青海电网输电线路防御能力提升研究hWord格式文档下载.docx
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6.2.2青海电网输电线路鸟害的特征26
6.2.3青海电网输电线路鸟害防御能力分析及综合评价28
6.3防覆冰28
6.3.1覆冰对输电线路的影响28
6.3.2青海电网输电线路覆冰的特征30
6.3.3青海电网输电线路防御覆冰能力分析及综合评价30
6.4防风偏30
6.4.1风偏对输电线路的影响30
6.4.2青海电网输电线路风偏故障的特征31
6.4.3青海电网输电线路防御风偏能力分析及综合评价32
6.5防污闪42
6.5.1污闪及其危害42
6.5.2青海电网污秽分布及其特征42
6.5.3青海电网输电线路防御污闪能力分析及综合评价43
6.6防外力破坏46
6.6.1外力破坏对输电线路的影响46
6.6.2青海电网输电线路外力破坏特征47
6.6.3青海电网输电线路防御外力破坏能力分析及综合评价48
6.7防地质灾害48
6.7.1地质灾害对输电线路的影响48
6.7.2青海电网输电线路地质灾害特征49
6.7.3青海电网输电线路防御地质灾害能力分析及综合评价49
7存在的问题及解决方案52
8结论及拟采取的措施、资金预算53
1概况
1.1线路概况
青海电网西起海西蒙古藏族自治州的格尔木市的乌图美仁（那林格）、东至海东地区的民和县，南起果洛藏族自治州的达日县、北至海北藏族自治州的祁连县，东西长1193公里，南北宽790公里。
截至2010年12月底，青海电网所辖在运110kV及以上输电线路281条，共计10731.96km。
各线路长度，条数及所属单位列于表1-1。
表1-1青海电网输电线路概况
运行单位
输电线路长度
750kV
330kV
110kV
小计
回数
回长（km）
超高压公司
7
822.06
68
3794.51
75
4616.57
西宁公司
81
1039
海东公司
33
847.72
黄化公司
28
895.42
海南公司
13
736.92
海北公司
19
924.12
海西公司
31
1536.08
果洛公司
1
136.13
长度小计
206
6115.39
281
10731.96
1.2电网结构与线路健康状况
从电网结构来看，750KV线路是电网骨干，线路均为近几年建成新线路，线路运行状况较好，但线路大多是单回枝状延伸，未形成环网，一但故障或停运对电网影响很大，甚至造成电量损失。
330KV线路目前已建成环网，线路大多建设80年代以后，线路运行维护工作扎实，线路运行状况较好，110KV线路大多建。
输电线路砼杆设计使用年限一般25年，铁塔一般30年。
目前，青海电网按照老标准设计已超过运行25年寿命的110KV线路条长公里，占%。
运行超过30年的330KV输电线路条，长公里，占%。
而按照GB50545-2010《110KV-750KV架空输电线路设计规范》设计标准进行设计建设的线路条，长公里占%。
1.3地理位置与气象概况
青海地处青藏高原，其地理位置有其固有的特殊性，按照地理分区可分为青南高原、祁连山地和柴达木盆地三大块。
各块海拔差异大而气象多异，山地气温变化十分明显，盆地干燥，东南部山地湿润。
从青海电网所处的地理位置来看，其气象条件属于设计规程中的级气象区。
其中含有不同类型的微气象区如青纱山南部化隆、循化等地区垭口型；
湟中、湟源之间盘道地区的分水岭型；
青海湖、龙羊峡水库周围地区水汽增大型；
大坂山北坡地形抬升型等微气象区，这种微地形区特征使局部地区的特征发生了骤变，虽然地区小但它对输电线路中的影响十分明显，在线路设计阶段对微气象区内气象条件掌握不足，输电线路在运行中有很多故障发生在微气象区内。
2近5年线路故障统计分析
2.1故障原因统计
青海电网近五年（包含用户线路）110kV及以上输电线路故障跳闸率总体呈现下降趋势，但仍高于国网公司《110（66）kV～500kV架空输电线路运行规范》安全生产目标值，750kV线路跳闸率≤0.3次/百公里·
