架空电力线路覆冰断线及“短路融冰”的处理要点思考
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对线路覆冰的分析及保护措施分析【摘要】从线路故障的原因统计中我们可以看到,覆冰是导致杆塔倾斜、断线或者闪络问题的主要原因,这就要求在建设线路过程中充分考虑到当地冰雪状况,对输电走廊的微气候、微地形要进行仔细的研究,尽量避开重冰区,如果无法避免则必须要采取防冰措施,保护线路的良好运行。
【关键词】线路覆冰;危害;保护对策前言与南方相比,北方的线路覆冰问题更加突出,严重威胁电力系统的安全运转,必须要引起高度的重视。
因此,有必要掌握线路覆冰的特征及规律,采取针对性的对策,降低冰灾事故发生的频率。
1、输电线路产生冰害事故的直接原因综合分析,导致冰害事故的直接原因较多,其随机性导致覆冰的尺寸、密度和形式都会发生一定变化,我们可以将其分为以下几类:1.1 垂直荷载使冰的重量增加,支持结构和金具荷载的垂直荷载增加如果输电线路发生覆冰,架空地线弧垂多会超过导线弧垂,发生短路故障。
另外,由于覆冰,导线与地线的拉力也会增加,会对转角塔及基础的角变荷载产生一定的影响。
1.2 迎风面覆冰厚度增加,线路的水平荷载也会随之增加如果覆冰之后遭遇大风天气,线路可能会发生倒杆等严重的事故。
1.3 不均匀荷载导致线路荷载静态纵向不平衡受到塔高、档距等因素的影响,去除覆冰的区域存在严重不平衡,导致导线固定点承受较大的冲击。
1.4 白雪凝聚使直径增加,截面均衡没变。
白雪覆层并没有改变导线的阻尼,随着风力消耗,导向直径增加,振动幅度要大于裸线,此外,较低的频率可能会降至防震器有效运行范围以下。
2、覆冰事故的分类2.1 线路覆冰过载引发的事故第一,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。
第二,有悬垂线夹船体在u型螺丝附近断裂的事故,也存在拉线楔型线夹断裂导致的倒杆。
第三,弧垂增加,导线对地间距减小而产生闪络;或者地线弧垂增加,受到风舞动等因素的影响而产生烧伤或者断线事故。
电力系统中线路覆冰分析与融冰技术电力系统中的线路覆冰是一种常见的问题,尤其是在寒冷的冬季,线路上可能会产生大量的覆冰,对电力系统的可靠性、安全性以及经济性都将产生影响。
因此对于线路覆冰进行分析和采取融冰技术,是电力系统运行中必不可少的措施。
线路覆冰对电力系统的影响线路覆冰是指冰霜、冰雪等物质覆盖在输电线路上,其对电力系统的影响主要表现在以下几个方面:1. 减小导线截面积:线路上的覆冰会使导线的截面积减小,电线的有效截面积减小,会影响线路的输电能力。
2. 减小导线间距:线路上的覆冰也会减小导线间的距离,导致相邻导线短路或打火现象的发生。
3. 增加导线负载:线路上的覆冰会增加导线的重量,从而增加导线的负载,导致导线拉伸、弯曲等现象的发生。
4. 影响电力系统的可靠性:线路覆冰会使得电力系统的可靠性下降,导致断电、短路等故障的发生,影响电力系统的正常运行。
线路覆冰分析线路覆冰分析主要是对线路的冰覆盖情况进行判断和评估,以确定是否需要采取融冰措施。
线路覆冰分析一般从以下几个方面进行:1. 冰覆盖程度分析:分析覆冰的厚度和密度,以判断覆冰的影响程度。
2. 导线间距分析:分析覆冰对导线间距的影响程度,以评估导线间距是否过小,是否存在相邻导线短路或打火等现象。
3. 导线负荷分析:分析覆冰对导线负荷的影响程度,以评估导线是否存在过载现象。
4. 冰重心分析:冰重心对于冰覆盖导线的影响很大,冰重心如果在导线下方,则导线受力较大,如果在导线两侧,则会导致导线弯曲。
5. 覆冰形状分析:覆冰的形状对于冰覆盖的影响也很大,如覆盖面积大的冰盘会影响导线间距,导致相邻导线短路或打火等现象。
融冰技术为了全面解决线路覆冰的问题,电力系统对于线路覆冰采取了多种融冰技术,其中常用的融冰技术主要有以下几种:1. 电热防冰:通过电加热的方式,使导线散热能力降低,从而抵抗冰凝结在导线上的可能性。
2. 空气悬挂式融冰:通过吊挂式喷雾嘴向空中喷射加热风,使覆冰处受到热波照射,从而使覆冰瞬间融化。
浅谈架空输电线路防覆冰的应对措施摘要:架空输电线路长期置于室外,在严冬和初季节,空气中的温度、湿度、冷暖空气对流、环流以及风等因素达到一定气象条件时,云中或雾中的水滴在0℃或更低时与输电线路导线表面碰撞并冻结时,覆冰现象就产生了。
覆冰、舞动引起的输电线路倒杆(塔)、断线及跳闸事故,严重威胁到电网的安全稳定运行及供电可靠性。
覆冰是造成输电线路倒塔断线的重要原因,本文针对覆冰对线路的危害有过负荷、覆冰舞动和脱冰跳跃、绝缘子冰闪,会造成杆塔变形、倒塔、导线断股、金具和绝缘子损坏、绝缘子闪络等事故的具体措施进行分析。
