输电线路污闪事故案例分析
一起500千伏输电线路污闪故障跳闸分析及防范措施
一起 500 千伏输电线路污闪故障跳闸分析及防范措施发布时间：2021-07-26T08:30:05.221Z 来源：《福光技术》2021年6期作者：蒋建萍[导读] 反事故技术措施，预防大面积污闪事故的发生，保证电网的安全运行。
福建省电力有限公司检修分公司福建厦门 364001摘要：通过一起污闪故障引起的输电线路跳闸案例，分析了输电线路污闪跳闸的原因及闪络过程，有针对性的采取各种防污闪措施。
关键词：输电线路；污闪；措施一、案例简介2019 年 02月 03日 21时 35 分，某地区 500 千伏 XX 线路 C 相第一次跳闸，重合闸动作，重合成功，故障测距 47.25km；02 月 03 日 22时31 分，该线路C 相第二次跳闸，重合闸动作，重合成功, 故障测距：47.5km；02 月 04 日 00 时 26 分，该线路 C 相第三次跳闸，重合闸动作，重合不成功 , 故障测距 47km。
现场检查线路两侧变电站内一二次设备无异常，保护动作正确。
故障跳闸发生后，2 月 4 日输电线路运维人员对该线路 #1 ～ #12 安排巡线检查，发现该线路 #7 塔 C 相瓷质绝缘子伞裙明显污闪放电痕迹。
根据当地的气象局信息显示，2 月 3 日夜间 21 时至 2 月 4 日凌晨，跳闸时段现场天气为浓雾，时有毛毛雨，温度 13-17℃、相对湿度 90% 以上、风向为北风、风力为 4 级。
从地理特征看，该线路部分位于近海岸线 7 公里左右，处于 e 级污区等级。
结合短时间内反复跳闸特征、绝缘子串闪络痕迹、跳闸波形分析、故障杆塔地理环境、跳闸时刻及现场天气条件等，基本可以判定此次跳闸为污闪放电引起。
二、污闪跳闸成因分析污闪是电气设备的绝缘表面附着了固体、液体或气体的导电物质，在遇到雾、露、毛毛雨等气象条件时，绝缘表面污层受潮，导致电导增大，泄漏电流增加，在运行电压下产生局部电弧而发展为沿面闪络的一种放电现象。
（一）污秽类型绝缘子污秽一般包括两大类。
电厂升压站支持瓷瓶污闪接地引发事故扩大案例分析
电厂升压站支持瓷瓶污闪接地引发事故扩大案例分析1.事故经过1989年1月10日11时25分某热电厂110千伏升压站7432隔离开关支持瓷瓶污闪接地。
巨大的短路电流熔断接地引下线后，通过控制电缆窜入主控室。
在母差保护动作但还来不及断开电源侧开关前，将开关分闸直流电源中断，致使除母联开关外其他所有开关拒动。
经紧急手动拉闸后，运行的五台机组，239 MW被迫全部停机。
电弧持续燃烧约五分钟之久。
烧毁一台110kV少油开关，两组l10kV压变，避雷器，隔离开关，部分母线等一次设备，以及部分控制电缆和主控室的继电器等二次设备。
5号主变(150MVA)中性点的CT、刀闸，避雷器烧毁。
2.原因分析110kV隔离开关普通支持瓷瓶（爬距1.7cm/kV）在小雨中污秽闪络。
接地网的问题使事故扩大到烧毁众多设备并导致全厂停电。
那么，是接地网中的什么问题，致使情况变得如此严重？2.1事故时运行结线和母差动作时间事故前某热电厂l10kV升压站运行结线见图1，双母线运行，旁母处于充电状态，正排有5#主变（150MVA，中性点接地），带5#机(110MW)和220kV升压站（线路对侧有电源），3#主变(60MVA，中性点不接地)带3#机(50MW),以及4路出线。
付排有4#主变(60MVA中性点接地)带4#机(50MW)，以及2路出线。
