因、研究雷电活动等方面发挥了较大作用。各单位应继续进行杆塔坐标(经、纬度)的测量和复测工作，使雷电定位系统进一步完善，在防雷工作中发挥更大的作用。
此外，应坚持地线绝缘子的检测工作，避免分段绝缘、单点接地的架空地线形成闭合回路，使地线上形成较大的感应电流，增加线损；同时应确保地线间隙短接线的完好，避免架空地线对地绝缘，使地线上形成悬浮高电位。近年来，架空地线复合光缆(OPGW)在国内的使用日渐增多，它同时兼有线路防雷和光纤通信的功能，其使用、维护与普通地线不尽相同，应予以注意。
6 鸟害掉闸
鸟害掉闸从80年代起日渐突出，目前已成为线路掉闸的主要形式之一。110 kV及以上线路的鸟害形式主要有两种：一是鸟排便时鸟粪瞬间造成导线与地电位之间的短路放电,二是鸟粪落在绝缘子表面并在潮湿气候条件下与表面原有污秽共同作用形成沿面闪络。鸟害掉闸涉及的单位包括天津、唐山、张家口、秦皇岛、廊坊、大同(超高压)、内蒙古(超高压)等供电公司，保定超高压工区亦在塔上发现较多鸟粪。目前，各输电单位在防鸟害问题上做了一定工作，包括统计分析鸟害发生的地域和气候特征、鸟害发生时间、鸟害涉及的杆塔、绝缘子类型和电压等级、引起掉闸的鸟类等，采用的防鸟害措施有：绝缘子串第一片使用大盘径绝缘子或加装超大直径硅橡胶伞裙、横担上安装防鸟刺或惊鸟装置。但上述手段均不够完善，例如：大盘径绝缘子和大直径伞裙对于装有均压环的合成绝缘子作用有限 ；防鸟刺的防护范围有限且影响线路检修工作，老化后效果变差；而鸟类对各种惊鸟措施和装置(包括涂红漆、挂红旗、挂风铃、安装小风车、反光镜、“恐惧眼”惊鸟牌等)的适应期较短，仅有1～2年。因此，防鸟害掉闸工作在今后一段时期仍应受到重视，各单位可借鉴山西电力公司的经验，对鸟害问题做系统的研究，研制对线路检修影响小、防护效果好 ，且长期有效的防鸟害措施，比较彻底地解决该问题。
7 风偏闪络掉闸
风偏闪络掉闸也是京津唐电网线路掉闸的主要形式之一，主要是直线塔绝缘子串或耐张塔跳线串在大风作用下摇摆角过大，致使导线对塔体放电。风偏掉闸的可能原因包括:(1)实际风速超过设计风速或(且)风速不均匀系数大于设计时所用系数(例如：2000年7月220 kV陡—洼双回、洼—吕双回在瞬时风速超过30 m／s的大风中同时掉闸，放电痕迹显示为边相导线对砼杆放电。500 kV沙—昌Ⅰ回线294号塔和沙—昌Ⅱ回线301号塔处于特殊地形区，长年承受大风，瞬时风速可达31m/s，接近设计风速)；(2)杆塔设计裕度偏小(例如 ：500 kV一代塔头的工频电压空气间隙为1.45 m，而二代塔头降为1.25 m)、施工存在问题(例如：2000年4月110 kV钱—南线52号J1型塔中相过引线在大风中对塔体放电，原因为施工中将过引线做得偏长)或经过外绝缘改造后裕度减小(例如：为加强外绝缘而增加绝缘子片数或将瓷绝缘子换为合成绝缘子均可能减小裕度)；(3)大风使电场不均匀程度增大，降低了导线对塔体的放电电压。
可以采用的防风偏掉闸的措施有：(1)通过改变金具组装方式减小组装长度，例如：下垂连接方式改为上扛连接方式；(2)在绝缘子串下加挂重锤或适当增加重锤配重以及在导线上加装防振锤，减小摇摆角；(3)将单绝缘子串改为双串或V形串，限制摇摆角。
今后一段时期内各单位可以对线路杆塔及线路经过区域做较全面的普查，确定存在超设计或接近设计风速的区域及绝缘裕度较小的杆塔，根据具体情况进行防风偏改造。
