输电线路覆冰舞动原因分析和治理措施
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输电线路覆冰舞动原因分析及预防措施摘要:我国幅员广阔,很大一部分地处寒带,覆冰积雪非常常见,这本是一种美丽的自然景观。
但覆冰发生在输电线路上,则会带来很大隐患,甚至造成灾害。
输电线路发生覆冰容易引起导线舞动、杆塔倒塌、断线等问题,影响群众正常用电。
本文就结合实际情况对输电线路覆冰舞动原因分析及预防措施进行分析和探讨。
关键词:输电线路;覆冰舞动;原因;措施1故障概述2015年02月21日18时19分,国网蒙东电力科尔沁500kV变电站500kV科沙#2线开关跳闸,故障相别AB相,故障测距:距科尔沁变1.5公里,重合闸未动作。
故障测距为:距科尔沁变电站1.5km(4号塔附近),距沙岭变电站90.849km(5号杆塔附近)。
20时09分,强送成功,恢复送电。
2015年02月21日18时51分,国网蒙东电力科尔沁500kV变电站500kV科沙#1线开关跳闸,故障相别AB相,故障测距:距科尔沁变2.2公里,重合闸未动作。
故障测距为:距科尔沁变电站2.2km(5号杆塔附近),距沙岭变电站90.473km(6号塔附近),20时11分强送,20时13分再次跳闸,线路转检修状态,22日14时14分,恢复送电。
2015年2月21日19时17分,国网蒙东电力科尔沁500kV变电站500kV阿科1号线开关跳闸,故障相别BC相重合闸未动作。
故障测距距科尔沁变1.2公里(0573号杆塔附近),距阿拉坦变245.4公里(0574号杆塔附近),20时47分,强送成功,恢复送电。
2故障原因分析2.1故障原因排查1)经巡视走访得知,故障发生时障碍区段附近未发现道路、构筑物修筑等施工作业行为,故障点下方无高大树木。
因此,排除通道环境及外力破坏引起线路故障。
2)故障发生时,当地天气为雨夹雪,且在现场未发现燃烧痕迹。
因此,排除大火引起线路故障。
3)故障发生时,无雷电活动,因此,排除雷电引起线路故障。
综合考虑故障区段的地理特征、气候特征、故障期间的现场微气象、放电点痕迹等情况,排除线路发生其他故障可能性,判断为因导线覆冰发生线路舞动造成相间短路故障。
第1篇一、引言随着全球气候变化和极端天气事件的增多,我国电网输电线路覆冰问题日益严重。
覆冰舞动不仅影响输电线路的安全稳定运行,还会导致电力供应中断,给国民经济和人民生活带来严重影响。
因此,研究线路覆冰舞动解决方案,提高输电线路的抗冰性能,具有重要的现实意义。
本文将针对线路覆冰舞动问题,提出相应的解决方案。
二、线路覆冰舞动的原因分析1.自然环境因素(1)气候因素:我国地处北纬30°~55°之间,冬季气温较低,容易出现覆冰现象。
近年来,全球气候变暖导致极端天气事件增多,覆冰期提前,覆冰厚度加大,覆冰舞动风险增加。
(2)地形因素:山区、丘陵地带输电线路易受地形影响,覆冰舞动风险较高。
2.输电线路自身因素(1)线路结构:输电线路结构不合理,如线路弧垂过大、线径过小等,容易导致覆冰舞动。
(2)导线材料:导线材料性能不佳,如强度低、抗拉性能差等,容易导致覆冰舞动。
(3)绝缘子:绝缘子抗冰性能差,容易在覆冰条件下发生闪络,引发线路舞动。
3.运行维护因素(1)运维管理:运维管理不到位,如巡检不及时、维护保养不力等,容易导致线路舞动。
(2)防冰措施:防冰措施不当,如融冰设备故障、防冰材料选用不合理等,容易导致覆冰舞动。
三、线路覆冰舞动解决方案1.优化线路结构(1)降低线路弧垂:合理设计线路弧垂,减少覆冰条件下导线的舞动幅度。
(2)增大线径:选用高强度、抗拉性能好的导线材料,提高线路抗舞动能力。
