架空输电线路导线舞动原因及防范对策

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年48卷6期   作者:王庭华
[导读] 随着社会经济的发展和科学技术的进步,我国的电力行业得到了快速的发展。
        摘要:随着社会经济的发展和科学技术的进步,我国的电力行业得到了快速的发展。电能源作为现阶段的主要能源物质,不仅对国家、城市的经济发展有着非常重要的作用和意义,而且对人们的正常生活以及社会秩序的稳定都有着非常重要的作用。输电线路作为整个电力系统中最为重要的组成部分,由于长期暴露在空气中,因此在日常运行过程中非常容易受到外界各种因素的影响,并在这些因素的影响下可能会出现各种各样的问题。而导线的舞动故障,是现阶段架空输电线路运行中比较常见的一种故障形式。因此,主要对架空输电线路导线舞动的相关原因进行分析,并结合具体情况制定相应的防范对策。
        关键词:架空输电线路;舞动原因;对策
引言
        架空输电线路是电力能源传输的基础设施,与电力能源的供应有着密切的联系。人们生活、工作离不开电力能源的保障,架空输电线路安全稳定运行对社会发展带来巨大的损失,有着重要作用。导线舞动问题会导致金具损坏、跳闸,甚至发生倒塔,造成极其严重的经济影响。
1、输电线路冰害故障的主要机理
        雨凇:雨凇是气温在0℃左右时,附着在输电线路上面的透明冰层,在单位体积的质量相对最大,所以其附着在铁塔和导地线、绝缘子、金具上面,对于架空输电线路的危害也最大。在冻雨天气情况下,我国中南部地区发生雨凇的情况较多,在北方地区温度过于寒冷,出现的概率反而较小。雾凇:雾凇有两种类型:①质量和密度较大的类型,属于雾冻结成为的粒状雾凇;②质量和密度较小的类型,类似于普通降雪,不容易附着在铁塔、绝缘子和导地线上,并且容易掉落,属于晶状雾凇。雾凇的质量和密度排在第三位,对于架空输电线路的危害也位于第三位。混合凇:混合淞是雨凇和雾凇的混合体,在单位体积下,其质量和密度排在第二位,对于架空输电线路的危害也位于第二位。湿雪:湿雪就是普通降雪,没有结冰结冻,其质量和密度相对最小,对于架空输电线路的危害也最小。以上四种形式是线路覆冰的主要形式,其中雨凇对于线路的危害最大。绝缘子覆冰故障。降雪、冰冻天气,绝缘子上覆冰之后,其绝缘水平降低,可能导致绝缘子闪络故障发生。此前,如果绝缘子受到了一定程度的污染,闪络电压将会进一步降低。同时绝缘子上的覆冰对于绝缘子伞裙的连续性附着,将会造成导线与铁塔的短接,造成跳闸故障。覆冰舞动故障。输电线路的导地线附着积雪、覆冰的情况下,在微风特别是北风的作用下,发生跳舞的现象,就是导地线的舞动现象。当线路路径的走向与主导风向角度大的情况下,在不均匀脱冰的影响下,舞动现象会进一步加剧,处于特别地形的线路更容易受到舞动的负面影响。当导线与导线,或者导线与地线发生鞭击的情况下,舞动跳闸故障发生,多回路线路和多分裂导线线路受到舞动事故的概率相对更大[1].
