2001年初河南电网发生污闪事故的原因与防范措施
>　高航

摘要：对2001年初河南西、北部电网大面积污闪事故的原因做了详细的分析，指出气象条件异常、空气质量严重恶化、外绝缘的设计配置不适应空气质量状况等是发生污闪的主要原因。通过对闪络时各种特征数据的检测和比较分析，提出准确表征外绝缘污秽程度的方法以及绝缘子选型的原则。电网

　　2001年1月17日～2月22日，河南省西部、北部地区接连三次遭受罕见的浓雾、冻雨和大雪恶劣天气的袭击，河南电网经受了严峻的考验。豫西、豫北电网大面积线路、变电站发生污闪，先后有2条500kV线路跳闸9条次、33条220kV线路跳闸146条次，1个500kV变电站、6个220kV变电站闪络，电量损失660MWh，但未发生电网和机组解裂。　
与1990年河南电网的大面积污闪相比，本次污闪有以下几个特点：①气象条件比1990年更恶劣，出现了少见的冻雨、浓雾、雾凇、大雪、雪凇天气，1990年仅为浓雾天气，环境污秽程度也比1990年更严重；②污闪范围减小，1990年污闪波及9个供电区，今年只波及7个供电区；③同时发生冰闪和雾闪，1990年污闪均为雾闪，且均为瓷质绝缘子，22条220kV及以上线路共跳闸124次，占当地线路的55，而今年污闪为冰闪和雾闪两种，且67为瓷质绝缘子，32为玻璃绝缘子，共计35条线路155次，占当地线路的28。由于电网结构的加强以及事故处理得当，今年污闪的损失大大减小，1990年污闪共损失电量13GWh，今年污闪仅损失660MWh，且未造成全站（厂）失压和电网解裂。
2本次污闪的主要特征
2.1气象条件特征
　　第一阶段：2001年1月16日～26日，洛阳、三门峡、郑州地区出现持续低温、浓雾静风、冻雨、大雪天气，温度在－6～－1℃之间，湿度在85～98之间，绝缘子表面雾凇、覆冰严重。
　　第二阶段：2001年2月9日～12日，安阳、鹤壁、焦作地区均在22：00至次日12：00持续浓雾，温度在－2～1℃之间，湿度在90～98之间，绝缘子表面雾凇、轻覆冰。
　　第三阶段：2001年2月21日，安阳、鹤壁、焦作地区持续浓雾，温度在1～3℃之间,湿度在95～98之间。2001年2月22日，安阳、鹤壁、洛阳、三门峡、郑州地区持续浓雾至下午，温度1～5℃，湿度95～98之间。


2.2空气质量特征
　　从中国环境保护局查得的郑州市空气污染指数表见图1，可以看出，空气污染指数1月17日～20日出现高峰184，2月1日～3日出现高峰167，2月8日～11日出现高峰131，2月18日～22日出现高峰184。一个半月内空气质量指数出现5次高峰，其中3次因出现浓雾天气而发生了大面积跳闸。线路跳闸统计与空气污秽峰值之间有较强的吻合性，见图2。

2.3线路闪络的时间特征
　　2001年1月16日～26日，闪络多在7：00～13：00之间，为溶冰时间(见图3)。

　2001年2月9日～12日，闪络多在1：00～5：00之间，为湿度最大时间(见图4)。

2001年2月21日～22日，闪络多在2：00～8：00之间、5：00～11：00和16：00～21：00之间，为湿度最大时间(见图5)。

2.4闪络点绝缘子特征
　　污闪线路中瓷质绝缘子闪络104次，占67；玻璃绝缘子50次，占32；合成绝缘子因覆冰闪络1次，占1。污闪线路中500kV牡郑I、II回为28片玻璃绝缘子，爬电比距为2.52cm/kV（按额定电压计算）；220kV线路瓷质绝缘子中80为13片，爬电比距为2．0～2．36cm/kV，20为14片，爬电比距为2．54cm/kV。
2.5闪络点地貌特征
　　本次跳闸全部发生在野外，多为丘陵、小山坡、水源附近或地下水丰富区域，城市内无一例跳闸。
2.6闪络点杆塔特征
　　闪络全部发生在直线杆塔悬垂绝缘子，塔越高闪络概率越大，500kV线路（塔高达70m）闪络概率大于220kV线路，220kV线路大于110kV线路，10kV线路闪络较少。
2.7闪络线路盐密值特征
　　长达三个月的干旱导致绝缘子快速积污。这次发生闪络的线路均在2000年11月、12月做过停电清扫，但今年初闪络后复测等值盐密均恢复到甚至超过当地污区盐密控制值。
3污闪原因分析
3.1气象条件异常
　　2000年冬，河南境内气象条件出现异常，7年来首次出现冷冬现象，大部分地区多次间隔降雪，气温较长时间维持在－2℃左右。去冬今春，北方的冷气流与南方的暖湿气流多次在河南境内形成锋面，空气湿度非常大，且一反往年冬季多风的气象，在锋面形成时出现静风现象。上述因素为平流辐射雾、雾凇、雪凇、雨凇的形成创造了条件。同时，大气中出现逆温层且持续不散，逆温层象一个盖子阻碍着水汽的上升和大气中悬浮颗粒的扩散，加剧了绝缘子的积污以及雾的形成和发展，严重时能见度不足5m。这种情况在河南历史上并不多见，非常容易产生大雾和在线路绝缘子上产生覆冰、雾凇等，可以说，冬季易发生污闪的恶劣气象：大雪、雾凇、冻雨、覆冰、大雾在本次污闪中都出现了。因此，气象条件异常是造成这次污闪的主要原因。
3.2空气质量严重恶化
　　河南省矿产资源丰富，煤田分布在京广线以西，主要集中在豫北和豫西低山、丘陵地区。郑州、洛阳、三门峡、新乡、焦作、安阳、濮阳便成了重要的轻、重工业和石油、电力、化工等工业基地，这为乡镇企业的发展提供了广阔的天地，但也造成了严重的环境污染和生态平衡的破坏。从中国环境保护局查得的郑州市环境污染指数可以看出，2000年10月1日到12月31日，日平均污染指数为90．07，最大值为116；而2001年1月1日到3月7日的日平均指数为107．25，最大值为195，并且多次出现150以上的高峰。根据2000年河南省环境状况公报，空气质量较差的是洛阳、济源、安阳和郑州，空气中总悬浮颗粒物浓度年均值普遍较高，这些地区恰恰是三次大面积污闪的重灾区。因此，空气质量的严重恶化，致使外绝缘积污过快也是导致污闪的主要原因。
3.3外绝缘配置不适应空气质量状况
　　污闪后对现场绝缘子进行的抽查检验结果表明，等值盐密多为0．3～0．48mg／cm²，即Ⅲ级及以上水平，达到或超过了当地盐密控制值，虽经2000年底的全面清扫，仍不能阻止过快的积污。今年年初豫北、豫西地区多次出现浓雾、覆冰天气，对外绝缘配置提出了较高的要求，但事实上，由于设计、规程、选型等方面的问题，河南电网设备外绝缘配置水平并不高，如：500kV牡郑Ⅰ、Ⅱ回线路的爬距比为2．52，500kV牡丹变的爬距比为2．5（Ⅲ类污区下限），220kV线路瓷绝缘子爬距比为2．0～2．36之间，少数线路调到最高配置（14片全防污瓶）也仅为2．54（Ⅲ类污区），而国家标准要求Ⅲ类污区的爬距比为2．5～3．2，并视当地盐密值高低来确定爬距比。电气设备的外绝缘配置抵御不了当时严重的污秽情况，发生污闪是必然的结果。
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