主網(wǎng)輸變電設(shè)備漂浮物故障分析與隱患管控

孫夕彬，李 勇，唐偉剛

（國網(wǎng)紹興供電公司，浙江 紹興 312000）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對供電可靠性的要求日益提高［1-4］。在電力網(wǎng)中，主網(wǎng)由于其電壓等級高、投資成本大、且起到連接區(qū)域高壓電網(wǎng)的重要作用。因此，一旦主網(wǎng)設(shè)備發(fā)生故障，將嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行，造成較大的損失。戶外主網(wǎng)輸變電設(shè)備運(yùn)行情況復(fù)雜，其周邊的漂浮物是引起設(shè)備故障的重要因素。其中，輸電線路上的塑料薄膜、風(fēng)箏等漂浮物接觸帶電導(dǎo)線，會引起線路跳閘，甚至造成停電及導(dǎo)線熔斷等事故［5-6］。而變電站附近存在施工工地或居民活動區(qū)域，會導(dǎo)致一些垃圾、風(fēng)箏等異物存在，嚴(yán)重威脅電力設(shè)備的安全運(yùn)行［7-8］。

為減少漂浮物造成的故障事件，國內(nèi)多家單位的專家及工程技術(shù)人員對此展開了深入分析和研究，提出了改進(jìn)措施并研制開發(fā)了多種漂浮物清除裝置。針對架空線路上的漂浮物，文獻(xiàn)［9］-文獻(xiàn)［13］中介紹了基于無人機(jī)的輸電線路智能巡檢技術(shù)及其應(yīng)用研究。文獻(xiàn)［14］-文獻(xiàn)［15］中開發(fā)了基于無人機(jī)的架空線路的異物清除裝置。文獻(xiàn)［16］中則研制了一種新型的帶電導(dǎo)線漂浮物清除器，解決了帶電清除漂浮物的難題，保障了電網(wǎng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。文獻(xiàn)［17］-文獻(xiàn)［26］中介紹了基于激光技術(shù)的輸電線路異物清除裝置及其應(yīng)用技術(shù)研究。而針對變電站內(nèi)設(shè)備的漂浮物，文獻(xiàn)［27］-文獻(xiàn)［30］中介紹了基于巡檢機(jī)器人的變電站智能巡檢技術(shù)及其應(yīng)用研究。關(guān)于變電站內(nèi)異物的識別與檢測，文獻(xiàn)［7］中提出了一種基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)和深度殘差神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變電站異物檢測技術(shù)，實現(xiàn)了變電站實時準(zhǔn)確的異物檢測，有效減少傳統(tǒng)方法依靠人力電力巡檢的人力物力消耗。文獻(xiàn)［8］中提出一種適合智能變電站巡檢機(jī)器人的異物檢測算法，經(jīng)反復(fù)測試異物識別率在95%以上，滿足了智能變電站異物自動檢測識別的要求。文獻(xiàn)［31］則從風(fēng)險評估的角度，提出了一種基于風(fēng)速風(fēng)向聯(lián)合概率的輸電線路漂浮物跳閘率的計算方法，有助于更科學(xué)地運(yùn)營管理輸電線路。

為減少漂浮物隱患造成的主網(wǎng)電力設(shè)備故障事件，本文從漂浮物隱患管控的角度出發(fā)，以某市為例，對全市范圍內(nèi)主網(wǎng)輸變電設(shè)備漂浮物隱患進(jìn)行統(tǒng)計分析，歸類整理得出該市主網(wǎng)輸變電設(shè)備漂浮物的一些典型問題。本文對該市漂浮物隱患引起的主網(wǎng)跳閘事故進(jìn)行統(tǒng)計歸類，發(fā)現(xiàn)該市的漂浮物隱患主要集中于輸電設(shè)備，且對輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響較大，是導(dǎo)致輸電線路跳閘的重要因素，其中漂浮物典型問題中數(shù)量最多，占比最大的也是造成輸電線路跳閘的主要原因。此外，本文還以該市一起漂浮物引起的線路跳閘事件為例進(jìn)行了案例分析。最后，本文介紹了該市對漂浮物隱患的幾種有效管控方式，并對不足之處提出了針對性的改進(jìn)措施。

1 主網(wǎng)輸變電設(shè)備漂浮物隱患問題分析

主網(wǎng)輸變電設(shè)備漂浮物隱患主要是指變電站周邊及架空線路通道附近的蔬果大棚、地膜、垃圾場堆、遮陽布、宣傳橫幅、風(fēng)箏、簡易棚房及建筑工地等。漂浮物的種類繁多，常見的漂浮物隱患的問題類型及其防范措施如下［32］。

