架空輸電線路風災倒塔案例及北京地區全絕緣搶修塔應用分析

郎野村

（國網北京市電力公司，北京 西城 100031）

架空輸電線路暴露在戶外，線路較長、桿塔高大，容易受到風災影響。短時強對流天氣時，線路如發生倒塔故障，將對地區電網的安全和人民群眾正常生活生產造成較大影響，此時就須要快速恢復送電，使用全絕緣搶修塔可在24 h 內對重要段落快速恢復送電，較快速度地恢復災民的生產生活。

1 架空輸電線路風災倒塔案例

2021 年 7 月 31 日 16:32—19:22，邯鄲西部地區經歷了一次短時強對流天氣，氣象觀測數據顯示，多地出現8級以上大風。風災倒塔故障位置附近20 km內有6 個氣象站記錄到10 級大風（超過24.5 m/s），距離故障點西側最近的氣象站（B0322）于17:28記錄到的極大風速達27.3 m/s（10 級），B0342 氣象站17:09記錄到的極大風速達37 m/s（13級）。故障點西南方位20 km處的峰峰氣象站于17:37監測到37.4 m/s（13級）。

2 風災倒塔損傷情況

風災造成21條線路故障跳閘，其中500 kV線路4條，全部重合不成功；220 kV線路7條，全部重合不成功；110 kV線路10條，其中重合成功4條，重合不成功6 條。此次嚴重風災造成4 條線路（2 回220 kV 同塔雙回段、2 回110 kV 同塔雙回段）共17基倒塔，包括220 kV藺文Ⅰ、ⅠⅠ線（同塔雙回）8-16號9基直線塔，110 kV梁坡線71、72、73、74、80、81、88、89 號鐵塔（與 110 kV 東坡 T 線 39、40、41、42、48、49、56、57 號同塔）8 基直線塔，如表1所示。

表1 220 kV藺文I、II線倒塔區段設計資料

3 故障原因分析

氣象觀測記錄顯示故障區域出現11 級以上大風。220 kV藺文雙線倒塔區域瞬時最大風速33.2 m/s（12級），110 kV梁坡線（東坡T接線）倒塔區域瞬時最大風速31.4 m/s（11 級），如表2 所示。桿塔強度滿足設計風速要求，當日超設計風速的大風下桿件應力超出承載能力。

表2 110 kV東坡T線倒塔區段設計資料

從故障后鐵塔受損照片看（如圖1所示），鐵塔斷面多為撕裂痕跡，螺栓斷裂部位多為剪切而斷，鐵塔倒折痕跡均為受大風垂直荷載引起的橫向折斷。

圖1 鐵塔折彎、撕裂受損

4 北京地區全絕緣搶修塔應用分析

4.1 應急準備情況

目前，北京地區具有13基全絕緣搶修塔，其中QQT型9基、QQT9A型2基、QQT8A型2基。QQT型適用于35～220 kV 的電壓等級，QQT9A 型、QQT8A型適用于35～500 kV的電壓等級。

4.2 應急流程

4.2.1 現場勘查，制定搶修方案

在發生倒塔事件后，工作負責人和技術人員到達現場首先要對現場事故情況進行初步勘查，判斷現場條件及線路情況是否可以使用全絕緣搶修塔。如可以使用搶修塔，則根據現場作業場地條件判斷使用吊車組立或抱桿組立的方式。預計此步驟需要1 h。

4.2.2 現場清理、分坑、挖坑、組裝拉線，運輸搶修塔塔材及工器具

組織人員對倒塔現場開展必要的清理工作，重點清理影響全絕緣搶修塔組立的范圍，使用切割機將舊塔材拆切割清理出必要的場地供組立臨時搶修塔使用。同時分坑人員找到桿塔中心樁位置，查看桿塔位置的地形，快速確定起立搶修塔大致位置并進行分坑、挖坑、組裝拉線等操作。同步組織人員將適用的搶修塔塔材及工器具使用叉車、板車進行裝車，運輸至現場后卸車。此兩步驟同步進行，預計需要4 h。