2.改进导线材料(1)选用高性能导线:选用高强度、抗拉性能好的导线材料,提高线路抗舞动能力。
(2)复合导线:研发新型复合导线,提高导线抗冰性能和抗舞动能力。
3.提高绝缘子抗冰性能(1)选用抗冰性能好的绝缘子:选用抗冰性能好的绝缘子,降低覆冰条件下闪络风险。
(2)改进绝缘子结构:优化绝缘子结构,提高其抗冰性能。
4.加强运维管理(1)定期巡检:加强输电线路的定期巡检,及时发现并处理线路舞动隐患。
(2)维护保养:定期对输电线路进行维护保养,确保线路设备正常运行。
输电线路覆冰故障分析及对策输电线路覆冰是一种常见的故障,这种故障影响着电网的安全稳定运行。
本篇文档将分析覆冰故障的原因,并提出解决方案。
覆冰故障的原因覆冰故障是指电力输电线路表面被覆盖一个厚度不等的冰层,对输电线路的安全稳定运行产生了一定的影响。
覆冰故障的主要原因有以下几点:1. 天气条件的影响覆冰故障的主要原因在于恶劣天气条件,例如强降雪、恶劣的降温环境等等。
在这些条件下,输电线路很容易被一个厚厚的冰层所覆盖,从而导致电力设备出现故障。
2. 输电线路结构的问题输电线路的结构问题也是导致覆冰故障的原因之一。
输电线路通常由导线、绝缘子、塔架等多种电子设备所组成,其中任意一个部分的问题都会导致输电线路的发生故障。
3. 维护不当维护不当也是导致覆冰故障的原因。
输电线路的维护需要不断地进行,并且需要确保设备的稳定性和电力设备的年度维护周期是正确的。
一方面由于时间限制,另一方面由于人员技能、制度等问题,维护不当就可能会导致输电线路的出现故障。
覆冰故障对电网的影响覆冰故障的主要影响有以下几点:1. 引发重大事故输电线路被冰层覆盖后,极易引发滑落、倒塌等事故,这些事故不仅会严重影响电力的供应,而且还会对整个社会造成伤害。
2. 推迟电力的供应输电线路被冰层覆盖后,电力供应也会受到一定的影响。
电力公司不得不花费额外的人力、物力等资源来解决故障问题,从而可能会导致供电推迟。
3. 资源浪费为了解决覆冰故障问题,电力公司不得不进行维修和更新设备,这样可能会导致大量资源的浪费。
解决方案为了解决输电线路覆冰故障问题,电力公司可以采取以下措施:1. 要求设备的结构更加合理电力设备的结构也是出现覆冰故障的重要原因之一。
因此,电力公司需要要求供应设备的合理结构,保证设备的稳定性,降低故障率。
2. 保证设备的维修和更新为了避免由于维护问题而导致覆冰故障,电力公司应该明确电力设备的年度维护周期和维护任务,避免维护不到位。
3. 提高人员技能水平电力设备师傅对设备维护水平的高低也非常关键。
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。
输电线路覆冰故障分析及对策论文导读:输电线路是电网的大动脉,是连接各个变电站、各重要用户的纽带,担负着将强电流长距离输送的任务。
输电线路一般分布在平原及高山峻岭及荒山野外,它跨越江河,直接受到风、雨、雪、雾、冰、雷等自然环境的影响,同时还受到洪水、滑坡等自然灾害的侵害、人为的损坏和动物危害等许多难以预见的破坏,经常引起线路单相接地短路故障,造成大面积停电,直接影响着工农业生产和人们的正常生活。
由于近年来随着拉马德雷现象的影响,全球气候变冷,加剧了覆冰的形成。
关键词:输电线路,覆冰,故障1引言随着我国工农业生产的迅速发展和社会用电需求的不断增强,各地相继建成并投产的电网日益增多。
输电线路是电网的大动脉,是连接各个变电站、各重要用户的纽带,担负着将强电流长距离输送的任务。
输电线路的安全运行,直接影响到了电网的稳定和向用户的可靠供电。
输电线路一般分布在平原及高山峻岭及荒山野外,它跨越江河,直接受到风、雨、雪、雾、冰、雷等自然环境的影响,同时还受到洪水、滑坡等自然灾害的侵害、人为的损坏和动物危害等许多难以预见的破坏,经常引起线路单相接地短路故障,造成大面积停电,直接影响着工农业生产和人们的正常生活。