1）輸變電設(shè)備附近的彩鋼瓦、簡易鋼棚、廣告牌等臨時性建筑物，運(yùn)維單位應(yīng)聯(lián)系其所有者進(jìn)行拆除或加固。

2）輸變電設(shè)備附近的垃圾場、廢品回收站等，運(yùn)維單位應(yīng)聯(lián)系隱患責(zé)任單位進(jìn)行整改，對易形成漂浮物隱患的，如各類遮蓋布、錫箔紙、氣球、生活垃圾等采取有效的固定措施。

3）輸變電設(shè)備附近的日光溫室、塑料大棚、地膜等，運(yùn)維單位應(yīng)要求農(nóng)戶采取可靠加固措施，并加強(qiáng)設(shè)備巡視嚴(yán)防薄膜吹起危害設(shè)備運(yùn)行。

4）針對防止風(fēng)箏、孔明燈等異物掛線方面，運(yùn)維單位除加強(qiáng)設(shè)備巡視，及時發(fā)現(xiàn)并制止電力設(shè)施周邊放風(fēng)箏、孔明燈的行為以外，還應(yīng)積極配合當(dāng)?shù)卮逦⑸鐓^(qū)、街道等屬地政府部門，積極開展群眾電力設(shè)施保護(hù)宣傳教育。

針對不同地區(qū)，漂浮物隱患的典型問題也有所不同。以某市為例，通過對某市的主網(wǎng)輸電設(shè)備與變電站周邊漂浮物隱患進(jìn)行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，其中主網(wǎng)110 kV及以上輸變電設(shè)備重點(diǎn)漂浮物隱患點(diǎn)共286條，其中輸電設(shè)備248條，主要問題是線路周邊存在果蔬大棚、各類遮蓋布及簡易鋼棚、廣告牌等；變電設(shè)備38條，主要問題是變電站周邊存在果蔬大棚、垃圾堆場及簡易鋼棚。該市主網(wǎng)輸變電設(shè)備漂浮物隱患的典型問題及其占比如表1所示。

表1 主網(wǎng)輸變電設(shè)備漂浮物隱患典型問題及其占比Table 1 Typical problems and proportion of main network transmission and substation equipment floater hazards

從主網(wǎng)輸變電設(shè)備的幾種典型問題的占比可以看出，漂浮物隱患點(diǎn)主要集中于輸電設(shè)備，占了漂浮物隱患總數(shù)的87%，而變電設(shè)備漂浮物隱患僅占比13%。其中線路周邊存在的果蔬大棚和各類遮蓋布這兩個典型問題分別占了漂浮物隱患總數(shù)的72%和8%，是主網(wǎng)輸變電設(shè)備漂浮物隱患中數(shù)量最多，占比最大的兩種典型問題。

2 主網(wǎng)輸變電設(shè)備漂浮物隱患事故分析

對該市2019年度至2021年度主網(wǎng)輸變電設(shè)備漂浮物原因引起的110 kV及以上電壓等級跳閘事故進(jìn)行統(tǒng)計歸類，得出不同原因引起的跳閘事故數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 2019年-2021年110 kV及以上輸電設(shè)備漂浮物原因跳閘數(shù)據(jù)Table 2 Data of trip caused by transmission equipment floater of 110 kV and above from 2019 to 2021

從2019年至2021年期間110 kV及以上電壓等級跳閘數(shù)據(jù)來看，除去雷擊、臺風(fēng)等原因，直接或間接漂浮物原因?qū)е碌妮斪冸娫O(shè)備跳閘共33起，全部為輸電線路。因此，該市漂浮物隱患對輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響較大，是導(dǎo)致輸電線路跳閘的重要因素。而其中塑料薄膜及遮陽布原因引起的共19 起，占比達(dá)57.6%，這與前文統(tǒng)計得出的線路周邊存在的果蔬大棚和各類遮蓋布這兩種隱患數(shù)量最多的典型問題是相一致的。

由此，得出結(jié)論：漂浮物隱患是引起跳閘事故的重要因素，漂浮物隱患中數(shù)量最多，占比最大的典型問題是漂浮物跳閘事故發(fā)生的主要原因。綜上所述，若通過統(tǒng)計歸類漂浮物存在的典型問題，并根據(jù)存在的典型問題對該市開展針對性的輸電設(shè)備漂浮物隱患治理工作，則該市輸電線路設(shè)備故障跳閘次數(shù)將會大幅減少。

