南网同走廊多回线路现状研究

2014-09-29韩玉康宁淼福罗楚军刘文勋

电力勘测设计 2014年1期

韩玉康，宁淼福，李三，罗楚军，马凌，刘文勋

(1.中国南方电网有限责任公司超高压输电公司，广东广州 510620；2.中南电力设计院，湖北武汉 430071)

南方电网已经建成“八交四直”12条500kV及以上交直流西电东送大通道，西电东送能力达到2.670×107kW。2015年西电东送规模将达到4.300×107kW，届时西电东送主网架将形成“九直八交”17条大通道。由于我国走廊资源紧张，已建及规划中的多条线路存在走廊临近的情况，一旦同一断面多回线路同时发生故障跳闸，将对整个电网的稳定运行造成极大的影响，电网风险较大。

本文对线路运行常见风险隐患进行了统计分类，针对不同的风险隐患类型结合线路运行情况给出了同走廊多回线路的定义。利用三维GIS数据库对南方电网同走廊多回线路区段进行了排查，并对典型同走廊区段进行了现场调研分析，得出了南方电网500kV及以上交直流同走廊多回线路的详细分布情况，可为线路安全运行及维护提供指导，提高对复杂大电网的驾驭能力。

1 同走廊多回线路定义

1.1 线路常见风险隐患

本文对南网超高压公司下属各局500kV及以上交直流线路跳闸情况进行了调研，以广州超高压局为例，其2009、2010年线路跳闸故障原因及数量见表1。

表1 广州超高压局2009－2010年线路故障统计

根据调研结果，结合架空输电线路运行经验可知输电线路面临的风险隐患主要包括山火、雷击、污闪、冰害、外力破坏、地质灾害等类型。文章将根据以上常见风险隐患类型对同走廊多回线路进行定义。

1.2 不同故障类型时同走廊多回线路

1.2.1 防山火同走廊多回线路的定义

对于防山火来说，同走廊多回线路的定义应主要考虑引起山火的原因及山火的影响范围。引起山火的主要原因有人为烧荒、祭祖、烧火取暖、乱丢烟头、持火照明、燃放烟花、使用火药枪打猎等。

人为烧荒属于计划、故意的行为，烧荒范围及后果都具有不可确定性，也会被严格控制，因此，防山火同走廊多回线路的定义不考虑此类情况。祭祖、烧火取暖、乱丢烟头、持火照明、燃放烟花、使用火药枪打猎等引起的山火属于意外行为，这些原因引起的山火燃烧范围主要受以下因素影响，包括地形因素：坡度、风口、坡向、形态、坡面夹角；天气条件：温度、湿度、风级、风向；可燃物因素：可燃物种类、数量、分布形式；林火燃烧方式：上山火、下山火、横向火，树冠火、冲冠火。根据对南网线路历年的山火灾害统计分析可知，此类原因引起的山火一般发生在一面山坡或者相连山脉，范围一般为几千、上万平方。

因此，从防山火角度，将同一面山坡或者相连山脉上的多回线路为同走廊线路。

1.2.2 防雷击同走廊多回线路

防雷击同走廊多回线路主要考虑数条电力线路平行距离较长(或者同塔多回)时，在地面或者线路上出现直击雷或者感应雷时，是否会出现2条及以上线路同时跳闸。

由DL/T620－1997[4]推荐公式计算得知，在距电力线S>65m处雷云对地放电时，在电力线的导线上产生的感应过电压较小，很少达到500kV～600kV，对60kV及以上线路，感应过电压一般不会引起闪络；当距离线路更近的雷击实际上会被线路吸引而击于线路自身，故对数条平行走向距离较小的500kV及以上线路，当地面落雷时，感应过电压不会引起线路跳闸，更不可能引起2条及以上500kV线路同时跳闸。