出线中送XX工业公司的715，716线路对侧有XX自备电厂，其中一台主变中性点接地。
出事故的7432是GW4型握手式隔离开关，处在断开位置。
该隔离开关两端的支持瓷瓶分别接在正排和付排。
据该厂专业人员计算，母联开关未跳开前，单相接地短路电流为13.57kA，其中5#主变提供8.9kA，4#主变提供3.29kA，715或716线路提供1.35kA，两相接地短路电流13.3kA（均为次暂态电流）事故后检查，起始闪络的7432隔离开关，六根支持瓷瓶全部烧断，母联开关已经跳闸，比相式母差继电器中总差流起动元件和两个比相元件均掉牌，因此无法判断是7432隔离开关接在正排上的支持瓷瓶先接地还是付排上的支持瓷瓶先接地。
辽宁中部电网“2.22”污闪事故处理与分析
辽宁中部电网“2.22”污闪事故（1）事故经过2001年2月22日凌晨,辽宁大部分地区遭受几十年未见的浓雾天气,造成辽宁电网建国以来最严重的1次大面积污闪停电事故,事故波及沈阳、鞍山、营口、辽阳、抚顺、铁岭和阜新等地区。
220KV 线路跳闸151条次,跳闸线路44条,并造成12座220KV变电所全停；66KV系统全省跳闸171条次,120座66KV变电所全停；事故处理过程中,铁岭电厂2号机组(300MW)被迫解列1次,3号机组(300MW)被迫停机；沈海电厂2台机组(200MW)与主网解列单运,单运时间达05h；全省共损失负荷9370MW.h,其中沈阳地区尤为严重,损失负荷7430MW.h,9:20停电负荷逐步送出,截止当日14:14全省大部分负荷送出,18:12全省负荷全部送出。
2月22日0:43,辽宁电网中部220KV沙文线跳闸,重合成功；1:39沙文线再次跳闸,同时220KV虎河线跳闸；2:10辽孙线5次跳闸,最后重合不成功,多次强送电不成功；2:42辽文线跳闸,重合不成功,强送电2次不良,2:50文浑线跳闸,重合不成功,220KV文成变电所全停；3:25开始沙高线多次跳闸,最后重合不成功,且强送电不成功；3:05沙繁南(北)线同时跳闸,2次强送不良；3:34清河电厂与沈阳地区3条重要联络线清虎甲(乙、丙)线相继跳闸,清虎乙线虎石台变侧发生非全相(Ｂ相重合闸不良)运行,手动合闸良好,之后3条线路又发生多次跳闸；3:05沙繁南(北)线、繁大南(北)线、祁虎线、铁浑线等相继跳闸,其中重要线路分别进行多次强送不成功,4:36调高线、沙高线相继跳闸,重合不成功,220KV高台山变电所全停；同时220KV大成变电所全停,造成辽宁电网与吉林电网主要联络线清巨线严重过负荷,北送有功达360MW·h(电流960Ａ,而额定800Ａ,过负荷达20%),参见图1。
调度员果断下令铁岭电厂解列1台300MW机组,4:56铁岭电厂2号机组(当时带170MW)与系统解列,清巨线过负荷解除。
输电线路污闪故障分析和防治
输电线路的污闪事故分析和防范架空输电线路由于其分布广泛，常面临各种复杂的地理环境和气候环境的影响，当不利环境条件导致线路运行故障是，就会直接影响线路安全可靠的运行。
下面就针对近几年在江苏发生的污闪故障，从产生的条件、规律、机理、特性及影响因素等方面进行分析，并把我们一些防治措施和大家交流。
限于我们的水平有限，范围有限如有不妥或错误之处恳请大家批评指正。
输电线路绝缘子要求在大气过电压、内部过电压和长期运行电压下均能可靠的运行。
但沉积在绝缘子表面上的污秽在雾、露、毛毛雨、融冰、融雪等气象条件的作用下，将使绝缘子的电气强度大大降低，从而使得输电线路在运行电压下发生污秽闪络事故。
江苏电网污闪事故有明确记录从1971年至2004年一直都有污闪事故的发生。