3 主網(wǎng)輸變電設(shè)備漂浮物跳閘案例分析

3.1 事件概況

**年**月**日**時**分**秒，220 kV**變110 kV**線保護(hù)動作，開關(guān)跳閘，重合成功，該線路為空充線路，對側(cè)110 kV**變熱備用，事故未造成失電及輿情影響。

后經(jīng)事故巡線發(fā)現(xiàn)**線9 號桿塔上相（B 相）有黑色遮陽布纏繞，合成絕緣子第一片傘裙、下均壓環(huán)有明顯放電痕跡，導(dǎo)線有白點(diǎn)，判斷為漂浮物引起線路跳閘。

3.2 現(xiàn)場檢查情況

1）故障錄波情況檢查

檢查跳閘時刻**變**線故障錄波情況，通過故障錄波波形圖1（a）可以看出，故障起始時刻，B相電流有效值約為( )38 + 55 /2 2 × 400 = 13.1 kA，而A、C 相電流很小，A、C 相電壓有效值約為86/ 2 × 3 ×1 000 = 105 kV，而B相電壓很小，初步可判斷為線路B相跳閘，最大故障電流約為13.1 kA。通過故障錄波波形圖1（b）可以看出，約2 180 ms 后三相電流值恢復(fù)正常，線路重合成功。

圖1 故障錄波波形圖Fig.1 Oscillogram of fault recording

查看主站故障錄波簡報和就地保護(hù)動作信息，本次跳閘事故為線路B 相接地故障，故障起始時刻后37 ms 時線路保護(hù)動作，2 086 ms 時線路重合成功，最大故障電流為11.576 kA。線路故障點(diǎn)位于**變測距距離1.888 km 處，查詢線路臺賬可初步定位此次線路跳閘故障點(diǎn)的位置在**線7 號桿與8 號桿之間。

2）事故巡線結(jié)果

通過故障錄波和保護(hù)動作情況可初步定位此次線路跳閘故障點(diǎn)的位置在**線7號桿與8號桿之間，線路人員在附近開展事故巡線，通過無人機(jī)巡視發(fā)現(xiàn)：**線9號桿塔上相（B相）有黑色遮陽布纏繞，合成絕緣子第一片傘裙、下均壓環(huán)有明顯放電痕跡，導(dǎo)線有白點(diǎn)，其他部位無損傷，對線路送電無影響，如圖2所示。

圖2 輸電線路故障點(diǎn)Fig.2 Fault point of power transmission line

3.3 事故原因分析及處理措施

通過觀察線路故障點(diǎn)附近的環(huán)境可以發(fā)現(xiàn)，線路周邊存在果蔬大棚等漂浮物隱患，線路桿塔上纏繞的黑色遮陽布極有可能是導(dǎo)致此次線路跳閘事件的原因。結(jié)合周邊群眾反映，最終分析判斷為大風(fēng)將遮陽布吹到桿塔上引起了線路跳閘，對桿塔上殘留的遮陽布，線路人員及時登塔清除異物，并同時聯(lián)系農(nóng)戶對線路周邊果蔬大棚進(jìn)行了加固。

4 漂浮物隱患管控現(xiàn)狀與提升措施

4.1 漂浮物隱患管控現(xiàn)狀

針對以上主網(wǎng)輸變電設(shè)備漂浮物隱患存在的問題，采取了以下多種管控方式，取得了一定成效。

1）摸清隱患臺賬，積極推進(jìn)隱患整治。各運(yùn)維單位建立了輸變電周邊漂浮物隱患動態(tài)跟蹤表，將變電站周邊漂浮物錄入“一站一庫”進(jìn)行重點(diǎn)管控，同時結(jié)合巡視、工作關(guān)注隱患發(fā)展，發(fā)現(xiàn)重大異常情況，及時報送，并經(jīng)綜合評估后落實治理措施。

2）建立隱患處理常態(tài)化工作機(jī)制。由于主網(wǎng)輸變電設(shè)備漂浮物隱患點(diǎn)分布在全市范圍內(nèi)，點(diǎn)多面廣，僅通過市公司運(yùn)維部門定期巡視及現(xiàn)場工作開展漂浮物隱患跟蹤治理，存在很大局限性，特別是在遇到需緊急處置及徹底消除的情況，受限于距離、自身行政力量等不足影響，很難滿足隱患治理需求。相對來說，屬地的縣公司則具有距離近、人員到位快、與屬地政府部門對接方便等天然優(yōu)勢，因此，可以實行各部門隱患處理管制職責(zé)和常態(tài)化工作機(jī)制，按照地域劃分，由屬地單位負(fù)責(zé)隱患協(xié)調(diào)及處置工作。