随着电网的不断发展延伸,输电线路通过复杂地形及恶劣气候地区的不断增多,由此引发的线路事故也不断增多。
因此,分析引起输电线路故障的原因,采取防治措施,是提高输电线路安全运行的关键。
由于近年来随着拉马德雷现象的影响,全球气候变冷,加剧了覆冰的形成。
去年华中地区出现的冻雨、雨雪天气,其覆冰厚度达到了70-80mm,严重超出了设计标准。
造成了大面积、长时间的跳闸停电事故。
因此覆冰是严重威胁我国输电线路安全运行的主要因素之一,分析覆冰的成因及影响因素,进而有效的预防和降低事故的危害性摆在了电力工作者的面前。
2覆冰引发输电线路故障因素分析2.1覆冰事故类型根据我国输电线路各类冰害事故分析,覆冰线路的事故可归纳为以下四类[1-6]:2.1. 1线路覆冰的过荷载事故过负载事故为导线覆冰超过设计抗冰厚度,即覆冰后质量、风压面积增加而导致的机械和电气方面的事故。
输电线路覆冰舞动及解决措施分析摘要:本文阐述了设置相间间隔棒和带可旋转线夹的分裂导线间隔棒能有效防御导线覆冰舞动灾害。
关键词:输电线路;覆冰舞动;截面受力;2008年1月发生在我国南方地区的冰冻灾害,使南方电网遭受了有史以来最为严重的破坏。
据统计,湖南电网14条500kV、44 条220kV 和121条110 kV线路停运;江西电网17条500kV、57条220kV和168条110kV线路停运;浙江电网23条500 kV、21条220 kV和14条110kV线路停运。
雪灾造成国家电网直接经济损失104.5亿元,灾后电网恢复重建和改造需要投入资金390亿元。
导线覆冰舞动是输电线路覆冰灾害之一。
导线覆冰后,形成非圆形界面,在风的激励下产生低频、大幅振动,并极易与铁塔形成塔-线藕联体系,放大舞动效应。
长时间的舞动导致杆塔、绝缘子、导线及金具受到异常不平衡冲击而疲劳损伤,以及造成导线相间和相对地闪络,严重威胁电网的安全运行。
有必要就导线覆冰舞动的原因进行分析并探索经济、有效的措施防御导线覆冰舞动,减少高压架空线路的覆冰损害。
1.导线覆冰舞动的原因导线覆冰形成的原因是过冷却的冻雨在自重与风的作用下滴落到温度为0 ℃以下的导线上时,冻结成冰凌,附着在导线表面,并不断积累,形成覆冰。
由于冻雨自重与风的相互作用,覆冰首先在迎风向导线斜上表面形成并发展,如图1 中“1”位置所示,随着覆冰的积累,当导线的抗扭刚度不足以抵抗覆冰偏心对导线截面形心引起的弯矩时,导线发生扭转,使导线表面的覆冰趋向均匀,如图1(a)所示;如导线的抗扭刚度较大时,如大截面导线和分裂导线,不均匀覆冰的自重不足以使导线扭转,或使导线发生扭转的角度较小时,导线表面覆冰不均匀的现象较为突出,简化为如图1(b)所示模型。
下面以LGJ400 导线(D=27.63mm)为例分析不均匀覆冰导线舞动的启动条件。
假设均匀覆冰时厚度为10mm,将导线不均匀覆冰的截面形状简化为半椭圆状,椭圆的短直径b与导线截面半径相等,覆冰迎风面积简化为过m点的切面,切面与水平面的夹角为45°,切面的宽度与覆冰截面的长半径a相等,如图1(b)所示。
输电线路覆冰原因分析及对策研究摘要:近年来,由于输电线路上覆冰引起的线路断线频繁发生,对电力系统的安全运行以及经济损失造成了巨大的影响。
本文主要从输电线路发生覆冰的原因以及影响覆冰的不同因素等角度出发,提出了些许防止冰害事故的技术措施。
关键词:输电线路;覆冰;原因;防治引言在许多地区因雨凇、雾凇覆冰而使输电线路的荷重增加,严重覆冰会导致输电线路机械和电气性能急剧下降,从而导致覆冰事故的发生。
输电线路覆冰是一种严重的自然灾害,可引发输电线路导线舞动、绝缘子串闪络等事故,严重危害电力系统的安全运行。