相对来说，同塔多回线路防雷性能稍差，特别是雨水季节较多、雷暴日数较大(大于40)、相对地势较高的区域为防雷薄弱点，线路发生雷击事故概率较大。

因此，从防雷角度出发，将位于以上防雷薄弱点的同塔多回线路定义为同走廊多回线路。

1.2.3 防污同走廊多回线路

对于防污闪来说，同走廊多回线路的定义应主要考虑污染源及污染源的影响范围。引起绝缘子污闪的主要污秽源有工业排放、交通干线、居民区及矿区等人为污秽源，同时还需考虑大雾、毛毛雨等天气的影响。

人为污秽源是绝缘子污闪的直接原因，根据南方电网公司《超高压输电公司防污闪工作管理规定》中的规定可知，工业排放、交通干线、居民区及矿区等污染源的影响距离见表2、表3。

同时从GB 26218.1－2010[5]规定的污染源距离与污秽等级划分的关系来看，d(重)级污区距离人为污秽源为1km 内，c(中)级污区距离人为污秽源1km～5km。

因此，从防污闪角度考虑同时结合运行维护的可行性，将离污秽源1km内的多回线路定义为同走廊线路。在污秽特别严重情况下，可考虑对5公里内的多回线路提高运行维护标准。

表2 污染源影响距离(一)

表3 污染源影响距离(二)

1.2.4 防冰同走廊多回线路

影响输电线路覆冰的主要因素有气象因素(包括气温、风速、风向、相对湿度等)、地形因素(包括山脉走向、山体部位、海拔高度及江湖水体等)、导线特性因素(包括导线温度、挂高以及线径等)。其中气象因素和导线温度是输电线路覆冰的主要影响因素。

输电线路覆冰一般位于微气象地形如山顶、垭口、山坡等地，且绝大多数位于山地。输电线路覆冰造成的危害主要是绝缘子冰闪、导地线覆冰过载等情况。

要造成两回或两回以上的绝缘子同时闪络，则输电线路杆塔所处区域的微气象条件应基本相同，无论是覆冰厚度还是融冰速度都应基本相当。而要造成两回或两回以上的线路或杆塔过载，则输电线路不仅应所处地形、地貌、风速和气温相同，而且两回线路的设计参数、结构强度均应基本相同。

因此，对防冰同走廊多回线路定义为：相距1km以内地形、地貌、风速和气温和线路参数基本相同的多回线路。

1.2.5 防外力破坏同走廊多回线路

输电线路外力破坏源种类较多，主要考虑工程建设施工、偷盗、异物短接等因素。

高速公路、铁路施工等对输电线路的影响分为两类，一类是土石开方造成的炸石影响，另一类是塔基所在山体开挖造成塔基稳定影响。对于土石开方按照相关规定并结合以往经验，规定：相距500m以内的两回或两回以上平行的线路称为同走廊多回线路。对于第二类影响，随着我国电力建设的发展，输电线路走廊越来越紧缺，线路路径区域地形越来越复杂，很多铁塔基础所在位置的条件越来越恶劣，将位于同一山坡的任意两回或两回以上平行的线路称为同走廊多回线路。

对于偷盗，结合以往事故及防治经验，规定：距离在1000m以内的任意两回或两回以上平行的、未采取其他防盗措施的线路称为同走廊多回线路。

对于异物短接，规定：距离在500m以内的、位于农田附近的任意两回或两回以上平行线路、或距离在1000m以内的、位于农田上方的任意两回或两回以上平行线路称为同走廊多回线路。

1.2.6 防地质灾害同走廊多回线路

根据调查，同走廊多回线路地质灾害灾种主要为：滑坡、崩塌、泥石流、岩溶地面塌陷、采空区地面塌陷，地裂缝和地面沉降较为少见。对地质灾害而言，同走廊多回线路的定义需根据地质灾害本身所处的地质环境(地形地貌、地质构造、地层岩性等)进行定义，对滑坡、崩塌、泥石流而言，所谓同走廊多回线路应该是位于同一斜坡体上，受同种地质灾害威胁的线路。对岩溶地面塌陷、采空区地面塌陷而言，所谓同走廊多回线路应该是距离在1000m以内，受同种地质灾害威胁的线路。