年；
330kV线路跳闸率≤0.35次/百公里·
110kV线路跳闸率≤0.7次/百公里·
年。
750KV线路故障故障2次，但750KV线路在我省电网中地位重要，线路带负荷较大，线路故障给电网造成的影响要远大于330KV线路及110KV线路。
330KV线路故障100次，线路健康状况较好，110KV线路故障占较大比例，主要原因是110KV线路老化严重，线路健康水平普遍较低。
表2-1青海电网110kV及以上等级输电线路近五年故障统计（调序）
跳闸原因
时间
外力破坏
雷击
鸟害
风偏
污闪
施工质量
维护不当
飑线风
覆冰
原因不明
大风异物
山火
总计
2006年
6
14
5
2
3
69
2007年
10
23
11
83
2008年
18
20
12
77
2009年
25
24
8
79
2010年
4
67
合计
76
46
16
375
图2-1青海电网110kV及以上等级输电线路近五年故障统计原因分布图
通过对近5年110kV及以上电压等级输电线路故障统计：
外力破坏、鸟害、雷击、污闪引起的故障占总故障的74.67%。
鸟害故障居首位，2009年鸟害故障多的原因是对明乌线鸟害故障认识不清防范不到位。
2010年公司颁布企业标准《高压架空线路防鸟害设施技术导则》规范输电线路防鸟设施加装工作，更换原线路加装的简易防鸟刺，及时维护杆塔上防鸟措施，鸟害故障总体呈显下降趋势。
雷击故障在近几年中一直居高不下，究其原因我省输电线路走向复杂，线路经过平地、丘陵、山区。
线路防雷设计通常只考虑杆塔防雷保护角和接地形式，一条线路就一个防雷设计标准。
线路防雷做不到差异化设计，山区线路和平地线路防雷设计一样，多雷区与少雷区防雷设计一个标准，随着新建线路沿伸，雷击故障一直居高不下，造成新建线路一投运就开始防雷改造。
输电线路污闪治理还面临新的挑战，一是高污染企业的迅速增加，如西宁甘河滩工业区、民和下川口工业区、互助沙塘川工业区、阿兰工业区、汤官营工业区、平安沙沟工业区、湟源大华工业区、大通铝电化工、海西格尔木盐化工业等造成大气环境严重污染，形成了大环境污染，使得线路走廊整体污秽等级提高，部分线路外绝缘配置与污秽等级不相适应，发生线路污闪故障。
二是对恶劣天气估计不足，沙尘天气后绝缘子表面迅速积污特殊现象造成。
沙尘天气常伴有降雨，空气中粉尘和雨水形成“泥雨”导致输变电设备污闪跳闸。
三是海西盐湖地区盐化工、盐碱地区粉尘污秽无法及时消除，在合适的自然环境中仍会造成绝缘子污闪故障。
四是鸟粪污染绝缘子表面发生沿面闪络。
随着基础设施建设投入的增加，大型机具在输电线路周边施工，吊车碰线、杆塔基础被挖等输电线路外力破坏事件呈现上升趋势。
线路覆冰故障通过公司2007-2009年连续三年抗冰改造后，输电线路抗冰能力有所提高。
但目前因黄河上游拉西瓦、黄丰、积石峡等水电站建设，这一地区内小气候发生改变，区域内输电线路出现覆冰现象，为此还需积累运行经验对新出现的覆冰线路进行改造。
原因不明故障逐年减少反映出近年来输电专业人员分析跳闸原因的能力在逐步提高，对线路故障的原因如鸟害故障、飑线风故障也有了清楚的认识，同时在线路故障分析中应用雷电定位系统、在线监测系统等辅助分析手段,进一步提高了线路故障分析判断能力。
2.2故障原因分析
2.2.1按年度分析
表2-3青海电网110kV及以上等级输电线路近五年故障按年度统计
国网公司跳闸率目标值
电压等级
跳闸次数
跳闸率
750
0.00
0.24
0.21
0.3
330
9
0.38
26
0.83
0.95
21
0.58
0.37
0.35
110
60
1.76
57
1.19
0.87
1.00
52
0.7
综合
1.20
1.05
0.86
0.81
0.65
图2-3青海电网110kV及以上等级输电线路近五年故障按年度统计图
从上表可以看出,110-330KV输电线路故障跳闸率均高于国网公司目标值,不容乐观。
750KV输电线路跳闸虽未超标，但其网架结构溥弱，事故转送电困难，一旦重合不上，电网损失巨大。
应提前做好预控措施。