美国、日本、英国、德国等多国都曾因输电线路覆冰而引发安全事故,造成了巨大的经济损失。
我国是高压输电线路覆冰较严重的国家之一。
高压输电线路具有档距较大、铁塔较高等特点,线路覆冰对其影响比较严重,同时,输电线路的电压等级较高,载流量较大,线路破坏造成的经济损失巨大。
为此,本文研究了输电线路的覆冰特性及防治措施。
1输电线路覆冰的种类与性质按照覆冰形成的物理过程和气象条件,可将输电线路覆冰分为三类:第一类是由降水产生的覆冰雪,即降水覆冰,包括由冻雨而形成的雨凇和覆雪;第二类是处在过冷却状态下的液体云粒或水滴碰到地面物体上,经过冻结后而产生的覆冰,此类覆冰称为云中覆冰;第三类是大气中的水蒸汽直接冻结或经过凝华而在地面物体上形成的一种霜,是经过凝华而产生的,称为凝华覆冰,也称这种覆冰为晶状雾凇。
在三类覆冰中,云中覆冰发生的概率最大,引起的输电线路事故也最多。
根据水滴半径、空气中液态水含量、空气温度、风速四个参量,输电线路绝缘子覆冰分为干增长和湿增长过程,这主要取决于冰面的温度。
在干增长过程中,冰面和环境温度低于0℃,而在湿增长过程中,冰面及环境温度等于0℃。
研究表明对于不同类型的覆冰,雾凇和干雪是干增长过程,雨凇和湿雪则是湿增长过程,而混合凇湿是介于干、湿增长之间的一种覆冰过程。
2覆冰地区的分布华中的湖北、湖南、河南、江西等省及三峡地区,西南的云南、贵州、四川,华北的河北、山西、内蒙及京津唐地区,西北的青海,东北的辽宁等省(区)都发生过输电线路覆冰事故。
输电线路覆冰舞动原因分析和治理措施摘要:由于我国地貌特征复杂多样,输电网建设需要穿越高原、山地、盆地等气候恶劣的区域。
输电线路覆冰舞动是当风吹到因电线积冰而变为非圆截面的导线时,会诱发电线产生一种低频率、大幅度的自激振。
长时间的覆冰舞动会导致杆塔、绝缘子、导线及金具受到异常不平衡冲击而疲劳损伤,以及造成导线相间和相对地闪络,严重威胁电网的安全运行。
关键词:输电线路;覆冰舞动原因分析;治理措施1资料与方法1.1数据介绍湖北省电力试验研究院、电力勘测设计院提供2010年2月10—11日湖北省境内输电线路覆冰舞动故障的资料清单,有:舞动起止时间,杆段中心杆塔经纬度,舞动时风速,风向和导线覆冰厚度。
本文使用的气温和降水数据是湖北省内17个地面观测站点常规气象数据。
1.2数值模式及个例采用WRF3.4.1模式对本次事故中天气过程进行模拟,模拟时间为2010年2月9日14:00(北京时,下同)至12日02:00,以6h一次的1°×1°的NCEP再分析资料作为初始边界条件,采用2层嵌套,第2层嵌套包括整个湖北省,模拟区域如图1。
两重网格水平格距分别为9km、3km,格点数分别为166×102、265×181,垂直方向分为52层,地形静态数据采用MODIS数据。
算例中物理方案采用RRTM长波辐射方案,Dudhia短波辐射方案,近地面层Monin-Obukhov方案,Noah陆面过程方案,YSU边界层参数化方案,最外重使用Kain-Fritsch积云对流方案,微物理方案采用Thompson方案,该方案最初的设计是为了提高飞机积冰预报的准确率,因此其对云中混合相态过程进行了更多地描述。
2线路覆冰舞动的机理2.1垂直舞动机理垂直舞动模型忽略导线扭转运动,只考虑导线由风激励产生的升力L和阻力D,其值可表示为:式中,P为单位长度导线的投影面积(不计覆冰厚度);V为风速;ρ为空气密度;CL为升力系数,可正可负;CD为阻力系数,总为正值。
输电线路覆冰舞动原因与预防措施分析摘要:在输电线路施工过程中,覆冰舞动会带来损坏杆塔,线路跳闸等危害。