4.2.3 搶修塔組立，導線放線、壓接，做好緊線準備

組織人員使用吊車或抱桿進行搶修塔組立。吊車組立時將搶修塔在地面整體組裝，后續整體起吊；抱桿組立時搶修塔底層三段地面組裝，后使用抱桿吊起安裝，底層安裝完畢后第四層往上采用抱桿起吊后高空逐節組裝。組立完畢后對搶修塔整體進行檢查，檢查完畢后搶修塔組立完成。同步組織人員將新導線通過跨越架、高車等障礙物后展放，隨后對新、舊導線進行打磨壓接，并設置牽引緊線場地，做好緊線準備工作。此兩步驟同步進行，使用吊車組立預計需要3 h，使用抱桿組立預計需要5 h。

4.2.4 搶修塔搭接、具備送電條件

組織人員開展搶修塔搭接工作。在緊線過程中，對跨越的高（低）壓線路、弱電線路、交通道路均安排專人守護。待導線緊到規定弧垂后停止牽引，塔上人員導線尾側拉直到掛點位置，做好劃印標記，做好標記后，將導線松至地面。切割導線壓接（安裝）好耐張線夾及其他附件。將新絕緣子、金具與壓接好的導線串聯好開始緊線。導線掛好后，耐張桿塔工作人員將引流線打磨并涂抹導電脂。安裝引流線后拆除塔上工器具。再次檢查導線連接無問題，拆除斷線線路、各配合停電線路地線，具備送電條件。此步驟預計需要2 h。

4.2.5 工作結束

至此工作結束，使用吊車組立的情況下總耗時約10 h，使用抱桿組立的情況下總耗時約12 h。應急流程時間流程如表3所示。

表3 應急流程時間流程

4.3 搶修條件分析

4.3.1 場地條件

全絕緣搶修塔因組立過程中四周須要使用多根拉線進行固定，根據不同呼稱的搶修塔，現場需要不同的場地面積以滿足拉線設置須求，地面無不可清除的遮擋物且非硬化地面。不同呼稱高對應的占地面積如表4所示。

表4 不同呼稱高對應的占地面積

4.3.2 桿塔條件

倒塔線路電壓等級應在220 kV及以下，同塔回路數應在2 路及以下，導線荷載應不超過雙分裂LGJ-400/35 導線，塔型應為普通耐張或直線塔，檔距、高差不應過大。

4.4 現存問題分析

500 kV 桿塔無法使用全絕緣搶修塔。雖然現有QQT9A型、QQT8A型4基搶修塔適用于35～500 kV的電壓等級絕緣強度，但北京地區500 kV線路導線均為四分裂及以上，不符合絕緣搶修塔的最大受力條件。

深山區地型無法使用全絕緣搶修塔。北京山區主要集中在西北部，山體主要為石頭，搶修塔所用拉線根數較多，拉線坑挖掘難度大。并且，搶修塔單節重量約200 kg，搬運難度大。

若存在前期矛盾，使用搶修塔增大了難度和成本。由于搶修塔較鐵塔、鋼管桿占地面積大，增加了前期矛盾解決難度，占地賠償費用更多。

未配置專用車輛，搶修塔搬運、組裝所用貨車、吊車均須租賃或借用，搶修所有工器具為日常生產工器具。現有13基全絕緣搶修塔，不滿足大規模倒塔搶修條件。

5 提升措施及建議

全絕緣搶修塔在發生10基數量以下小規模倒塔情況下使用，具有較大優勢，可快速完成臨時處置，恢復線路送電，保持電網運行可靠性。

擇優與北京及周邊塔材生產廠家合作，簽署應急搶修供貨協議，塔廠長期儲備各種型號角鋼、螺栓原料，一旦發生倒塔事故塔廠可快速投入全力生產，滿足應急搶修需要。

專項配置中型貨車、叉車和吊車，以便于運輸、搬運及裝卸。補充應急搶修施工工器具，作為倒塔搶修專用，提高應急響應速度。