2.2.2按月度分析
表2-2青海电网110kV及以上等级输电线路近五年故障按月度统计（有误）
1月
2月
3月
4月
35
5月
27
6月
15
7月
34
8月
9月
55
10月
17
43
11月
12月
图2-2青海电网110kV及以上等级输电线路近五年故障按月度统计图
2．4按区域统计
青海省行政区划分共有1个地级市、6个自治州和一个行政公署，下属48个县级行政单位（2个县级市、30个县、7个自治县、5个市辖区、5个行政委员会）。
表2-4电网辖区划分及110kV以上输电线路故障区域统计表（有误）
地理区域划分
地区
跳闸原因（次数）
青海湖以东
西宁市区、大通县、湟中县、湟源县
42
30
114
平安县、乐都县、民和县、互助县
化隆县、循化县
黄河以南
同仁县、尖扎县、泽库县、河南县、李家峡
青海湖以南
共和县、龙羊峡
贵德县、兴海县、同德县、贵南县、
青海湖以北
门源县、祁连县
刚察县、海晏县
青海湖以西
都兰县、乌兰县、天峻县、德令哈市
22
格尔木市、茫崖、冷湖、大柴旦
38
青海省东南部
玛沁县、甘德县、达日县、班玛县、玛多县、久治县
78
74
89
32
从上表可以看出，青海湖以东地区输电线路故障次数为180次，占到总故障次数的48%，一是这一地区是青海政治经济文化中心，区内人口占全省一大半，输电线路占到全省的%，二是这一地区人类活动
3已采取的措施和效果评估
3.1防雷
青海电网输电线路主要采取了加强线路外绝缘、降低杆塔接地电阻、加装线路避雷器、可控放电避雷针、雷电接闪器等措施。
近几年，多雷区采用加强线路外绝缘、降低杆塔接地电阻、加装可控放电避雷针或雷电接闪器的混合措施，取得了较好的效果。
如330kV曹兰一线#115曾两次发生雷击跳闸事故，后采取加装可控放电避雷针及更换复合绝缘子后再未发生过雷击跳闸事故。
3.2防鸟
青海电网输电线路采取的防鸟害故障的技术措施有安装防鸟刺、采用大盘径绝缘子、加装防鸟粪挡板、安装防鸟罩等措施。
其中加装防鸟刺是当前最常用的方法，采用大盘径绝缘子次之。
加装防鸟粪挡板后，由于鸟粪会积攒在挡板上，若不及时清理，下雨后污水流淌下来，极易造成线路跳闸。
防鸟罩在330kV龙乌线部分瓷绝缘子串上曾经使用，后因更换为复合绝缘子再未使用。
因防鸟罩质量较重，安装不方便，且在安装后易因大风造成松动倾斜，故未推广使用。
青海电网输电线路采取的驱鸟害故障的技术措施有安装风车式驱鸟器、安装声光驱鸟器、脉冲电击式驱鸟器。
各种驱鸟器在安装之初，会起到一定的驱鸟效果，若不定期维护，会因电池故障、机械故障等原因失去原有性能。
3．防覆冰
输电线路发生覆冰后易造成绝缘子串冰闪、导线舞动、倒塔断线等事故。
青海电网在防覆冰方面采取的措施有：
1）防倒塔断线措施
（1）设计、改造阶段认真调查气象条件，避开不利的地形。
（2）对较长的耐张段，宜在中间适当位置设立耐张塔或加强型直线塔，地线支架应进行补强。
（3）对于档距较大的重覆冰地段，采取增加杆塔、缩小档距的措施，以增加导地线的过载能力，减轻杆塔荷载，减小不均匀脱冰时对导地线相碰撞的机遇。
（4）加强杆塔。
（5）改善杆塔结构，扩大导线与地线的水平位移。
（6）为防止导地线断股、断线，可采用高强钢芯铝合金或其他加强型导线。
（7）对于悬挂角与垂直档距较大的直线杆塔采用双线夹，以增加线夹出口处导线的受弯强度。
2）防止绝缘子串冰闪措施
（1）采用绝缘子串增加大盘径伞裙阻隔法。
（2）悬垂绝缘子串斜挂法。
绝缘子串采用V型及倒V型悬挂均可能提高冰闪电压。
对于直线杆塔如果考虑两侧平衡，还可考虑将顺线路方向的绝缘子串偏斜角加大，也可改善冰闪电压。
（3）为防止杆塔横担上积水，冰水不致淌落到绝缘子串上，可在绝缘子串悬挂点处增设一块防水板。
（4）涂具有憎水性能的涂料。
3）防止导线舞动措施
（1）开展导线舞动观测，积累基础数据和资料，用以设计避让时参考。
（2）改进铁塔紧固方式，加强易舞动地区杆塔强度。
（3）对易舞动区域线路在设计时加大导线间距离，可降低或避免相间短路。