8 不明原因掉闸
不明原因掉闸是长期存在于电力系统的特殊掉闸形式，1999年和2000年的掉闸次数分别占总掉闸次数的14%和22%。在一定意义上，不明原因掉闸为线路留下了故障隐患，而掉闸比例如此高，一方面是因目前的科技水平尚不能解释某些特殊现象；另一方面也反映出巡线质量有待进一步提高。
9 其它运行维护工作
9.1 零值检测
绝缘子闪络情况下，零值瓷瓶的存在可能导致掉线事故，因此瓷瓶“测零”工作必须受到重视。1999～2000年期间，各供电公司均按计划进行了大量的瓷瓶“测零”工作，并及时进行了带电更换或借停电机会进行了更换。
关于零值瓷瓶问题，一方面应坚持定期检测和更换；另一方面对瓷瓶劣化率过高者,应结合生产厂家、产品批次、运行时间、运行条件等因素对劣化率进行综合分析，采取必要手段加以解决。例如：(1) 大—房Ⅱ回线耐张塔绝缘配置为XP-21×28，1996～1999年在648～493号塔之间出现零值瓷瓶313片，年劣化率达1.46%，大大高于同区段相同绝缘配置的大—房Ⅰ回线的瓷瓶劣化率，且屡换屡坏。保定超高压工区分析认为可能是该区段导线张力过大所致，通过测量导线弧垂，计算出张力，并与同区段大—房Ⅰ回线做了比较。目前该问题尚有待进一步解决。(2) 1999年唐山供电公司在测零中发现220 kV陡洼Ⅰ、Ⅱ回线、洼吕Ⅰ、Ⅱ回线及陡蓟Ⅱ回线耐张瓷瓶零值率过高，经分析生产厂家、产品批次、运行时间等因素，认为该批产品已到快速老化期，正着手进行全线更换。
9.2 树木清理
树害掉闸主要是因线路走廊内树木超高，导线对树木放电所致。由于各单位加强了对走廊内树木的清理(例如：1997～2000年大—房Ⅰ、Ⅱ回线保定段砍伐树木9 500余棵)，近年来树害掉闸次数较少，但因清理树木引起的与沿线居民的纠纷时有发生。今后，各单位应继续坚持走廊内树木的清理工作，并依据有关法律向沿线居民做宣传工作，取得谅解,确保线路安全运行。
9.3 交叉跨越塔改造
近年来，一些新建设施(例如：高等级公路等)与已运行线路形成交叉跨越，导致部分新形成的交叉跨越塔不满足有关规程的要求。为保障安全，集团公司要求：对于经过重要场所的直线型交叉跨越塔(跨越架空线路、铁路、高速公路、高等级公路、通航河流及人口密集区等)，如果绝缘子串为单串，应将其改为双挂点的双串，以避免掉线事故。此外，对于导线对地距离有疑虑的，应予以测量，校核。该项工作仍应继续下去。
9.4 导线、架空地线、接地线及金具的维护
导线和架空地线的主要问题是因运行时间较长出现老化现象，包括断股和锈蚀，其中自然接头(焊接点)易成为导、地线的相对薄弱点，其承受机械及高温破坏的能力相对较差 ，应适当加强检查。此外部分地区因施工放炮炸伤导线的问题亦较突出，对上述缺陷应及时修补，严重的应予以更换。目前各单位通过采用红外测温仪测量导线的连接部位和固定部位(线夹、压接管等)的温升，判定线与金具的连接状况，在大负荷下效果显著，但仍应有计划地打开线夹等连接和固定金具，检查磨损和锈蚀情况，特别是对运行于特殊环境(例如：风口)的杆塔。金具的缺陷包括磨损、锈蚀、出现裂纹、销子脱落、挂点螺栓脱扣、间隔棒掉爪、防震锤移位等，对这些缺陷除了须及时消缺外，还应详细分析造成缺陷的 [1] [2] 下一页
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