关键词:原因危害绝缘子一、覆冰形成原因和过程导线覆冰首先是由气象条件决定的,是受温度、湿度、冷暖空气对流、环流以及风等因素决定的综合物理现象。
云中或雾中的水滴在0℃或更低时与输电线路导线表面碰撞并冻结时,覆冰现象就产生了。
贵州省地处云贵高原,海拔在1500m以上,境内沟壑纵横,地势高低不平,空气潮湿,受西伯利亚寒流和太平洋暖湿气流的共同影响,2008年初贵州大面积的遭受了覆冰危害。
导线表面发生覆冰现象必须满足以下几个条件:大气中必须有足够的过冷却水滴,过冷却水滴与导线接触,过冷却水滴立即冻结在导线表面。
覆冰按形成条件及性质可分为五种类型,分别为:雨凇覆冰,混合凇,软雾凇,白霜、雪。
1.导线覆冰季节导线覆冰一般发生在严冬或初春季节,当气温下降至-5~0℃,风速为3~15m/s 时,如遇大雾或毛毛雨,首先将在导线上形成雨凇,这时如果气温再升高,雨凇则开始融化,如天气继续转晴,则覆冰过程就停止;如果天气骤然变冷,出现雨雪天气,冻雨和雪则在粘结强度较高的雨凇面上迅速增长,形成较厚的冰层;如温度继续下降至-15~-8℃,原有冰层外则积覆雾凇。
在这样一个过程中,天气多次出现晴冷变化,将形成雾凇和雨凇交替重叠的混合冻结物,即混合凇。
三、影响覆冰的因素当具备了形成覆冰的条件后,风对导线覆冰起着重要的作用。
它可将大量的过冷的水滴不断地吹向线路,与导线碰撞而被截获并逐步增大形成覆冰现象。
浅谈输变电线路的覆冰及其消除措施摘要:输变电线路覆冰可以导致输电线路的跳闸、断线、倒杆事故,对电力系统的安全稳定运行造成了严重的危害。
本文主要对输电线路覆冰产生的原因、事故行了分析,并有针对性地提出了相关防止消除的措施。
关键词:输变电线路覆冰消除措施随着近年来雪灾等自然灾害的影响,由覆冰、舞动引起的输电线路倒杆(塔)、断线及跳闸事故,严重威胁到电网的安全稳定运行及供电可靠性。
在输变电线路的运维过程中,如何解决好这一问题,一直是广大工作人员关注的重点问题之一。
一、架空线路覆冰的原因架空线路的覆冰是在初冬和初春时节(气温在-5 ℃左右),或者是在降雪或雨雪交加的天气里,在架空线路的导线、避雷线、绝缘子串等处均会有冰、霜和湿雪混合形成的冰层。
这是一层结实而又紧密的透明或半透明的冰层,形成覆冰层的原因,是由于在自然界物体上附着水滴,当气温下降时,这些水滴便凝结成冰,而且越结越厚。
有时,也会在导线表面上结上一层白霜,呈冰渣性质,其质量比坚实的覆冰轻得多,但其厚度却大得多。
一般当空气中有大量水分且有微风时,最易形成霜。
在湿雪降落时,湿雪一方面粘在导线上,同时又会浸透正在结冰的水,使冰层越来越厚,最厚可达10cm 以上。
当风向与线路平行时,覆冰的断面呈椭圆形;当风向与线路垂直时,覆冰的断面呈扇形,即在导线的一个侧面;当无风时,覆冰则是均匀的一层。
此外,覆冰还与线路走向有关,在冷、热空气的交汇处经过的线路,覆冰就更严重。
覆冰在导线或绝缘子上停留的时间也是不同的,这主要决定于气温的高低和风力的大小,短则几小时,长则达几天。
二、因覆冰而发生的事故导线和避雷线上的覆冰有时是很厚的,严重时会超过设计线路时所规定荷载。
如果导线、避雷线发生覆冰时还伴着强风,其荷载更要增加,这可能引起导线或避雷线断线,使金具和绝缘子串破坏,甚至使杆塔损坏。
尤其是扇形覆冰,它能使导线发生扭转,所以对金具和绝缘子串威协最大。
常见的线路覆冰事故有以下几种:杆塔因覆冰而损坏。
探讨架空高压输电线路的覆冰问题【摘要】架空高压输电线路出现覆冰的问题,将会严重影响对线路的正常运行,同时也会对电力系统的供电问题造成一定危害。
在很多情况下还会造成导线不稳定,线路倒杆以及绝缘子闪络等事故,对人们安全也会造成一些影响。
在当今这个电力需求如此之大的环境下,必须要做好架空高压输电线路的各种预防工作,尤其对天气非常恶劣的城市和山区,要尤为重视。
本文主要就是探讨了架空高压输电线路的覆冰问题,造成的原因、影响以及如何做好防范措施。
关键字:架空高压输电线路;覆冰。
中图分类号:tm621.5 文献标识码:a文章编号:一、线路覆冰的具体原因造成架空高压输电线路覆冰的情况,主要和天气有关,具体表现在大气的温度,风力的影响以及空气潮湿等方面,笼统来说,既要具备低温条件,又要保有一定的空气湿度和风速,刚具备这些条件或因素之外,风力就会把水滴吹向高压输电线路,只要触碰到导线,就会引起大面积的覆冰问题。
因此覆冰往往是在导线的迎风面最先形成,如果迎风面的覆冰达到一定厚度时,那么在不平衡的情况下,导线就会出现扭转现象,进而产生新的迎风面,那么就会继续覆冰,在如此反复的情况下,就会产生各种近似圆形的覆冰情况。
导线覆冰也有一定的特点,具体表现在空间的分布上。
根据冷空气的入侵通道、海拔、地形、山脉走向等条件,由于气温随着海拔高度的上升而逐渐下降,那么海拔高的地区更容易出现覆冰的现象。
如果是处在风口的位置,尤其前面又是河流或冰川,那么覆冰情况也会很严重。