3）密切關(guān)注天氣，針對性地開展隱患跟蹤整治。通過天氣預(yù)報，提前發(fā)布大風(fēng)天氣預(yù)警，并通過遠(yuǎn)程視頻，對變電站周邊重點(diǎn)漂浮物隱患點(diǎn)開展巡查，發(fā)現(xiàn)異常情況及時通知運(yùn)維部門及屬地公司落實整改。同時各輸變電運(yùn)維單位充分利用工業(yè)視頻、無人機(jī)及機(jī)器人等技術(shù)手段，綜合采取遠(yuǎn)程及現(xiàn)場特巡方式，常態(tài)化開展6 級及以上大風(fēng)來臨前漂浮物隱患排查治理工作。

4.2 主網(wǎng)輸變電設(shè)備漂浮物隱患管控不足及改進(jìn)措施

1）隱患點(diǎn)信息及風(fēng)險評估不足及其改進(jìn)措施。主網(wǎng)輸變電設(shè)備漂浮物隱患點(diǎn)信息及風(fēng)險評估不足，主要表現(xiàn)在隱患排查表中蔬果大棚及簡易棚房業(yè)主信息不全，主動對接落實整改措施難度大。同時存在個別隱患點(diǎn)風(fēng)險等級評估不夠，制定預(yù)控、整改措施有效性不強(qiáng)。

針對該問題，對應(yīng)提出如下改進(jìn)措施：一是各運(yùn)維單位在輸變電漂浮物隱患點(diǎn)清單的基礎(chǔ)上，協(xié)同屬地公司通過村委、社區(qū)及街道全面開展一次隱患點(diǎn)發(fā)展情況及業(yè)主信息完善補(bǔ)全專項工作；二是統(tǒng)籌制定漂浮物隱患風(fēng)險評估標(biāo)準(zhǔn)，精準(zhǔn)評估隱患發(fā)展及制定預(yù)控、整治措施。

2）跟蹤治理措施精準(zhǔn)度不夠及其改進(jìn)措施。跟蹤治理措施精準(zhǔn)度不夠，主要表現(xiàn)在未精準(zhǔn)評估現(xiàn)存隱患點(diǎn)，未針對性制定長效措施，跟蹤治理隨機(jī)性大，“治標(biāo)”現(xiàn)象嚴(yán)重，“治本”力度不足。

針對該問題，對應(yīng)提出如下改進(jìn)措施：一是依據(jù)評估標(biāo)準(zhǔn)，重新評估風(fēng)險等級，精準(zhǔn)施策，同時結(jié)合天氣預(yù)警，滾動調(diào)整管控策略。針對小的垃圾堆、菜棚、地膜，還有與業(yè)主易于溝通處理的大棚、遮陽布，以及暫時無法徹底整治清除的居民垃圾堆、雜物堆放處等隱患，各運(yùn)維單位要充分發(fā)揮自身及站所保安人員力量落實管控，必要時及時對接屬地公司協(xié)助處理；針對隱患大、整治難的情況，務(wù)必利用好防臺準(zhǔn)備時政府關(guān)注度高的時機(jī)，積極對接屬地政府部門，及時報送整治進(jìn)度，確保隱患動態(tài)可控。二是結(jié)合漂浮物隱患現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析用于加固大棚、地膜、簡易棚房等漂浮物隱患的方式方法，特別是輸電線路周邊漂浮物，宜采購并儲備必要的協(xié)助業(yè)主加固大棚、地膜、簡易棚房的扎帶、繩索、鐵絲等材料，確保臨時緊急情況下“企民共防”應(yīng)急預(yù)控到位。

3）隱患管控存在盲區(qū)及其改進(jìn)措施。隱患管控存在盲區(qū)，主要表現(xiàn)在新增隱患及存量隱患發(fā)展隨機(jī)性大，輸變電設(shè)備一個巡視周期內(nèi)有效掌控隱患發(fā)展難度大，如放風(fēng)箏、放氣球、孔明燈、臨時傾倒具有漂浮物材質(zhì)的垃圾等。

