线路覆冰分析及保护对策

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线路覆冰分析及保护对策

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-18 1192 0


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

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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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