据不完全统计，500kV电压等级线路从1987年第一条线路投运以来先后在1989~1990年、1996~7年和2002~2004年3个集中的时间段发生过较集中的污闪跳闸。
其中：1989年4次，1991年4次，1996年6次，1997年2次，1999年1次，2002年3次，20004年2次；2002-2005逐步开始大量调爬和绝缘配置优化工作。
2005年后未发生污闪跳闸。
220kV以上电压等级线路污闪事故是在1971-1983年污闪跳闸是3次，在1989~1994年较为集中的发生过污闪跳闸，在1995年至今220kV电压等级线路很少发生跳闸。
110kV等级线路发生的污闪跳闸在1971~1983年58次，在1983~1994年62次，在1995年至今污闪跳闸在20次以内。
江苏电网防污闪工作是在对故障不断分析中获得了一些经验。
下面我就从以下几个方面对污闪事故进行分析和防范。
1.1绝缘子污闪事故的特点⑴地域性强，同时多点跳闸的几率高，且重合闸率高。
⑵天气潮湿，污闪事故都是在潮湿的天气里，湿度在90~100%之间，温度在-3-7℃之间。
⑶季节性规律，90%以上的污闪事故是在每年11月至次年的3月之间。
输电线路污闪案例分析报告
总结
通过对220kV大祥Ⅱ回线污闪故障进行分 析，得出故障的发生除了与上风侧有大型化工 厂飞龙公司在大量排污、大雾、毛毛雨等环境 因素有关外，还与绝缘子配置不够、污区划分 不到位等因素有关。针对这个情况，本文提出 了采用复合绝缘子的方案。经过论证，该方案 中绝缘子的耐受电压、机械负荷、爬电距离、 风偏距离等都能满足重污区的设计要求，从而 能够减少污闪事故的发生概率，有效的提高了 线路的安全稳定运行水平。
增加绝缘子带来的问题
（1）增加了绝缘子的成本； （2）空气间隙满足不了安全要求。
采用复合绝缘子的方案 复合绝缘子具有重量轻、强度高（芯棒）抗
冲击、耐污闪电压高、易安装、无需测零、 遭雷击、污闪时不会发生绝缘击穿等优点
为满足重污区4.01cm/kV的爬电比距要求,将
最小公称爬电距离设计为8822mm
由于空气湿度较大，导致使绝缘子串的闪络
电压大幅度降低；此外，脏雾的湿沉降使绝 缘子表面污秽度快速增加, 进一步降低了绝缘 子串的外绝缘强度。
因此，大雾、毛毛雨等恶劣天气条件是影响
污闪故障发生的重要因素之一
绝缘子的配置方案
增加绝缘子片数
N=（4.01×220）/45=19.6≈20片，在原有15片的 基础上增加5片，即增加了5×146=730mm的绝 缘子串长
220kV
2.绝缘配置不够
72 号塔的现场绝缘子配置情况： 绝缘子型号：U100BP 绝缘子串长：2510mm 泄露比距：3.09 cm/kV 有效比距：3.09 cm/kV 海拔：1950m
该污区爬电比距的选择不应小于4.01cm/kV
盐密测量及污区划分
号塔处绝缘子盐密值为0.2276 mg/c ㎡ 77 号塔处绝缘子盐密值为0.4897 mg/c ㎡
动力分厂“2·23”220KVⅡ母线两次污闪跳闸事故
动力分厂“2·23”220KVⅡ母线两次污闪跳闸事故一、事故经过：（一）2014年2月23日晚克旗煤制气现场220KV升压站雾霾严重，实时空气质量参数PM10显示431。
变电站内#2水源变22262刀闸A相与C相、母联开关22121刀闸与22122刀闸的B相与C相以及220KVⅠ、Ⅱ母线门型架构的多个支持瓷瓶出现爬电闪络放电现象。
23:57220KVⅡ母线所有运行设备的开关全部跳闸，机组全部停运。