（4）利用失谐摆、重锤、集中防震锤的阻尼作用抑制舞动条件，但这些装置的性能不能完全耦合所有频率的导线舞动。
（5）加装复合绝缘相间间隔棒，防止舞动时相间短路。
（6）采用双绞线导线，不但可提高输电能力，而且其阻尼特性可破坏导线覆冰形状，改变其空气动力学特性，防止舞动。
4）输电线路防冰、除冰方法
（1）热力融冰法。
包括潮流分配、短路电流、铁磁线、热气、热吸收器、电磁波微波激光器等。
（2）机械破冰法。
包括“adhoc”方法、风力、电磁力、强力振动、电磁脉冲、超声振动、气动法等。
（3）自然被动法。
包括平衡导线重量、使用防雪环、使用憎冰涂料等。
4．防外力
青海电网输电线路外力破坏故障的防治措施有：
（1）采取多种形式的宣传手段，加大宣传力度，营造强大的保电舆论氛围。
（2）争取政府、相关职能部门的配合和支持。
（3）开发新科技防盗产品，如防盗拉线棒。
（4）建立举报、奖励制度。
（5）为电力设施投保。
（6）对易遭外力破坏的大型机械施工地段等派专人看守。
（7）修筑防撞墙、加装防撞标志等。
5．防风
青海电网输电线路防治风害的措施有：
（1）优化设计参数，提高安全裕度，如采用V型串、加强型金具等。
（2）采取针对性措施防止风偏闪络，如加装重锤、绝缘包缚等。
（3）清理通道内的杂物。
6．防污闪
输电线路防污闪采取的措施有：
1）增加爬距和采用复合绝缘子。
2）定期或不定期清扫。
3）使用防污闪涂料。
4）加强污区图的制订及修订。
污区图的绘制可为在运行设备外绝缘的改造和新建、扩建输变电工程外绝缘的设计提供科学依据，是实施电力生产全过程管理，防止电网大面积污闪故障的基本保证，对保障电网的安全运行可起到很好的指导作用。
增加爬距和采用复合绝缘子是最有效的防污闪措施，定期或不定期清扫由于受人工清扫质量影响、绝缘子爬距大小影响等效果并不好。
防污闪涂料对于运行线路中的瓷绝缘子因施工不便等原因，应用较少。
7．地质灾害分析（滑坡、塌陷、洪水、泥石流等）
输电线路地质灾害的防范措施有：
（1）开展地质灾害排查，积累基础数据和资料，用以设计避让时参考。
（2）对已出现的一般性地质灾害点采用设立辅助桩、观测点等方式加强观测，掌握地质灾害蔓延、发展的程度，以便今后及时进行技术改造等。
对于重大地质灾害点应及时采取移位、改线等方式进行技术改造。
（3）对滑坡、塌陷区段的裂缝、落水洞等利用灰土或原土进行回填夯实，以加强基础周边地质的稳定性。
（4）对洪水、泥石流等地段可采用拦洪坝、河道改道等措施。
4特殊区域划分
按多雷区、重冰区、大风区、不良地质区
5外绝缘配置、杆塔承力、风偏角、防雷保护角校核
5.1外绝缘配置计算
5.1.1高海拔地区瓷绝缘子外绝缘相关参数修正计算
（1）气压修正
PH=P0*（1-H/45.1）5.36
（1）
式中：
PH–高海拔气压kPa
P0–0海拔气压kPa
（2）爬电比距修正
λ=λ0（P0/PH）n
（2）
式中
λ0—海拔高度0m气压P0下的爬电比距，cm/kV（系统最高电压）；
λ—海拔高度Hm相应气压PH下的爬电比距。
（3）电气间隙距离修正
K=em（H-1000）/8150（3）
m—特征因子，工频及雷电取1，操作取0.9。
5.1.2110—750kV瓷绝缘子外绝缘配置计算
本文计算时各污秽等级均取上限，再核对时注意区间范围,若绝缘子结构高度和爬电距离与本文计算不符，请重新核算）。
（1）110kV瓷绝缘子外绝缘配置计算（普通型结构高度146mm，爬电距离295mm，防污型结构高度146mm，爬电距离450mm）
表5-1110kV瓷绝缘子外绝缘配置计算
海拔高度
绝缘子片数
a
b
c
d
e
普通型
防污型
1000
2000
2500
3000
3500
4000
4500
（2）330kV瓷绝缘子外绝缘配置计算（普通型结构高度146mm，爬电距离295mm，防污型结构高度146mm，爬电距离450mm）
表5-2330kV瓷绝缘子外绝缘配置计算
普
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