摘要:我国作为世界上架空输电线路舞动事故发生最为频繁的国家,架空输电线路的舞动问题已经引起供电企业和科研部门的高度重视,无论是在理论研究工作还是在实际工程中的防舞工作方面都是硕果累累,但是由于舞动问题的复杂性,目前的研究成果还不能够完全解决导线的舞动问题,其研究工作仍需继续深入。
关键词:架空输电线路;舞动原因;防治措施
1引言
近年来全国许多地方曾发生高压输电线路舞动现象,经济损失严重,严重威胁输电线路的安全稳定运行。因此开展输电线路舞动机理研究,寻找切实有效的线路舞动治理方法,对防止或减少供电事故的发生、提高供电的安全可靠性具有重要的社会效益和经济效益。
2架空输电线路的舞动原因
2.1冰风特质对输电线的影响
对输电线路来说,风和覆冰雪是造成输电线舞动最主要的外界激励源。它们的形态及产生不仅与气象因素密切相关联,并且彼此之间又相互产生影响,进而影响空气的动力形态。当温度过低时,空气里面的小水滴会形成雨水,由于重力作用下降时,落到输电线路上就会结冰,黏在输电线的表面,进而形成一层层覆冰,当冰的厚度达到一定程度就会对输电线路形成包裹。外界自然因素的不确定性和复杂性,可以应用已有的经验数据资料对输电线路的舞动进行分析研究。
2.2输电线路自身因素
除外界因素外,输电线路自身因素,包括线路塔型、线路导线截面积、档距等,也是导致舞动故障产生的主要因素。就线路塔型而言,紧凑型输电线路发生舞动的可能性远远高于其他类型的输电线路。追其原因,紧凑型输电线路导向之间的间距相对较少,通常在6.7m-7m之间。因此,易受外界因素影响,在发生舞动后,出现相间短路故障。与此同时,110kV输电线路中,相同档距条件下,截面积较大的导线,其扭转刚度相对较大,因此当导线覆冰时,更容易产生凸出冰翼,从而引发舞动停电跳闸故障的产生。此外,其他条件不变,输电线路的档距越大,发生舞动故障的可能性越大,且舞动故障对导线、杆塔等所带来的影响越大。追其原因,大档距,容易增强导线舞动幅度,当幅度超过一定数值时,导线将产生损坏,引发停电故障的产生。
3架空输电线路=舞动的防治措施
3.1合理选择线路的走向和路径
(1)确定线路路径之前,要进行充分的勘测和调查工作,掌握线路经过地区的地形、气象条件,要尽可能地避免线路横穿风口等微地形、微气象区域。(2)线路经过平原开阔地区时,要尽量减小线路走向与该地区冬季主导风向之间的夹角,一般来说,不应该超过45度。(3)线路经过山区时,线路的走向应沿着覆冰背风坡。(4)在部分舞动较强的区段内,应该在满足各类要求的前提下,适当地降低杆塔高度,缩小档距。(5)当线路需要跨越江河、主干高速公路、铁路等重要跨越物时,应采用设计成耐张段,靠近被跨越物的杆塔采用直线塔,两头使用耐张塔。
3.2输电线路舞动的外界条件的控制
第一,影响输电线路舞动的条件为线路的覆冰情况。当线路表面的覆冰厚度达到5-30mm时,最容易产生舞动问题。而覆冰形成的条件,除了0℃左右的温度、90%左右的空气湿度以外,对风力还有一定的要求,如果风力条件大于1m/s就会加快覆冰的形成速率。因此,对覆冰条件进行有效的控制,可以降低出现舞动的概率,从而提高线路的安全性水平。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第二,形成输电线路舞动的条件中,风是最为关键的环境条件,不仅在风力上对输电线路产生影响,同时也在风向与线路表面覆冰的角度上,与线路的舞动有较为紧密的联系。在产生舞动时,必须保证有稳定的层流风激励,当风向与输电线夹角≥45°时,最容易产生舞动,并在趋近于90°时,舞动概率达到最高值,同样,如果夹角趋近于0°,那么发生舞动的概率也会逐渐降低。研究显示,当风力条件为7-10m/s的横向风,且风攻角在60°-80°之间时,是最容易发生舞动问题的条件。另外,输电线上覆冰的角度,也会影响风的作用能力,从而对舞动的效果造成影响。因此,在敷设线路的工作中,必须目的明确的规避山谷、开阔地等风力条件较大的地区,以此降低产生舞动的条件。由此,可以在线路敷设工作中,加强设计管理,尤其在对线路复审的角度上,进行必要的控制,使其受到风力条件的影响得到限制,以此达到强化线路安全性水平的作用。