（二）2014年2月24日晚，空气质量显示严重污染，雾霾黄色预警，实时空气质量参数PM10显示521，气温-8至9℃。
220KV升压站内配电装置，因雾霾天气在瓷瓶上覆盖了一层薄冰，厚度约2mm，造成瓷瓶放电闪络，220KV母线悬式绝缘子串、支持绝缘子及配电设备绝缘套管均出现污闪。
22：55时，因II母A相接地(闪络)故障造成母差保护动作，220KV两套母线保护跳开母联及II母线上所有带电设备。
经煤II线保护装置报启动CPU启动、综重电流启动、差动保护启动、距离零序保护启动、差动保护整组复归,综重电流复归,距离零序保护复归,PT三相失压，启动CPU启动复归报警。
事故过后4-5个小时候，温度及雾霾有所改善，已无放电闪络。
23日停电后，由于火焰监视电视失电、DCS画面短时内无法操作监视，手动MFT，并派人就地检查是否有设备未停运，经核实给煤机仍运行，立即就地停给煤机；#4给水泵正常运行，迅速打开#1炉本体疏水门，防止汽包满水。
在DCS画面恢复正常后，严密监视#1炉的汽包水位、汽包壁温差等指标，同时安排人员为恢复供电做准备，接值长令在DCS画面断开A60101、B60101开关，派人进入升压站，为恢复#1启备变做准备工作。
接值长令将#1启备变中性点接地刀闸投入合闸位置。
合#1启备变22071隔离开关，检查正常后，远方合入2206开关，为#1启备变充电，将#1启备变并入Ⅰ母线运行。
启备变恢复运行后，合上A60101、B60101开关，检查6KV工作电源正常。
巴基斯坦卡西姆电站及500kV输电线路严重频繁污闪事故分析
科学技术创新2021.03巴基斯坦卡西姆电站及500kV 输电线路严重频繁污闪事故分析蔡斌1郭广领1代朝辉1贾晟2赵晨2闫力美2(1、中国电建集团海外投资有限公司,北京1000482、北京世纪航凯电力科技股份有限公司,北京100000)由中国电建与卡塔尔A M C 共同出资中国建设的装机2X 660M W (超临界燃煤机组)卡西姆电站自2017年11月1日投运至2019年3月12日。
共发生线路故障101次,故障导致16次全厂失电(包括试送后再次跳闸),机组甩负荷25台·次,经济损失巨大。
由于线路故障导致的频繁全厂失电,对电站机组设备安全造成威胁,严重缩短设备使用寿命,全厂失电造成的机组开停机费用、设备部件损坏的修复费用、设备性能下降等直接经济损失已经高达数百万美元。
极易造成主设备损坏事件的发生,需要接近一年的时间来修复损坏的设备,将给发电公司造成数亿美元的重大经济损失。
设备完好是卡西姆电站可持续发展的根本,线路频繁故障,还严重影响机组年度可用率达到PPA 规定的7446机组利用小时,危及到发电公司的正常运营和可持续发展。
为此展开了相关的研究,提出科学有效解决方案,提前实现电站和输电线路安全运行(自2019年4月22号投运至今未出现过异常停电事故)。
1影响电站及500kV 输电线路正常运行原因调查1.1电站及500kV 输电线路基本情况卡西姆电站及500kV 出线,部分位于阿拉伯海滩。
所处环境为空气湿度大、高温、高污染地区。
而卡西姆电站500kV 送出线路工程,起自卡西姆港燃煤电站,止于默蒂亚里500kV 变电站,一期线路全长55.7km 。
自卡西姆港燃煤电站起12km 线路紧邻阿拉伯海,途经卡拉奇工业区,附近电厂、炼油厂等重污染重工厂密集;12km -21km 距离阿拉伯海及重污染工程均超过5km ,周边城镇较为密集,交通发达;21km -55.7km ,线路处于沙漠地区,线路走廊附近几乎无村镇,无工厂污染,交通落后从对电站和送出线路的调研及每次事故的分析认为;电站频繁跳闸事故是由线路严重污秽引起的绝缘子闪络造成的。