要知道,只要温度在-8 ~0摄氏度之间,覆冰就容易形成。
如果温度太低,则不会出现覆冰现象,而是会出现下雪情况。
通过这点就可以清楚的知道,我国北方地区的覆冰情况比南方的覆冰情况要轻许多。
二、覆冰的主要几种类型1、湿雪:这种状况主要是指自然降雪粘附在电线上而形成的一种覆冰,一般有两种颜色,灰白色和乳白色。
一般情况下,密度较小的粘附力比较弱,湿雪粘附到导线中,如果气温持续下降,湿雪将会变成像冰一样的固体。
架空输电线路覆冰危害及防冰除冰的措施摘要:架空输电线路覆冰是一种广泛分布的自然现象。
导线结冰问题已成为世界各国的共同关注和有待解决的问题。
冰灾会影响维护的安全,造成大面积的冰闪跳闸和倒塔,造成严重的经济损失,影响交通运输和人民的生活安全。
关键词:架空输电线路;履冰;防冰除冰前言为了适应中国经济的发展,国内传输电压与负荷在不断提高,地区的架空输电线路越来越密集,范围也越来越大,因此跨越的区域和环境比较复杂。
而一旦遇到低温、冰雪等恶劣天气,架空线路就会造成覆冰问题的出现,这对稳定国家电力输送带来了巨大的威胁,一旦出现状况就会对社会经济造成不可弥补的损失。
1架空线路覆冰的成因与对电网的影响1.1架空线路覆冰的成因架空导线覆冰的形成原因是由多种条件决定的,主要有气象条件、地理条件、海拔高度、导线悬挂高度、导线直径、风向和风速、电场强度等。
气象条件对架空线路覆冰的影响主要是由线路经过地的环境温度、空气湿度以及风向风速等因素综合造成的。
架空线路覆冰问题并非偶然事件,在我国很多地方每年冬天都会发生架空线路覆冰问题。
但是不同地区、地形上架空线路覆冰的类型不太相同,具体来说可分为雨凇、雾凇、混合凇、湿雪4种。
1.2覆冰对电网的影响架空线路覆冰对电网的影响主要有过负载、绝缘子冰闪、覆冰的导线舞动、脱冰闪络等。
过载会导致架空线路出现机械和电气方面的故障,即会出现倒塔、金具的损坏和由弧垂增大而导致的闪络烧线等。
当绝缘子上覆冰时,可以看作绝缘子上出现了污秽而改变了绝缘子上的电场分布,特别是冰中往往会含有污秽,这就更易造成冰闪。
在风力的作用下,架空线路上的覆冰是不对称的,这就造成线路极易发生舞动,且舞动幅度较大、持续时间长。
对线路轻则引起相间闪络、线路跳闸,重则引起断线或倒塔。
2防冰与除冰技术2.1常见的防冰技术路径选择:应充分考虑规划路径沿线微气象、微地形因素和运行经验,尽量避开微地形、微气象区域。
实在无法避开的,应根据规程规定的重现期确定设计冰厚与验算冰厚,对重冰区及中重冰区过渡区段进行差异化设计,适当缩小档距,降低杆塔高度,提高线路抗冰能力。
电力系统中配电线路覆冰及其消除措施探讨摘要:近年来,南方地区有出现持续低温雨雪冰冻的天气,导致大范围的配电线路出现严重的覆冰现象,影响了电力系统安全稳定地供电和用户的生产生活,因此,配电线路的覆冰现象必须引起充分的重视。
本文作者首先介绍了覆冰的形成和它的危害,然后对配电线路覆冰及其消除措施进行了细致的阐述,以供参考。
关键词:输配电线路;覆冰;消除措施1配电线路覆冰成因及不良影响1.1覆冰成因配电线路覆冰为自然现象,在一定的自然条件下就会发生。
比如寒冷的冬季和初春,亦或降雪、雨雪,浓雾的天气。
实际情形表明,当配电线路所在地区为持续3~4级风的雨雪天气,温度为-5~5℃时,导线、避雷线等电力设备上都会有冰、雪、霜混合形成且带着水滴的冰水层,如果低温长时间持续,水滴就转化成为冰,水滴陆续附着在冰雪混合物上,冰层不断地增厚,就成为覆冰。
1.2覆冰危害覆冰对电网造成的不良影响随着覆冰程度的加剧而加重。
在覆冰形成初期,危害相对较轻,包括覆冰闪络、导线舞动和脱冰跳跃等。
当低温持续,覆冰加剧,影响就越来越严重,覆冰对杆,塔造成的荷载远远超出了设计值,过度的荷载会使得杆塔倾倒,引起严重后果。
2配电线路融冰技术分析对于覆冰现象,目前已经研究出各种融冰技术。
电流融冰法就是其中发展较为成熟的一种,这种方法主要是利用电能转化成的热能来融化线路上的冰雪层,应用较广泛的有交流短路融冰法、直流电流融冰法等等。
对 35kV 变电站内的设备作简单地连接就能够改造成安全可靠的融冰装置,在消除线路覆冰以后可以马上恢复正常供电,不用添置另外的设备,较为合理地利用了已有的资源。
2.1技术原理该融冰技术是利用交流电压的短路使导线传输电流增大而发热的原理为基础进行设计的,利用35kV主变将10kV电压变为2.86kV,对10kV线路进行交流短路融冰,见图1。
图1 技术原理示意图于110kV变电站或35kV变电站中进行电缆连接改造,就能够获得交流短路融冰的电源。
对线路覆冰的分析及保护措施分析近年来,随着气候变化的加剧,各种极端天气现象也愈加频繁。
其中,冰雪覆盖是导致电力线路堆积的主要原因之一,给电力系统的运行和供电带来严重影响。
为了保障电力设施的可靠供电,必须对线路覆冰进行分析和防护,以应对极端天气条件下的各种应急情况。