很多输电线路的舞动都与导线表面覆冰有关,往往是覆冰不均匀导致的,降雪或冻雨会在输电线路上造成覆冰,覆冰导线在风力作用下就会舞动,会给输电线路的安全运行带来很大隐患,甚至造成经济损失。
笔者分析了输电线路覆冰舞动的常见因素及危害,提出了治理对策,希望能给相关工作人员一些启发。
关键词:输电线路;覆冰舞动;措施引言高负荷电能输送载体是电力系统安全运行的重要生命线工程。
输电线路具备跨度大、韧性高等优势,对风激励、导线覆冰等外界荷载的反馈灵敏,便于产生振动过度破坏和极限情况下的不稳态断裂损害。
对中国影响结果研究:关于荷载作用因素和结构动力反应特点的特殊性,有着理论认知中的缺失和不够,而设计理论的限制性和不足,会让目前的输电线路防灾管理办法不完善,需要继续扩大根本性研究。
东北地区的气象特性,风、冰等环境荷载构成了荷载的复杂性,导致输电线路环境荷载响应非常复杂。
1研究背景1.1输电线路覆冰舞动原因分析通常认为,引起输电线路舞动的主要因素为导线覆冰、风激励、线路参数3个因素。
(1)导线覆冰。
由于北半球冬季中东西走向的山脉导线的迎风斜坡比背风坡上结积冰程度更严重,因此东西向山脉导线结冰通常也比南北向山脉导线的结积冰度更严重些;导线的悬挂点高度一般越高,结冰现象越要严重,因为此时空气环境中含有的饱和液态水含量要随着悬挂高度的进一步增加而急剧增加的;此外,大截面导体则更容易发生偏心结冰问题;分水岭附近和风口处地区的交通线路覆冰往往比境内其他特殊地形的更严重,河湖水体变化对线路覆冰率也有其显著地影响。
由于导体的冰覆盖不均匀,容易出现扇形、D形、新月形等不规则形状。
一旦风被激发,就会发生导线舞动。
(2)风激励。
早春和冬季,冷空气流和暖空气流的同时存在会引发风向的加速流动,这是一种风向的激励。
对于高压输电线路来说,对于开阔的地段,能够看出电路的设计可以控制风向与输电线路方向之间的夹角,在夹角较大的时候,就可以充分发挥风激励的作用,并且对线路的舞动有着一定的影响。
输电导线覆冰舞动机理及防治措施
输电导线覆冰舞动机理及防治措施
一、输电导线覆冰舞动机理
输电导线覆冰舞动是指在寒冷的天气条件下,输电导线上的冰块或雪块会因气流的作用而被不断地刮擦,产生舞动效果,将随着气流的移动而舞动起来。
当冰块覆盖的面积越大,舞动的幅度也会更大,有时甚至会刮断输电线路,造成电网安全隐患。
输电导线覆冰舞动的主要机理是由于冰块被大风吹动,在导线表面会产生摩擦力,使得冰块不断地滑动,这就会产生输电导线覆冰舞动的现象。
此外,天气情况不同,气流强度也不尽相同,所以输电导线覆冰舞动的幅度也会有所不同。
二、输电导线覆冰舞动的防治措施
1.采取技术措施
(1)对输电线路的支撑结构进行加固,使其更加牢固,减少输电导线覆冰舞动的可能性。
(2)安装自动化监控系统,及时发现输电线路存在的异常情况,及时采取措施,防止输电线路受到损坏。
(3)配备定时自动清洗装置,使输电线路上的冰块得到及时清除,避免因覆冰而造成的危害。
2.采取操作措施
(1)建立完善的巡检制度,定期对输电线路进行检查,及时发现存在的问题,及时采取措施。
(2)及时观测气象信息,根据天气情况采取措施,如果气温低,风力较大,应及时采取措施,如采取增强支撑结构等措施,以防止输电导线受到损坏。
(3)及时采取除冰措施,及时清除输电线路上的冰块,以防止因冰块覆盖而造成的危害。
总之,输电导线覆冰舞动是一种不可预测的现象,其危害威力极大,如果不采取相应的措施,可能会造成严重的后果,因此,应该及时采取技术措施和操作措施,来有效地预防和控制输电导线覆冰舞动,以保障输电线路的安全运行。
输电线路覆冰舞动原因分析和治理措施
发表时间:2017-08-08T13:13:58.593Z 来源:《电力设备》2017年第11期作者:吕福杰