一起220 kV变电所设备污闪事故的分析
一起220 kV变电所设备污闪事故的分析
高云龙 （国家电投宁夏能源铝业临河发电分公司，宁夏 银川 750411） 摘 要：介绍了XX公司发生的一起220 kV变电所设备污闪事故的经过，分析了事故过程中继电保护装置的动作情况，查找出了事 故发生的部位，并分析了事故原因。为杜绝类似事件的发生，从相关方面制定出了相应的安全防范措施。 关键词：母线保护；线路保护；闪络；防范措施
障相别：A相，启动至出口时间：8.3 ms。 3.1.3 乙线分相操作箱信号指示
一组跳A，一组跳B，一组跳C，一组永跳，一组三跳灯亮。 3.2 线路保护录波器动作情况
故障时间：08：35：55；故障距离：0 km。 动作的开关量为： 8 ms RCS-915CD母线保护动作跳Ⅱ母； 19 ms BP-2B母差保护动作； 20 ms RCS-915CD母线保护动作跳母联开关； 23 ms乙线操作箱A相跳闸、B相跳闸、C相跳闸。 3.3 继电保护动作分析 3.3.1 母线保护 该 变 电 所 电 气 主 接 线 为 双 母 线 接 线 方 式 ，配 置 两 套 母 差 保护，分别为BP-2B型微机母线保护（深圳南瑞）和RCS-915CD 型微机母线保护（南京南瑞）。 两 套 母 线 保 护 均 为 分 相 式 比 率 差 动 保 护 ，母 差 保 护 原 理 基本相同，差动回路包括母线大差回路和各段母线小差回路， 其 中 大 差 元 件 作 为 区 内 外 故 障 判 别 元 件 ，小 差 元 件 作 为 故 障 母线的选择元件。即由大差比率元件是否动作来区分母线区 外故障与母线区内故障；当大差比率元件动作时，由小差比率 元件是否动作来决定故障发生在哪一段母线。母线保护装置 将 母 线 上 除 母 联 或 分 段 外 的 所 有 连 接 元 件 的 电 流 采 样 值（带 方 向 的量）输 入 差 动 判 据 ，构 成 大 差 比 率 差 动 元 件 ；小 差 比 率 元 件 是将 每 一 段母 线 所 连接 元 件 的 电 流 采 样 值（包 括 母 联 或 分 段）输 入 差 动判 据 ，构 成 小 差 比 率 差 动 元 件 ，各 元 件 连 接 在 哪一段母线上，是根据各连接元件的隔离开关位置来决定的。 母线差动保护的逻辑框图如图2所示（以双母线其中的Ⅱ母为 例），可 以 看 出 以 电 流 判 据 为 主 的 差 动 元 件 ，用 电 压 闭 锁 元 件 来配合，以提高保护动作的可靠性，即在动作于故障母线跳闸 时 必 须经 相 应 的母 线 复 合电 压 元 件 闭 锁 ，要 使 母 差 保 护 动 作 则相应母线的复合电压闭锁元件动作才行。电压闭锁元件的 判据为：U椎≤Uset；3U0≥U0set；U2≥U2set。其中U椎为相电压，3U0为三 倍零 序 电压（自 产），U2为 负 序 相 电 压 ，Uset为 相 电 压 闭 锁 值 ， U0set和U2set分别为零序、负序电压闭锁值。以上三个判据任一个 满足时，该段母线的电压闭锁元件就会动作。 从保护动作报文看，A相电压降为9.5 V，而低电压定值为 45 V，满足复压开放条件，Ⅱ母母线保护的差动电流定值为 2 A ，而 实 际 差 流 值 为 3 . 25 A ，间 隔 电 流 值（小 差 电 流）为 3 . 25 A，满足Ⅱ母差动保护动作条件，因此Ⅱ母母差保护A相 大 差 动 作 ，小 差 动 作 跳 开 Ⅱ 母 上 的 所 有 连 接 元 件 38200 开 关 、 382 12 开 关 、38207 开 关 及 母 联 38202 开 关 。 根 据 RCS-915CD、
