10kV线路因同塔架设不规范导致四回同跳的

引言

我国人口基数大,工业、生活用电量大,为了能更好地解决电能不足的问题,我国不同地区都开始了10kV同杆(塔）架设线路的建设。这种同杆(塔）架设线路在设计上能够更有效地利用土地资源和电力设施,还可以缩短施工工期,但也因此带来了输电回路线路距离不足等设计问题,增加了运维难度,且容易导致故障范围扩大。

本文就10kV同塔四回线路因架设不规范,其中一条线路故障引起同塔架设的其他三回线路一起跳闸的典型案例进行了详细分析。

1事发经过

2019年8月15日凌晨,xx市天气良好。02:19,10kV圩镇一线、10kV圩镇二线、10kV圩镇三线、10kV圩镇四线线路跳闸,重合不成功。

02:19,圩镇所查线发现故障点为10kV圩镇一线#4塔10kV东区市场支线T接点B、C相跳线断线(影响同塔四回线路)。10kV圩镇二线、10kV圩镇三线、10kV圩镇四线线路设备查无异常。

02:22,试送站内开关正常,10kV圩镇二线、10kV圩镇三线、10kV圩镇四线全线复电。

03:41,圩镇所断开10kV圩镇一线#20塔20T1开关隔离故障点,合上10kV圩镇一线光坡支线#11杆11T1开关,将10kV圩镇一线#20塔20T1开关后段线路转为10kV双岭线供电。

04:00,开展紧急抢修工作。

05:20,紧急抢修工作全部结束,试送站内开关正常,全线复电,并恢复正常运行方式。

2原因分析

经调查,故障分为配变台架短路、跳线烧断搭接、同塔架设线路短路三个阶段。

第一阶段:台架跌落式熔断器弧光放电,引起短路。

当日天气炎热,用电负荷大,10kV圩镇一线东区市场支线#2杆东区市场台区公变位于207国道旁,台架跌落式熔断器投运于2005年。东区市场台区公变台架跌落式熔断器因操作合闸不到位,导致卡口长期放电,并且临近国道,长年有重型货车经过振动,其卡口弹簧老化松动,造成跌落式熔管动触头严重烧损(图1)而跌落,跌落过程中抢弧,并对横担放电,造成短路。录波图(图2)显示,为B、C相相间短路后,A相再短路。

第二阶段:跳线烧断、铁塔带电。

图110kV圩镇一线东区市场支线#2杆2T02RD跌落式熔断器

图2录波图

台架短路导致引流导线烧断,引线烧断后搭接在铁塔上(图3),造成B相接地,铁塔无地网,铁塔带电。

图3故障前和故障修复的照片

第三阶段:同塔架设线路相间短路。

通过机巡照片(图4)分析,导线舞动为同塔跳闸的原因。导线舞动原理:沿圆周方向覆冰不均匀的架空导线在侧向风力作用下产生的低频、大幅度自激振动现象。导线舞动时,会在一档导线内形成一个、两个或三个波腹的驻波或行波,导线主要呈垂直运动,有时也呈椭圆运动,椭圆长轴在垂直方向或偏离垂直方向,有时还伴有导线扭转。

图4机巡照片

该线路为四回路架设,相间距离为0.8m,档距为47m,按照《66kV及以下架空电力线路设计规范》(GB50061一2010）:

7.0.4采用绝缘导线的多回路杆塔,横担间最小垂直距离,可结合地区运行经验确定。10kV及以下多回路杆塔和不同电压等级同杆架设的杆塔,横担间最小垂直距离应符合表7.0.4的规定。

表7.0.4横担间最小垂直距离单位:m

7.0.6采用绝缘导线的杆塔,不同回路的导线间最小水平距离可结合地区运行经验确定:3～66kV多回路杆塔,不同回路的导线间最小距离应符合表7.0.6的规定。

表7.0.6不同回路的导线间最小距离单位:m

对照规范检验设计标准:

(1）该四回路直线杆导线最小垂直距离为0.7m,不满足不同回路0.8m的要求:

(2）水平距离1m,刚好满足1m的要求。

结论:该杆塔的设计存在缺陷,不满足设计规范。

通过不同方向的电流互相吸引,且靠近变电站,短路电流极高,通过录波图分析:

圩镇一线:125.977×800/5≈20156A:

圩镇四线:233.081×300/5=13985A:

圩镇三线:233.95×400/5=18716A:

圩镇二线:250.546×300/5≈15033A。

圩镇一线、圩镇四线在#4塔短路,大电流产生吸力,导致同塔架设的线路舞动,引起发短路同跳。

3防范及整改措施

(1）针对现存同杆(塔）架设线路进行距离测量,将该类不满足设计规范的多回路线路列入项目库,改为双回路或改为绝缘线,并配套对应的防雷措施。

(2）针对设计不规范线路,修编好相应的作业风险评估和设备风险评估,根据差异化运维策略定期巡视和运维。

(3）根据我国城镇、农村地区的经济情况和用电量来做出分析研究,在对10kV同杆(塔）架设线路进行建设时要严格按照设计规程来操作,把关好水平距离和垂直距离设计,把高压线路档距控制在70m之内。

(4）对于气温影响较大的地区要进行具体分析,每个地区都存在不同的气温变化,在对10kV同杆(塔）架设线路进行设计时,电力技术部门要不断加强对10kV配电线路弛度的计算,准确掌握线路下垂的距离,确保线路不会发生接触,严防电网打火事故的发生。

(5）如有必要,设计时应根据预测负荷电流,结合继保计算和导线舞动原理,适当增加导线间的距离。