[导读] 摘要:从近十年发展来看,导线舞动的现象在输电线路当中十分常见,同时出现的频率也在不断增加,如果舞动的范围相对比较大,就会造成线路出现频繁跳闸的问题,严重的时候甚至会出现断线倒塔安全事故,造成大范围停电,对于电网稳定以及安全的运行造成不利的影响。
(国网锦州供电公司辽宁锦州 121000)
摘要:从近十年发展来看,导线舞动的现象在输电线路当中十分常见,同时出现的频率也在不断增加,如果舞动的范围相对比较大,就会造成线路出现频繁跳闸的问题,严重的时候甚至会出现断线倒塔安全事故,造成大范围停电,对于电网稳定以及安全的运行造成不利的影响。
某220kV线路发生覆冰舞动现象,引发输电线路出现相间短路故障,文章综合分析了此次事故的诱因及机理,并据此提出了针对性的防治措施,以防止舞动灾害的再次发生,保障输电线路的安全稳定运行。
关键词:输电线路;覆冰舞动;原因;措施
1导言
输电线路覆冰舞动是当风吹到因电线积冰而变为非圆截面的导线时,会诱发电线产生一种低频率、大幅度的自激振。
长时间的覆冰舞动会导致杆塔、绝缘子、导线及金具受到异常不平衡冲击而疲劳损伤,以及造成导线相间和相对地闪络,严重威胁电网的安全运行。
为此,对于输电线路舞动进行分析,同时对其防治措施进行探讨是十分必要的。
2现场事故情况
2016-11-20T21:18,某线路发生故障,AB相间短路跳闸,重合闸成功。
2016-11-20T21:28,BC相间短路跳闸,重合闸不成功。
2016-11-21T10:00,经现场巡视,线路仍在舞动,不具备送电条件,此时尚未发生塔材受损、横担脱落事故。
线路附近多条500kV,220kV及110kV线路亦同时发生舞动。
2016-11-21T15:00,经现场巡视,发现47号耐张塔外角侧中相导线横担部分断裂;小号侧中相横担主材断裂落地,跳线串及小号侧耐张串落地;46号直线塔右侧中相横担扭转变形,横担未落地,悬垂串倾斜。
3输电线路舞动的特点
3.1输电线路损失相对严重
通过现场观察输电线路舞动的情况,螺栓的脱落以及松动问题很容易造成电气故障的发生,绝缘子以及金属器具比较容易受到损坏,同时较常见的还有输电线路导线断股以及断线的问题。
通过查阅相关资料发现,在输电线路舞动现象出现的时候,往往会造成输电线路多次跳闸,同时也会存在众多的机械事故。
在跳闸现象出现后,相间事故以及单相事故都比较普遍,可以说对于输电线路造成相当严重的影响。
3.2导线舞动范围较大,频率高
同其他现象相比较,输电线路舞动具有普遍性,一般都是出现在寒冷的季节,特别是冰霜雨雪以及大风寒冷的一些极端天气中,并且它出现的概率也是比较大的。
对于不同电压等级的输电线路,这一现象的出现还具有全局性,严重时很可能对于周边地区的输电线路都产生不可避免的影响,这样就会存在较大范围的故障。
3.3同塔多回线路抵御外界环境的能力较弱
同塔多回线路同以往的线路相比较,在同一地理以及气候条件下,它出现舞动现象的概率更大。
这也就是说,一旦同塔多回线路出现了这种类型的问题,机械故障、导线断股以及线路跳闸等现象出现的可能性将会更大。
4导线覆冰舞动原因分析
4.1气象条件
覆冰舞动是风和冰联合作用后的结果。
经现场调查发现,此次舞动灾害发生时为雨雪大风天气。
事故线路的导线表面有新月形覆冰,覆冰改变了导线的几何形状,在导线的一侧形成翼面。
当大风来袭时,导线上部的压力随气流速度的增大而减小,与导线下部产生压差,使得导线同时承受上扬力和水平力的作用。
上扬力与导线的自身重力作用引发导线产生垂直振荡,又因导线偏心覆冰,进而扭转振荡;一旦振荡频率与导线固有频率吻合,舞动随即产生。
4.2线路结构与参数
气象条件可视为导线舞动的外因,而线路自身的结构和参数则是导线舞动的内因。
在同样的外界工况下,输电线路的档距、导线分裂数和导线直径对导线舞动发生的概率及幅值有直接影响。