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• 2、在绝缘子之间装上旋转清洁毛刷，在有 风的情况下，使其进行自动清扫。 • 清扫方法：停电清扫和带电清洗。
3、采用新型绝缘子 ①大爬电距离绝缘子； ②爬电距离有效利用率高的绝缘子 ③积污特性和自洁性能优良的绝缘子。 ④在同一结构高度工况下，优先采用单片污耐 压值高的绝缘子。 ⑤劣化率低的绝缘子。 预防污闪事故的根本出路在于全面提高线路 外绝缘配置的总体水平，实施“配置到位、留有裕 度”的原则，提高电网抵御能力。
• 4.提出防范措施
原始资料
（1）2001年上半年该地区干旱少雨，事故发生时 是凌晨，且有浓雾，可见度低，空气湿度大； （2）线路附近有砖厂、水泥厂、铝厂、矿石粉厂 和化肥厂； （3）原计划2000年12月安排的线路停电检修并进 行清扫工作，由于电网运行的需要，计划未落实； （4）两条线路于1987年投入运行。
输电线路污闪事故案例分析
长沙电力职业技术学院 主 讲 宋 帅
案例描述： 2001年2月22日凌晨,辽宁鞍山地区遭受几十年未见
的浓雾天气,鞍山市220kV千立II回线断路器发生跳闸故障，
重合闸动作成功。 2001年2月23日凌晨，220kv鞍立I回线断路器跳闸故 障，重合闸动作成功。
• 1.收集原始资料 • 2.调查事故情况 • 3.分析原因责任
2、绝缘子的配置
千立II回线30号塔中相送电侧双串瓷瓶 断一串；该绝缘子型号采用的是XWP-70， 双串。测得盐密值为0.32mg/cm⒉ 鞍立I回线16号塔A相和18号塔B相绝缘 子盐密值为0.24mg/cm⒉
架空线路污秽等级标准
污秽等级 0 1 2 3 4 等值盐密(mg/cm ⒉) <0.03或0.06 >0.03~0.06 >0.06~0.10 >0.10~0.25 >0.25~0.35 爬电比距（cm/kv） 220kv及以上 1.39（1.60） 1.39~1.74 (1.60~2.0) 1.74~2.17 (2.0~2.5) 2.17~2.78 (2.50~3.20) 2.78~3.30 (3.20~3.80)
得出线路所处的污区为： 16和18号塔属Ⅲ级污秽区（＞0.10~0.25） 30号塔为Ⅳ级污秽区（＞5~0.35）
防止污闪事故发生措施
1、采用半导体釉绝缘子。 半导体釉是在瓷釉中加入某种物质(如氧化锡等),使瓷 釉绝缘电阻降低，处于绝缘体和导体之间。
优点：在运行中因通过电流而发热，使表面始终保持 干燥，同时使表面电压分布较均匀，从而能保持较高的闪 络电压。 缺点：性能不稳定、适应寿命、电能损失
调查情况
经现场调查，得知鞍立I回线16号塔A相和18号塔B 相绝缘子有闪络； 千立II回线24号塔C相绝缘子有闪络放电痕迹，30 号塔中相送电侧双串瓷瓶断一串；
产生污闪故障的原因
1、环境因素
220kV千立II回线路和220kV鞍立I回线路 附近有很多化工厂，化工厂排除很多的废 气和粉尘，尤其是220kV千立II回线路经过 很大的一个矿石粉厂，该厂排出大量的二 氧化硫气体以及氧化铝颗粒。二氧化硫气 体遇到雾气形成酸雾，导电性能良好的颗 粒附着在绝缘子表面，导致绝缘子性能下 降。