一、线路覆冰的分析1.影响因素线路覆冰主要受到以下影响:空气温度、水气分压、风速和线路导线温度等。
其中,水汽分压是影响线路覆冰的主要因素。
当空气温度低于0℃,空气中的水汽降华成冰晶时,如果水汽分压越大,则成冰的速度越快,形成的冰晶也越大。
2.判断和分级标准为了对线路覆冰进行判断和分级,国内外均有相应的标准。
国内主要采用《电力行业天气灾害分级标准》(DL/T959-2005)中的标准。
按照标准,分为四级,从未受到覆冰影响的为一级,覆冰程度最轻的为二级,三级为中度覆冰,四级为重度覆冰。
国外也有相应的标准,例如美国和加拿大的标准都是从0.3英寸、0.5英寸、0.75英寸、1英寸等不同等级进行划分。
3.影响(1)额定负荷下的传输容量降低冰工状态下的输电线路对于电流而言,相当于使线路截面积缩小,因此减小触电体上(或回路中)通过电流容量。
(2)线路间隔偏小覆冰导致线路间隔缩小,各线路之间相互影响,产生短路、击穿等故障,对系统造成了严重影响。
(3)线路存在安全隐患覆冰时,线路可能会折断或倒塌,对周围环境和人员造成安全隐患。
二、线路覆冰的保护措施1.预防措施(1)选用适合于寒冷、湿润地区的线路型号由于不同的导线材质和构造方式对冰雪覆盖的敏感程度不同,因此需要根据实际情况选择适合于当地气候条件的导线型号。
同时,应选用防冰、抗风导线、防震器、防结冰剂等等。
(2)按照规范要求对线路进行人工清理和设备维护在冰雪覆盖严重时,对线路进行集中清理,可以有效地减轻线路上的冰雪覆盖,对加强线路的抗冰性有很大帮助。
同时,应按照要求对线路设备进行检查和维修,保证其正常运行。
架空地线融冰方法与改进对策众所周知,如果天气极端,高寒山区输电线路冰冻较为严重,电网容易造成破坏,其中根据对相似案例的分析可了解到,大多数塔杆倒塌主要是因为架空导地线不均匀覆冰,并且不均匀脱冰所形成的纵向不平衡张力所引发的,且从原理角度分析,在铁塔两侧的架空导地线如果覆冰不均匀,那么其平衡状态会受到影响,形成张力差,铁塔容易发生倾斜以及弯曲,在超过冰荷载的作用下,则会出现地线断线等现象。
1、架空地线融冰的重要性与覆冰的危害1.1 架空地线融冰的重要性严格意义上分析,导线与架空地线是处于同一环境以及温度之下的,但是输电线路因为自身带有负荷电流,可以产生热能,能够起到抵抗冰冻的良好作用,这种情况下,其覆冰厚度远远低于输电导线。
在架空地线覆冰达到一定程度之后,那么则会因为弧垂不足而产生线路放电,并且当前架空地线融冰手段较为落后,底线断裂往往会导致电力通信通道发生中断,严重制约了电力控制系统的有序运行,所以在新时期需要加强重视架空地线融冰问题。
1.2 架空线路覆冰的危害无论从哪一个角度分析,均可以清楚的了解到架空线路覆冰具有重大的危害,并主要体现在两点:第一是如果冰的荷载超过了架空地线的机械强度,那么则会导致架空地线发生断线现象,且折断的地线会悬空的搭在输电线路之上,容易引发短路故障,无法保证输电线路的有效输电。
还有一点则是架空地线断线也会在一定程度上导致输电线路力学体系失去平衡,出现倒塌现象。
第二是在受到冰荷载的影响下,架空地线要比无覆冰时候的弧垂要低,且降低的程度往往主要取决于冰荷载的重力以及架空地线本身的弹性模量,这种情况下容易发生舞动,导致导线与地线之间出现放电现象。
与此同时,在导线融冰之后,因为冰荷载释放,所以弧垂能够恢复正常,但是地线及时融冰,所有导致导线与地线之间出现放电。
2、目前所采的架空地线融冰方式与问题就目前而言,电力企业所采取的架空地线融冰方式是短路融冰,该方式应用时间久远,主要是应用焦耳热能定律选择合适地点将架空地线与地绝缘短接,然后应用导向两相与地线连通,应用回路融冰电源,利用低电压提供较大短路电流加热,促使地线覆冰得以融化。
冰灾造成输电线路断线倒塔对策探讨电网输电线路覆冰问题和线路的地理位置、当地的气候条件以及电网结构有很大关系,因此,对输电线路防冰除冰的探讨必须结合实际情况,构建科学合理的覆冰防治机制,加强输电线路覆冰防范意识,有针对性地建立健全输电线路冰灾应急系统,进一步深化输电线路融冰技术研究,从而确保电网输电线路的安全可靠运行。
一、输电线路覆冰的原因分析在严冬或初冬季节特别容易形成输电线路的覆冰,其形成过程如下:首先若气温下降到了一3℃以下,当风速达到10 m/s以上时如再遇雨夹雪天气,则将在输电线路上形成雨凇。
此时若再遇到气温升高的现象,则雨凇将发生融化的现象,即形成了一层覆冰。
若此时的天气开始转晴,则覆冰就停止生长并可能出现融化的现象。
当天气突然变冷时再在黏结度较高的雨凇表面快速增长,形成第二层的覆冰。
这个过程如此反复,即会在输电线路上形成较厚的冰层。
天气变暖时的短暂融化加强了冰的密度,而气温骤然下降则会使覆冰快速生长。
同时风速和风向也对覆冰的形成起着重要的作用。