对于单根导线,随着档距的增大,导线舞动幅值先增加后减小;而对于分裂导线,随着档距的增大,舞动幅值随之增大。
导线分裂数越多、直径越大,导线扭转刚度则越大,导线上出现不规则覆冰的概率越大,从而更容易引发导线舞动。
该220kV输电线路为2分裂导线,导线型号为JL/LB20A-630/45铝包钢芯铝绞线。
5输电线路覆冰舞动的治理措施
5.1加强线路抵御舞动故障的能力
在舞动故障形成的时候,输电线路在同它垂直的横截面内呈现出椭圆形的运转方向,当它的舞动幅度加大以后,相近两根导线由于都在运动就可能出现靠近的情况,这个时候就极有可能导致跳闸或者是线路损坏的问题。
为了能够将这种事故出现的可能性降低,应用的防舞动措施能够有效的控制舞动幅度。
除此之外,利用导线水平排列的布置形式,能够将导线之间碰撞闪络的可能性降低。
同时还可以将横担以及杆塔的强度增加,对于金具的防振能力进行改进,通过这些措施都能够将金具出现损伤或者是松动的可能性降低,对舞动事故进行有效的抑制。
5.2提高线路设计强度
导线舞动会对导线绝缘子串及其连接金具产生较大的冲击力,极易造成绝缘子及金具的损坏。
提高绝缘子、金具的安全系数,使用双联悬垂串、双线夹、优选预绞式线夹,均可提高绝缘子串的抗舞动性能。
在耐张塔转角内外侧均安装跳线串,可抑制耐张串大幅摆动而牵连跳线的摆动,有利于减小跳线对耐张线夹的往复作用力,从而提高耐张线夹抗疲劳性能,减小跳线发生风偏放电的几率。
根据耐张塔横担发生损坏的情况,横担加双帽可以在舞动情况下有效防止因螺栓松动导致的杆塔破坏现象(事故塔除挂线节点外其他部位的螺栓未加双
帽)。
5.3避开覆冰区域,调整线路走向
通常情况下,当风速大于10m/s,温度为-5~0℃,这个时候出现输电线路舞动的现象机会增加。
就风向角度而言,当处于寒冷冰冻季节的时候,线路轴线同风向之间存在大于45°夹角的时候就会很容易出现舞动。
这也就是说,线路上所受到的风力程度同夹角之间具有一定的关系,随着夹角的降低,出现舞动故障的概率就会降低。
为此,在设计输电线路的时候,应该尽可能的将风向以及冰冻这些相对不利的因素避开。
在条件允许的范围内,尽可能地避开舞动易发区,将线路走向与冬季风之间的夹角降低。
5.4提高铁塔可靠性
目前应对线路舞动的方式主要有主动防治和被动承受2种。
针对被动承受方式,应该整体考虑线路设计的安全系数。
目前线路设计相关部分的安全系数最薄弱的环节往往是铁塔;如果铁塔受损,金具、绝缘子及导线或地线也往往会落地,必然导致绝缘子和导地线受到不同程度的损坏。
另外,因铁塔加工周期较长,铁塔受损将会制约抢修及恢复通电时间,而金具、导线及绝缘子因有备件不限制抢修时间。
故从加快恢复通电、减少因停电造成的影响角度出发,在进行防舞动设计时,应尽可能提高铁塔的可靠性。
5.5加强防舞动装置的运行维护
日常工作中需加强防舞动装置的运行维护,在输电线路月度巡视过程中,使用望远镜、无人机等设备检查防舞动是否存在松脱现象或者其他影响正常运行的现象。
充分利用输电线路停电检修的机会,对导线防舞动装置进行打开检查,查看安装处是否有导线损伤的现象,检查确定无问题后,应重新将防舞动装置紧固到位。
结束语
综上所述,发生舞动故障对于输电线路以及整个电网都会带来不利的影响,同时它所造成的危害范围也相对较大。
为此,对于其存在的原因以及防治措施进行研究具有极其重要的意义。
目前只针对一次灾害事故进行了分析,下一步研究需要开展更广泛事故发生时观测数据累积,并进行多次模拟,对输电线覆冰舞动的高精度、准确预报和发生的物理机制研究进行更深入的探讨。
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