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谈线路覆冰分析及保护对策
2011-10-12 17:42:34   点击:

  摘要:输电线路覆冰可引起导线舞动、杆塔倾斜倒塌、断线及绝缘子闪络等问题,应在新建线路时首先要充分掌握该地区的冰雪情况,并仔细研究输电走廊的微气候、微地形,尽量避开重冰区,无法避免时,应在重冰区采取抗冰设计。

  关键词:线路;覆冰;分析;保护对策我国北方覆冰现象给河北南网电力系统的安全运行带来不小的危害。因此,分析输电线路覆冰特点、规律对防止冰灾事故的发生便显得尤为重要了。通过实例分析,可将覆冰问题分为以下几点进行讨论:

  1、输电线路

  冰害事故产生的直接原因可分为四类当线路实际覆冰超过设计抗冰厚度(即线路覆冰质量增加,覆冰后风压面积增加)而导致的过负载事故;不均匀覆冰或不同期脱冰引起的机械和电气方面的事故;绝缘子串覆冰过多或被冰凌桥接,引起绝缘子串电气性能降低;不均匀覆冰引起的导线舞动事故。综上,覆冰的随机性导致覆冰尺寸、密度和形式随机变化,这使输电线路结构系统的各种荷载会连续发生不规律的变化。对于线路结构负载的变化进行如下分析:

  1.1垂直荷载增加冰的重量将增加所有支持结构和金具的垂直荷载。在覆冰条件下,架空地线弧垂通常会超过导线弧垂,并将引起短路故障;此外,因覆冰而增加的导线和地线拉力,也会成比例地增加受其影响的转角塔及基础的角变荷载。

  1.2水平荷载增加导线迎风面覆冰厚度增加时,输电线路水平荷载也将随之增加。一定条件下,大风在覆冰后来临,遇到这种情况,线路可能遭受到灾难性的沿线路方向串级倒杆塔事故。

  1.3不均匀荷载的产生覆冰区线路档距、塔高不相等时或连续相邻档距装配不一致时,导线覆冰则会造成线路荷载静态纵向不平衡。覆冰的脱落或除掉是极不均衡的,这将使导线固定点承受很大的冲击荷载。

  1.4微风振动导线上凝聚白雪后,使其直径加大,同时仍保持截面的均衡。白雪覆层几乎没有改变导线的阻尼。因风力消耗随导线直径的增大而增加,故振动幅度比裸线时大。此外,较低的频率可能会降至防震器有效运行范围以下。

  2、根据冰害事故类型分析,覆冰事故可归纳为以下四类

  2.1线路覆冰的过载事故

  a.包括导线和架空地线从压接管内抽出;或外层铝股全断,钢芯抽出的事故;也有整根拉断或耐张线夹出口附近导线外层断若干股的事故。

  b.有悬垂线夹船体在U型螺丝附近断裂的事故,也有拉线楔形线夹断裂造成倒杆事故。

  c.有因弧垂增大,导线对地间距减小而造成的闪络的事故;也有因地线弧垂增大,因风舞动造成与导线互碰、烧伤及烧断导地线的事故。

  d.对于杆塔这线路的主干来说,因断导地线使得杆头顺线路方向折断,或因导地线不对称布置,在垂直线路方向将塔头折断的事故更为严重。

  e.覆冰会破坏基础,有下沉、倾斜或爆裂而引起塔身倾斜或倒杆的事故。

  f.此外还有由覆冰过载引起的扭转、跳跃,使绝缘子串翻转、碰撞、炸裂等事故发生。

  2.2不均匀覆冰或不同期脱冰事故

  对于导线和地线来说,相邻档不均匀覆冰或不同期脱冰都会产生张力差,使导线在线夹内滑动,严重时将使导线外层铝股在线夹出口处全断、钢芯抽动,造成线夹另一侧的铝股发生颈缩,拥挤在线夹附近,长达1~20m(悬垂线夹和耐张线夹均有此类情况发生)。不均匀覆冰的张力差是静荷载,而不同期脱冰属动荷载,这是二者的不同之处。其次,因邻档张力不同,直线杆塔承受张力差,使绝缘子串产生较大的偏移,碰撞横担,造成绝缘子损伤或破裂。再次,当张力差达到一定程度后,会使横担转动,导线碰撞拉线,电气间隙减小,使拉线烧断造成倒杆。

  2.3绝缘子串冰凌闪络事故

  覆冰是一种特殊形式的污秽,其放电过程也是由表面泄漏电流引起的。绝缘子覆冰或被冰凌桥接后,绝缘强度降低,泄漏距离缩短。融冰时,绝缘子表面将形成导电水膜,绝缘子局部表面电阻降低,形成闪络。闪络发展过程中持续电弧烧伤绝缘子,引起绝缘子绝缘强度降低。

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