根据我国风向的实际情况,东西走向的覆冰比南北走向的覆冰严重的多,因此,当输电线路穿过重灾区时应尽量避免东西走向。
同时输电线路悬挂的高度对覆冰也有重要影响,一般情况下,悬挂的越高其覆冰现象越严重,输电线路越粗其覆冰也越严重。
二、输电线路覆冰的解决对策1、提高输电线路抗冰设计方法在设计阶段采取有效措施是防止输电线路冰害事故的最重要方法。
对重冰区输电线路采取加强抗冰设计的措施,往往比融冰、防冰以及其他后期措施更为合理和有效。
《重冰区架空输电线路设计规定》是根据我国重覆冰线路的特点,在总结以往运行经验的基础上,特别是抗冰线路运行经验的基础上制定的,可供重冰区送电线路设计参考使用。
因此,在对重覆冰地区送电线路进行设计时,应按国家制定的《重冰区架空输电线路设计规定》要求对输电线路进行设计。
2、认真调查气象条件、避开不利的地形总的来说,我国建立的专门为解决输电线路覆冰问题的观测站不多,设计部门在选择新建线路的气象条件时,除了收集气象部门的历史观测资料外,必须对沿线现有输电线路及通信线路的覆冰及运行情况进行深入的调查访问,认真听取当地居民有关历年冰凌频数、性质、分布及危害等方面的情况,邀请气象部门的专业技术人员共同踏勘、核实,综合分析,合理划分冰区和确定设计冰厚。
第1篇一、引言电力覆冰是指由于大气中水汽凝结在输电线路、变压器等电力设备表面,形成一层冰层,导致电力设备负荷增加、绝缘性能下降,甚至发生故障,影响电力系统的正常运行。
电力覆冰现象在我国北方地区较为常见,尤其在冬季,给电力系统的安全稳定运行带来了严重威胁。
本文针对电力覆冰问题,提出一系列解决方案,旨在提高电力系统的抗冰能力,确保电力供应安全。
二、电力覆冰原因分析1. 气候因素:我国北方地区冬季气温较低,湿度较大,有利于水汽凝结成冰。
此外,地形地貌、海拔高度等因素也会影响电力覆冰程度。
2. 电力设备因素:输电线路、变压器等电力设备表面粗糙、不易散热,有利于水汽凝结成冰。
设备老化、设计不合理等因素也会加剧覆冰现象。
3. 电网运行因素:电力负荷高峰期、设备运行不稳定等因素会加剧覆冰现象。
三、电力覆冰解决方案1. 改进电力设备设计(1)优化输电线路设计:采用防冰输电线路,如采用覆冰输电线路、冰凌输电线路等。
这些输电线路具有较好的抗冰性能,能够有效降低覆冰对电力系统的影响。
(2)改进变压器设计:采用防冰变压器,如采用绝缘性能较好的变压器、防冰型变压器等。
这些变压器能够在覆冰环境下保持稳定运行。
2. 提高电力设备绝缘性能(1)加强设备绝缘材料的选择:选用具有较高绝缘性能、耐低温、耐湿度的绝缘材料,提高设备绝缘水平。
(2)提高设备绝缘结构设计:优化设备绝缘结构,提高设备在覆冰环境下的绝缘性能。
3. 优化电网运行方式(1)合理安排电力负荷:在覆冰期间,合理安排电力负荷,降低电力系统负荷,减少覆冰对电力系统的影响。
(2)加强设备运行监控:实时监测设备运行状态,及时发现并处理异常情况,降低覆冰对电力系统的影响。
4. 预防性维护与检修(1)定期检查设备:对输电线路、变压器等电力设备进行定期检查,发现隐患及时处理。
(2)加强设备维护:针对覆冰问题,加强设备维护,提高设备抗冰能力。
5. 应急处理措施(1)及时清理冰凌:在覆冰期间,及时清理输电线路、变压器等设备表面的冰凌,降低覆冰对电力系统的影响。
架空电力线路抗冰(雪)害的设计与对策体会作者:孙伟来源:《中国科技博览》2017年第11期[摘要]在电力线路运行当中,覆冰是非常严重的一项影响因素,将对线路的正常运行以及运行安全产生影响。
在本文中,将就架空电力线路抗冰害的设计与对策体会进行一定的研究。
[关键词]架空电力线路;抗冰害;设计;对策;中图分类号:TM726.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)11-0335-011、引言在电力线路运行中,覆冰情况的存在,不仅将对线路维护工作的开展带来较大的麻烦,严重情况下也将导致绝缘子闪络、断线导杆以及短路问题的发生,并因此对电力输送以及人员安全产生非常大的影响。
为了避免因覆冰问题存在导致事故发生,就需要能够做好对应线路设计,以此保障线路安全。
2、抗冰害设计与对策2.1 前期工作在线路设计前,需要做好目标区域冰雪情况观测等前期工作,对该地区冰雪大小、性质以及覆冰规律进行掌握,以此作为后续设计工作开展的基础。
在前期工作中,其主要内容有:第一,对该地区历年来的冰雪资料进行搜集,并做好对应的分析与整理工作。
从当地气象部门对本地区气象情况记载获得,通过对记载的研究分析掌握冰雪发生时间、强度、地理分布情况以及性质等,之后根据这部分因素做好整理与分析;第二,建立冰情观测站,做好微地形以及微气候区线路覆冰规律的掌握。
对于电力线路来说,其通常具有着较广的分布情况,微地形以及微气候方面具有着较大的影响。