2、输电线路舞动所造成的危害
        如果输电线路是在外界环境因素的影响下出现舞动,其持续的时间较长,影响范围较大,则会进一步导致输电线路其他类型故障的产生,严重时会导致整个电力输电系统的瘫痪,带来的经济损失则是巨大的。舞动故障导致的电网系统停运,通常是因为舞动故障导致电网内部的机构受到了巨大的损伤,如果工作人员没有及时采取措施进行维护,则会导致电网结构内部出现永久、不可逆的损伤,进而会出现大面积、长时间的停电现象。
        由于导线舞动幅度大,容易造成线路断线、断股、相间闪络与跳闸、金具损坏、铁塔螺栓松动脱落,甚至会造成铁塔倒塌。近年来我国冬季输电线路导线覆冰舞动发生的条件、导线舞动的表现形式及所引发的故障呈现出了一些新的发展趋势。包括范围扩大、频率增高,各电压等级的输配电线路,于通信线路的舞动现象、遍及全国多数省份、舞动持续时间增长、强度增大,这都是由于我国电路事业在近几年高速发展,但相应措施没有得到落实造成的[2]。


3、输电线路舞动的防治对策
        3.1、从设计层面防冰害
        路线、角度设计。对于覆冰、舞动的高发区,根据已有的覆冰、舞动高发区分布图,可以有意识地避开,选择其他线路走廊,以减少冰害的威胁。线路走线角度的设计,鉴于本地冬季以北风为主,应该与北风的角度尽量小,可以减少覆冰的危害。塔型、材料设计。采用加强型塔型设计,可以有效增强杆塔的防冰害水平,避免冰害故障发生。对于导地线的材料选材方面,可以运用国内外的新型防覆冰导地线型号,对于减少冰雪的附着能够起到良好的效果,但是工程造价将会上升。绝缘子的选材,也同样可以选取憎水憎冰型号的绝缘子,具有特殊涂层的导地线、绝缘子也可以减少冰雪的附着。孤立档设计。对于覆冰灾害高发区,在无法避开线路走廊的情况下,采用孤立档的设计方式,或者采用减少直线塔数量的设计方式,可以有效提高杆塔抗冰水平,同时使得故障抢修时间缩短[3]。
        3.2、消除导线防舞动防治工作中存在的问题
        当前已有的防舞装置众多,例如扰流器、线夹回转式间隔棒、双摆防舞器、相间间隔棒、偏心重锤、防舞鞭、阻尼防舞器、失谐摆等。不同的装置都有着各自的特点和要求,且就防舞效果而言,各类装置目前也只能一定程度上抑制舞动,不能彻底防治导线舞动现象的产生。现今,避抗舞理论研究重视度不够、基础薄弱,实践经验欠缺,技术手段有限、防舞效果不够理想,操作性也较差。除此之外,相关企业部门对防治工作缺乏规范、标准的指导,主动性差且防舞技术的采用有一定的盲目性。这些都是在后期开展防舞动工作中,需要尤其重视的地方[4]。
        3.3、安装防舞动装置
        在进行舞动故障处理时,要能够结合舞动现象的具体状况,选择性的使用双摆防舞器以及间隔棒来起到一定的防舞动效用。但是从实际发展来看,安装这些防舞动装置并不能起到良好的防舞动效果,因此电力部门还需要加大对新型防舞装置的研究力度,要尽可能提高防舞装置的技术强度,要保证这些防舞装置在实际使用时,能够产生良好的防舞效果。近年来,电力企业和相关部门研究出了具有粘黏性的阻尼装置。经过实测发现,该装置有着非常好的防舞动效果,因此得到了大规模的推广使用,在一定程度上降低了舞动故障的发生概率[5]。
        3.4、除冰融冰的措施
        机械除冰。机械除冰法的可操作性较差,安全系数低,人力体力消耗大,人员技术素质要求高,并且容易受到现场地形地貌的限制,在实际运维工作中,会谨慎考虑使用此类方法。热力除冰。直流融冰法是近年来开始推广的融冰法,荆门供电公司采用的融冰方法就属于直流融冰法,此套设备需要借助10kV电源,同时需将融冰线路停电,断开所有无关的高低线线路,避免损坏其他无关设备。
结束语
        本文从理论和实践解决输电线路导线舞动机理出发,针对我国输电线路网的建设现状进行分析,提出有效的防治措施,给出了输电线路防舞动措施的建议。架空输电线路舞动故障产生的范围及影响极大,为了提高计算精度,可以考虑更为全面的数学模型,结合实际情况合理选择,解决问题。
参考文献:
[1]卢明,赵书杰,刘振声,杨晓辉,李哲,宋礼斌.基于灰色投影优化随机森林算法的输电线路舞动预警方法[J].电测与仪表,2020,57(09):45-51+57.
[2]李清,李梦丽,杨晓辉,黄珏.湍流下八分裂输电线路舞动分析[J].建筑结构,2019,49(22):108-112+122.
[3]李清,李梦丽,杨晓辉,黄珏,晏致涛,赵爽.原型输电线路综合试验基地八分裂导线舞动模拟及防舞分析[J].建筑结构,2019,49(22):113-116+129.
[4]王荣辉.10kV线路因同塔架设不规范导致四回同跳的典型事件分析[J].机电信息,2019(33):11-12.
[5]刘新伟.平煤矿区电网输电线路舞动的分析和治理[J].内蒙古科技与经济,2019(21):88-89+93.
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