針對該問題，對應(yīng)提出如下改進(jìn)措施：一是強(qiáng)化設(shè)備周期巡視質(zhì)量，確保存量漂浮物隱患巡查到位的同時，結(jié)合節(jié)日、天氣等情況，針對性關(guān)注放風(fēng)箏、放氣球及臨時性傾倒垃圾等新增隱患，定期組織人員走訪附近村委、社區(qū)、街道等，做好防漂浮物宣傳工作；二是充分發(fā)揮變電站保安及輸電通道隱患駐點(diǎn)人員力量，探索將周邊漂浮物隱患跟蹤、巡查納入保安及駐守人員常態(tài)化工作可行性，建立科學(xué)的獎懲激勵機(jī)制，最大化調(diào)動人員積極性，全力提高新增隱患發(fā)現(xiàn)及存量隱患發(fā)展的及時性；三是充分利用變電站工業(yè)視頻、無人機(jī)、機(jī)器人及輸電通道微拍等技術(shù)手段，綜合采取遠(yuǎn)程及現(xiàn)場特巡方式，常態(tài)化開展6 級及以上大風(fēng)來臨前漂浮物隱患排查治理工作。

4）市縣聯(lián)動機(jī)制不夠完善及其改進(jìn)措施。市縣聯(lián)動機(jī)制不夠完善，主要表現(xiàn)在目前市縣聯(lián)動僅靠微信群、電話溝通，未建立更精細(xì)、精準(zhǔn)的市縣協(xié)同管控策略，在隱患發(fā)現(xiàn)、跟蹤及治理方面效率不高。

針對該問題，對應(yīng)提出如下改進(jìn)措施：一是進(jìn)一步明確漂浮物隱患治理責(zé)任界限，在充分發(fā)揮市公司自身力量的基礎(chǔ)上，充分激發(fā)屬地公司的積極性，全力協(xié)同高效開展漂浮物隱患治理工作；二是各屬地公司針對主網(wǎng)漂浮物隱患現(xiàn)狀，建立并完善內(nèi)部常態(tài)化工作機(jī)制，同時針對隱患大、整治難的情況，務(wù)必及時對接屬地政府部門，定期報送整治進(jìn)度，確保隱患動態(tài)可控。

5）政企聯(lián)動不夠深入及其改進(jìn)措施。政企聯(lián)動不夠深入，主要表現(xiàn)在漂浮物隱患治理宣傳力度不夠，隱患對電網(wǎng)設(shè)備造成的影響未真正深入民心。

針對該問題，對應(yīng)提出如下改進(jìn)措施：一是利用好電力設(shè)施保護(hù)宣傳渠道，充分利用網(wǎng)絡(luò)、電視、短信、報紙等媒體，強(qiáng)化輸變電設(shè)備漂浮物隱患治理宣傳工作，增強(qiáng)全民電力設(shè)施保護(hù)意識；二是抓好關(guān)鍵時刻，特別是利用好臺風(fēng)來臨前，政府關(guān)注度高，老百姓易接受的機(jī)會，主動對接應(yīng)急管理局、能源局及屬地執(zhí)法部門，不斷推進(jìn)隱患風(fēng)險大的蔬果大棚、簡易棚房等隱患點(diǎn)徹底拆除整治工作；三是各運(yùn)維單位設(shè)立漂浮物隱患治理講解員，協(xié)同屬地單位定期與隱患點(diǎn)所在村委、社區(qū)、街道等屬地政府部門對接，開展“隱患共防共治”講解，不斷增強(qiáng)業(yè)主自身防范意識。

5 結(jié)語

主網(wǎng)輸變電設(shè)備漂浮物是威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要隱患，本文以某市為例，對該市范圍內(nèi)的漂浮物隱患進(jìn)行統(tǒng)計分析，得出該市主網(wǎng)輸變電設(shè)備漂浮物隱患存在的幾種典型問題，并以一起漂浮物引起的線路跳閘事件為例進(jìn)行案例分析。通過對該市漂浮物引起的主網(wǎng)跳閘事件的分析發(fā)現(xiàn)，該市的漂浮物隱患對輸電線路運(yùn)行的影響較大，漂浮物隱患的治理對輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行尤為重要。通過統(tǒng)計分析得出的漂浮物典型問題開展輸電設(shè)備漂浮物隱患專項治理工作，將有效減少輸電設(shè)備故障跳閘次數(shù)。最后，本文從漂浮物隱患的管控入手，介紹了當(dāng)前漂浮物隱患的管控現(xiàn)狀，尋找出目前管控方式存在的薄弱點(diǎn)，并提出了針對性的管控措施，從而有助于更科學(xué)地治理漂浮物隱患問題。