在该种情况下,仅仅依靠历年资料的研究是不够的,还需要在该地区具有代表性地点做好观测站的建立,以此对该地区冰雪形成以及风速、雨量、气温、湿度等关键气象要素进行掌握,在综合各项因素的基础上实现该区域线路覆冰规律的探索;第三,设置冰凌观测哨,以此实现融冰信息的提供。
对于以短路方式融冰的线路,为了对融冰操作相关信息进行提供,则可以在严重覆冰区域做好冰凌观测哨的设置,在做好冰凌监视线架设的同时做好通信调度。
浅析输配电线路冰灾事故原因及预防消除措施2008年一场大范围的持续低温、雨雪冰冻天气袭击我国南方地区,经受了百年不遇的冰冻灾害,对输配电线路造成不可估量的损失,当时倒杆、断线无数。
今年据分析,很可能又出现持续低温、雨雪冰冻天气,为提高输配电线路抵御自然灾害能力,分析输配电线路发生冰灾的特点及原因,预防和消除输配电线路发生倒塔断线、设备损坏、电网解列、大面积停电等冰灾事故,本文对输配电线路的冰灾事故原因及预防消除措施作浅析介绍。
一、输配电线路覆冰事故成因分析。
输配电线路覆冰事故的原因可归纳为:一是由于输配电线路覆冰的规律认识不足,线路设计时,线路路径选择不合理,同时缺乏抗冰害的经验,导致冰害事故的发生;二是输配电线路的设计抗冰厚度低于实际覆冰值,目前本供区输配电线路覆冰厚度设计值为10mm,当遇到严重覆冰时,覆冰事故就会发生。
覆冰导致输配电线路机械性能和电气性能下降时造成覆冰事故的直接原因,主要体现在以下方面:一是严重覆冰引起过荷载。
覆冰会增加所有支持结构和金具的垂直荷载,输配电线路的水平荷载也会随着导线迎风面覆冰厚度增加而增加。
严重覆冰会造成导线、地线断裂,杆塔倒塌,金具损坏。
二是因输配电线路相邻各档间距离、高度不同,使导线在覆冰时引起纵向张力不平衡,产生纵向荷载。
不均匀覆冰或不同期脱冰引起张力差,使导线断裂,绝缘子损坏和破裂,杆塔横担扭转和变形,同时还会发生线间距离减小,导致导线放电烧伤。
三是绝缘子串覆冰闪络。
绝缘子覆冰,绝缘子强度就会下降,泄漏距离就会缩短,从而降低闪络电压,形成闪络事故。
四是覆冰引起导线舞动。
不均匀覆冰及防震锤覆冰使防震锤失去作用,会使导线产生自激震荡和舞动,从而造成金具损坏,导线断股及杆塔倾斜或倒塌现象。
二、影响输配电线路覆冰的因素。
一般来说,覆冰的影响因素主要包括空气温度、风速风向、空气中或云中过冷却水滴直径、空气中液态水含量,这些因素的不同组合确定了导线覆冰的形状、密度及厚度,而输配电线路产生覆冰的气象条件为:气温及设备表面温度达到0℃以下;空气相对湿度在85%以上;风速﹥1m/s。
输电线路的覆冰及其消除对策的思考摘要:在我国的输电线路中,一些地区会频繁出现线路覆冰情况,影响线路的运行稳定性并容易酿成安全事故。
基于对输电线路覆冰成因的分析,结合线路覆冰对供配电系统的危害,本文提出了输电线路的覆冰消除对策,保障了供配电系统的安全稳定运行。
关键词:输电线路;线路覆冰;覆冰消除引言:输电线路覆冰会对供配电系统造成极大危害,所以需要对线路的覆冰进行及时消除,对供配电系统进行保护,并充分保证供配电系统的运行稳定性。
针对线路覆冰情况,现在相关除冰设施和技术已经获得广泛使用,在发现线路覆冰时,对这些覆冰及时消除。
1 输电线路的覆冰产生原因在山区和沿海地区,通常情况下昼夜温度变化幅度较大,并且空气湿度相对较高,空气中的水蒸气会在夜间在输电线路上进行凝结,当输电线路温度低于0℃时,这些凝结的水滴会发生凝固,形成覆冰,尤其在雾凇形成严重的地区,线路的覆冰情况更为严重。
除此之外,当输电线路遭遇强降水时,线路上水滴聚集严重,当温度下降时,也会在线路上形成覆冰。
例如在2008年,南方多部地区气温骤降,大范围降雪覆盖在输电线路上,这些降雪导致线路覆冰,对供电系统造成极大破坏。
由此可见,水蒸气以及降水天气都能够在输电线路上产生覆冰[1]。
2 输电线路的覆冰危害输电线路覆冰对供配电系统的影响主要分为两部分。
其一是导致线路和塔架超出负荷。
当线路发生覆冰时,覆冰会导致线路重量增加,这种现象会导致电线拉力的增加,并且会提高线路铁塔的弯矩,输电线路拉力增加会导致输电线路被拉断,铁塔弯矩升高会导致线路铁塔发生弯折现象,这些基础设施的损坏都会引发断电。
其二是使输电线路发生舞动,由于覆冰能够增加线路的横截面积,在风力的作用下,线路会发生大幅低频摆动现象,这种摆动会对基础设施造成严重影响,并且当覆冰发生脱落时,线路也会产生震动,对线路自身和支撑设施造成影响,影响供电。
3 输电线路的覆冰消除对策3.1被动除冰模式被动除冰模式顾名思义,是一种不对覆冰线路进行人为干预的方法,让覆冰在风力和太阳热力作用下发生脱落的现象,这种除冰模式能够极大降低除冰成本,并且相较于机械除冰模式不会对线路造成人为损伤。
架空输电线路导线覆冰治理策略摘要:输电线路覆冰是常见的一种气象灾害,它会严重影响电路运行的安全性和稳定性。