3.3抗输电线舞动的措施
抗舞动的措施是在无抑舞动措施的情况下通过增加线路的机械强度来抵抗电线舞动带来的危害,使线路在发生舞动时不被损坏并且能够保持安全运行,一般可以通过以下几个方面进行:(1)提高杆塔的机械强度。紧固铁塔螺栓,防止倒塔断线事故,加装防松螺栓;同时要考虑由于加装防舞动的设施,使得输电线的自重增加5%时对铁塔垂直载荷的影响和输电线弧垂增大时对塔高造成的影响,增强铁塔的强度。(2)提高绝缘子串的安全系数。当线路发生舞动时将会产生巨大的动态载荷,绝缘子串就会首当其冲,根据各地发生舞动事故的分析,绝缘子串(包括金具)舞动所造成的损坏是最为普遍的现象。因此,为了提高输电线抗舞性能,应该特别加强绝缘子串。新建的线路可以根据工程的实际情况在易舞动地区把绝缘子串的安全系数适当地增加。为了降低由于应张力的变化而造成的振动幅值的变化,可以加重绝缘子串的质量,也可以选用呈V型的绝缘子串,进而可提高抗舞性能。(3)金具、绝缘子串。第一,在强舞动区和中舞动区,绝缘子串的联间距可适当加大,110(66)-220kV线路不小于450mm,330-750kV线路不小于500mm,特高压线路不小于600mm。第二,在3级舞动区和2级舞动区,耐张绝缘子串应采用水平方式布置,双联及以上串形。第三,在舞动区,耐张塔跳线金具应考虑加强设计。应采用加强型的耐张线夹引流板;分裂导线的跳线线夹可以采用导线悬垂线夹。第四,在3级舞动区和2级舞动区,适当提高联接金具的设计安全系数,安全系数可取2.8-3.5。第五,在3级舞动区,悬垂线夹应加装预绞丝护线条,防振锤宜应用防滑型防振锤。
3.4做好输电线路运行维护工作
相关单位在线路巡视与故障管理上,要注意观察周边环境、地质条件、气象变化扥情况,结合设备运行状态做好线路的日常检查工作,开展动态巡视管理,落实其中的责任主体,及时发现输电线路运行中存在的舞动问题。在出现故障后,能第一时间找出故障发生区,及时进行故障处理。与此同时,加强正常供电设备的巡视工作,确保电力能源传输的质量,提高整体的服务水平。与此同时,针对舞动故障可以加强舞动装置的防护,在输电线路巡视过程中通过无人机、望远镜等设备了解舞动故障的具体情况,对防舞动装置进行相应的检查,确保整个架空输电线路的安全运行。
4结束语
总之,架空输电线路舞动故障产生的范围及影响较大,找出产生问题的原因,并采取有效的防治措施是当前电力企业需要重视的一个问题。虽然,我们对架空输电线路舞动故障的防治措施有很多种,但还是需要结合实际情况合理选择。对常见的舞动故障,在处理的过程中总结经验,为后续工作的有序进行奠定良好的基础保障。
参考文献
[1]刘亚坤,李林锐,李世龙,杨晓辉,傅正财.架空输电线路的舞动幅值分析与试验研究[J].上海交通大学学报,2016,5006:825-830.
[2]刘洋,柳贡强,张德文,李童,朱学成.黑龙江省电网架空输电线路舞动分布研究[J].黑龙江电力,2013,3504:338-340.
[3]安康.架空输电线路覆冰舞动机理及防治方法研究[D].沈阳工业大学,2018.
论文作者:弓君亥
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/21
标签:线路论文; 输电线论文; 绝缘子论文; 导线论文; 条件论文; 故障论文; 发生论文; 《电力设备》2019年第10期论文;