如若输电线路在运行过程中常会发生覆冰问题,会导致线路杆塔倾斜倒塌、导地线断裂等严重事故,电网的安全运行由此会受到威胁,情况严重时整个区域内会大面积停电,从而造成巨大的经济损失。
本文主要分析了架空输电线路导线覆冰的成因、分类,及其治理策略。
关键字:架空;输电线路;覆冰;策略架空线路的分布涉及较广的范围,在实际运行过程中常常处于露天环境下,因此会承受自然环境和大自然变化的影响,导致架空线路在实际运行过程中出现较多故障问题。
其中,架空输电线路导线覆冰现象是当前电力系统当中最为普遍的问题。
空输电线路的覆冰主要是在初冬或初春时期出现,在线路的导线、避雷线以及绝缘子串等多个部位均能看到冰、霜等混合而成的曲冰层。
这是一种相对结实且紧密的透明冰层,应该及时分析出现这种情况的原因,采取合理的应对举措。
1输电线路导线覆冰的成因、分类1.1输电线路导线覆冰成因输电线路导线覆冰并不是固定的,而是一种随机、无法人为控制的一种现象,直接影响了输电线路的正常运转。
导致输电线路导线覆冰的因素诸多,受到了地形地貌、气候环境等诸多的条件影响。
若温度如何湿度达到了一定的条件,在风力作用的影响和交互之下,那么空气当中的水汽直接被吹到输电线路当中,并且直接造成了输电线路导线覆冰现象。
1.2输电线路导线覆冰类型输电线路导线覆冰的类型一般会结合冻结性质分成不同的几种类型和形式,一般当前常见的输电线路导线覆类型有冻雪型、结冻型、雾凇以及雨凇等类型。
在四种常见的输电线路导线覆冰类型当中,雨凇是最具有危害性的一种覆冰手段,其质地相对坚硬,附着力非常强,在开展导线覆冰处理工作时也相对较为困难。
针对冻雪类型导线覆冰情况来看,其危害也相对较小,其成分一般是以雪片为主,电线附着的紧实度较低,易于处理。
针对雾凇类型导线覆冰情况来说,一般是物理形式的水汽升华并凝结而出现的晶体形式。
浅谈输电线路覆冰及防范措施摘要:输电线路覆冰是影响电网安全稳定运行的重要因素。
输电线路覆冰,会导致杆塔荷载过大,导线弧垂变大,脱冰时导地线发生跳跃等现象。
近几年来,大面积覆冰事故在全国各地时有发生,输电线路覆冰导致跳闸及倒塔的事故越来越严重。
本文主要探讨输电线路覆冰原因及其防范措施。
关键词:输电线路覆冰危害防范输电线路覆冰的微气象条件是指某一个大区域内的局部地段,由于地形、位置、坡向、温度和湿度等出现特殊变化,造成局部区域形成有别于大区域的更为严重的覆冰条件。
这种微气象条件覆冰具有范围小、隐蔽性强等特点,使得输电线路设计、运行维护人员难以采取防冰抗冰措施。
1 输电线路覆冰的成因和分类空气中的“过冷却”水滴和湿雪下落过程中碰到温度低于零度的架空线后,会在架空线表面冻结成冰。
覆冰大致可分为雨凇覆冰、混合凇、软雾凇、白霜、雪五种类型。
雨凇覆冰,超冷却的降水碰到温度不高于0 ℃的物体表面时所形成的玻璃状的透明或无光泽的表面粗糙的冰覆盖层,附着能力很强,密度较大,约(0.5 ~0.9)×103kg /m3。
架空线覆冰常常指雨凇冰。
雨凇覆冰是混合凇覆冰的初级阶段。
由于冻雨持续期一般较短,因此,导线覆冰为纯粹的雨凇覆冰的情况相对较少。
混合凇,气温0 ℃以下,风比较猛时,容易形成混合凇。
在混合凇覆冰条件下,水滴冻结比较弱,积冰有时透明,有时不透明,冰在导线上粘合力很强。
导线长期暴露于湿气中,便形成混合凇。
混合凇是一个复合覆冰过程,密度较高,生长速度快,对导线危害特别严重。
软雾凇,是由于山区低层云中含有的过冷水滴,在极低温度与风速较小情况下形成的。
这种积冰呈白色、不透明、晶状结构、密度小,在导线上附着力相当弱。
最初的结冰是单向的,由于导线机械失衡,逐渐围绕导线均匀分布,在此情况下,这种冰对导线一般不构成威胁。
白霜、雪,白霜是空气中湿气与0 ℃以下的物体接触时,湿气往冷物体表面凝合形成的,白霜在导线上的粘结力十分微弱,即使是轻轻地振动,也可以使白霜脱离所粘结导线的表面,与其他类型覆冰相比,白霜基本不对导线构成严重危害。
架空电力线路覆冰断线及“ 短路融冰”
的处理要点思考
摘要:对于架空电力线路而言,覆冰是造成架空电力设备损坏的重要原因之一。
因此,本篇文章将针对近些年来关于架空电力线路覆冰断线的研究实施分析,并总结短路融冰的处理要点,希望可以为国内架空电力线路的长远发展提供些许参考。
关键词:架空电力线路;覆冰断线;短路融冰;处理要点;思考
众所周知,国内不同区域气温相差甚大,对于国内南方地区来说,冬季气温相对较高,通常不会因为降温结冰对室外电力线路产生破坏,然而,在2008年的时候,国内南方很多区域出现了十年不遇的低温天气,低温造成的雨雪冰冻天气严重破坏了当地电力设施的正常运行【1】。
针对这种现象,电力部门必须提前做好防范措施,因此,针对架空电力线路覆冰断线及“短路融冰”的处理要点实施思考十分必要。
1.
线路覆冰断线的危害
(一)导致大面积停电
2008年,国内中部区域产生了极为罕见的线路覆冰,直接造成多个省份的电力供应出现问题,在这当中,湖南省受到的影响最大,其覆冰总长度直接达到了6000公里,省内大部分的电力员工都参与了线路的抢修活动[1]。
而在贵州省,由于覆冰断线,省内的电网几乎全部瘫痪,多个地方出现了停电情况,由此可以看出,线路覆冰断线将会对输电电网形成不可忽视的影响,最明显的影响就是停电,对群众的生活产生极大的影响【2】。
(二)对杆塔的危害
研究表明,线路出现覆冰的时间越长,造成杆塔倾塌的可能性越高。
出现线路覆冰时,输电线承载的重量在短时间内骤增,间接影响到了杆塔的稳定性,国内南方大多高山,很多时候针对线路覆冰的预防较为不足,在杆塔设计时忽略了称重因素,一旦产生覆冰情况,那么杆塔两侧受到的力是不均衡的,受力的不均衡加上张力瞬间拉大,一旦这个数值达到杆塔所能够承受的极限值,那么杆塔就会失去平衡,出现倾塌。
与此同时,线路覆冰时,若是风速持续加大,那么线路就会不自觉的发生震动,这种震动又会提高杆塔受到的张力,继而产生杆塔倾塌。
(三)线路跳闸
出现覆冰情况,线路表面存在一层较厚的导体,持续累积后就会使得原本稳定的输电线路发生变形,加之风力的影响,不同线路之间的距离越来越少,极易出现导线短路,进一步引发线路跳闸。
与此同时,一般架空电力线路的输电功率较高,覆冰不仅影响了输电线路的绝缘效果,还使得输电线路的性质受到破坏,一旦线路跳闸,那么输电线路就无法继续电能输送的工作,这部分热能的减少又反过来降低了冰面融化的速度。
二、“短路融冰”的处理要点
在处理架空线路“短路融冰”问题时,应该抓住关键点,明确多种技术要领,以此才能达到最佳的防护效果。
如科学控制导线舞动、运用合理的除冰办法等,促使着相应的线路运行得以保障【3】。
(一)导线防舞
覆冰促使输电线路承担的重力骤然变大,加上线路的大幅度舞动,进一步提高了对杆塔产生的拉力,为此,减少线路舞动极为必要。
具体来说,应当提前对输电线路的结构实施动力学的模拟,并根据模拟结构准备不同的舞动计算模式,随后确定有效的防舞措施,譬如可以适当加强杆塔的强度,有效降低耐张长度,可以加大导地线所能承受的张力,还可以通过提高不同导线之间的距离来减少线路舞动,此外,还可以在一些舞动情况较为明显的线路上设置防舞设备。
总之,最大限度的减少导线防舞是减少线路覆冰危害的重要一步。
(二)使用除冰办法
针对架空电力线路覆冰的情况,最必不可少的步骤就是除冰,目前已有的除冰方法可以划分为机械除冰以及热力除冰。
对于机械除冰,顾名思义,其指的是借助有效的除冰设备来对导线进行脱水处理,这种除冰形式相对低廉,然而,值得注意的是,架空电力线路大多设置在一些环境较为恶劣的区域,如若没有提前实施准备工作,那么直接借助机械设备实施除冰极为困难,加上输电线路具备较强的导线功能,这要求除冰人员具有较好的操作能力,一旦出现操作错误很容易产生漏电等情况。
与此同时,机械除冰需要除冰人员不断地攀爬到需要除冰的线路上,这个过程需要耗费较多的时间,也在一定程度上影响了除冰人员的安全。
而热力除冰则是利用焦耳定律,对于输电线路来说,其在输送电能过程中会产生较多的热能,这些热能可以帮助冰面尽快融化,然而,这种方法存在较多的不足,最明显的不足就是一旦长时间覆冰,那么产生的热能很少,甚至不产生热能,这就使得除冰效果无法保证。
因此,热力除冰只能用于短时间的除冰工作[2]。
(三)使用融冰装置
现阶段,国内覆冰处理的方法还包括了融冰装置的使用。
融冰装置的原理就是借助变压器,将原本无法控制的整流装置转变为直流,随后实施通流,利用产生的热能而融冰。
目前最常使用的融冰装置就是直流融冰,这种方式往往需要的负荷较小,不会对杆塔产生影响,并且直流产生的电压是可以调节的,这可以很好的适应不同线路的除冰需求,还不需要额外进行线路串接,整体操作环节不多,能够为融冰提供更为显著的效果。
除了直流融冰装置外,国内还常使用交流融冰装置,然而,这种融冰方式目前应用的范围较狭窄,还需要深入的研发试验。
由于直流融冰的原理是直接对需要除冰的线路加入直流电压,并且在线路末端形成短路的情况,如此一来,线路可以在很短的时间内产生诸多的热能,继而实现融冰效果的提高。
一般来说,借助融冰装置一方面可以维持杆塔的平衡,避免出现杆塔倾塌,另一方面还具有很好的调节作用,能够按照实际线路需求调节电流,避免出现浪费,还可以同时对不同范围以及长度不一的线路完成融冰处理,耗费的融冰时间大大缩短【4】。
目前来说,国内安装融冰装置所需要的要求越来越高。
具体来说,在安装中经常需要专业的技术人员来操作,经历2008年冰灾后,国内南方电网公司开始对不同融冰装置实施了诸多的研究,经过不断地研究和实践,现阶段已经有多套500千伏直流融冰装置,并且不同等级的电压融冰装置已经被宽泛应用。
值得注意的是,融冰装置虽然具备优异的融冰效果,然而对于融冰所需的条件较高,直流融冰装置存在直流输出电流大、已建变电站的接入等多项新的要求。
另外,在实际装置安装期间必须关注下述几点,首先就是应当提前借助测算获得最小的融冰电流,避免浪费,其次就是要确定不同融冰装置的承载容量,保证其能够贡献出最大的融冰电流,并提供合理的输出直流电压,最后应当关注换流器对于实际电网的影响。
三、结语
综上可知,架空电力线路覆冰断线产生的危害较大。
而当前国内输电线路除冰方式相对机械,更多需要人工方式,因此,尽早发现、尽早预防以及尽快处理为最有效的一种处理方式,此外,应当加快除冰技术革新,解除线路覆冰问题。
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