1.1 主要气象参数对输电线路的影响。首先,风对输电线路的影响。风作用于架空线上形成风压,产生水平方向上的荷载。风荷载使架空线的应力增大,杆塔产生附加弯矩,会引起断线、倒杆事故。微风会引起架空线的振动,使其疲劳破坏断线。其次,覆冰对输电线路的影响。覆冰增加了架空线的垂直荷载,使架空线的张力增大,同时也增大了架空线的迎风面积,使其所受水平风载荷增加,加大了断线倒塔的可能;最后,气温对输电线路的影响。气温的变化引起架空线的热胀冷缩。气温降低,架空线线长缩短,张力增大,有可能导致断线。
1.2 最大风速的设计。输电线路最大风速的设计,应按最大风速统计值选取,山区输电线路的最大设计风速如无可靠资料应比附近平原地区的统计值提高 10%;大跨越的最大设计风速如无可靠资料,宜将附近平地相同电压等级输电线路重现期下的风速设计值,换算成历年大风季节平均最低水位以上 10m 处的风速并增加 10%,然后再考虑水面影响增加 10% 后选用。由收集来的非设计高度的 4 次定时 2min 平均年最大风速得到最大设计风速,一般应经过风速的次时换算,风速的高度换算和风速的重现期计算三个步骤。
1.3 气象组合的设计
(1)线路正常运行情况下的气象组合
①最大风速:最大设计风速,无冰,相应的月平均气温。
②最低气温:最低气温,无风,无冰。
③覆冰有风(最厚覆冰):最厚覆冰,相应风速,气温 -5° C
④覆冰无风(最大垂直荷载):最后覆冰,无风,气温 -5° C
⑤最高气温:最高气温,无冰,无风。
(2)线路断线事故情况下的气象组合
①一般地区:无风,无冰,最低气温时期的最低平均气温。
②校验邻档断线:无冰,无风,气温 +15° C。
(3)校验安装和检修情况下的气象组合
①安装气象:风速 10m/s, 无冰,最低气温时期的平均气温。
②带电作业:风速 10m/s,无冰,气温 +15° C。
2. 输电线路在线监测设计
①气象监测。由于输电线路都是暴露于自然之中,正常使用状态下会受到不同环境因素的影响,使得线路的运行状态受到影响,不利于电力系统的长期运行。
②视频监测。这是最近几年电力系统施工采用的先进技术,能够满足 110 ~ 220kV 输电线正常监控的需要。在市场经济不断发展的同时,我们需要重视对电力行业线路设计的调整,避免在线路使用时受到其他因素的干扰。设计人员应积极编制有效的监控、监测手段,以合理调整输电线路的设计模式与结构。
③覆冰监测。覆冰是输电线路在冬季常见的问题,对整个线路安全运行有着较大的影响。设计输电线路的在线监测中,应该对覆冰区域加以关注,对线路上的覆冰情况进行 24h 监测。设计师可创建一个实用的数字模型,包括导线自重、风压系数、绝缘子倾斜角等,可及时预告线路的覆冰情况。
④杆塔监测。因受到建筑施工的影响,杆塔在建造过程中常会受到多方面因素的限制而造成倾斜问题。对杆塔创建监测系统,主要是针对塔身的垂直度监控,这样在杆塔发生异常状况后可及时调整。
⑤防盗监测。近年来,很多不法分子开始盗取输电线路以谋求经济利益,这不利于我国电力行业的发展。防盗监测主要借助于对应的报警系统,以此来做好输电线路的安全防范。
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3. 输电线路硬件结构设计
①软件结构。软件是电力系统的另外一个组成部分,软件注重系统内部结构的控制,其对于系统的运行同样有着较大的影响。软件结构的设计应该根据硬件装置进行,如操作系统、控制系统等,这些都应该根据现有的硬件结构装置设计才能达到理想的功能。
②传感结构。在输电线路中安装传感器,这样能够加快数据信息的收集处理。传感器能够及时收集感触各方面信息,做好不同的数据信息传输工作。在设计传感器位置时要结合线路的运行状况进行,将传感器安装到具体的位置后再实施调控模拟,保证线路传感能及时收
③电源结构。自动化电力系统必须要充足的电源才能实现运行,对电源部分严格维护是很有必要的。电力系统负责人应根据线路的实际需要,安排设计人员实施电源装置的检查,保证各项装置连接的有效性,防止电源接触不良等。
④采集结构。电力系统中的采集器是极为关键的装置,影响着电力系统的数据信息收集状况。设计这一装置时需要做好多方面的电力系统试验,对各装置结构的状态进行仔细检查,如采集器指示灯状态等。
⑤防雷结构。由于承受着外界自然环境的影响,电力系统在运行过程中会面临雷电问题,特别是 110 ~ 220kV 输电线路。这就要求设计人员加强防雷接地的设置,在设计自动化运行模式时充分考虑到计算机设备的全面保护,控制好雷雨天气电路的电压、电流大小,防止强电流、电压带来的线路损坏问题,创造良好的输电线路运行环境。
4. 输电线路防雷设计要点
防雷设计一直作为输电线路设计的关键环节,在具体设计过程中,需要针对线路的实际情况,对线路雷电活动频率和强度进行充分考虑,从而采取切实可行的防雷措施,有效的提高输电线路防雷的水平。
4.1 合理选择输电线路路径。雷击多发区与地形、地质及气候状况等具有密切的关系,这就需要在进行输电线路设计时需要有效的避开雷击高发区,以下几种类型的地段在设计时要尽量避开。对于地下水位较高及含有导电性矿藏的地区、土质电阻率低及土质电阻率易发生骤变的地区、不同类型地貌的地区及山坡断层带和交接地带等、顺风的河谷地区及山区的风口、周围都是山丘的湿润盆地、植被覆盖及土质较好的山丘顶部和向阳面区域等,对于这些地区在进行输电线路路径设计时尽量避开。
4.2 搭设避雷线。在当前输电线路防雷措施中,避雷线使用频率较高,其不仅具有较高的防雷效率,而且具有分流、耦合及屏蔽等作用。利用避雷线能够有效的减少铁塔的雷电流,降低塔顶的电位,从而有效的减轻雷击所带来的破坏性影响。利用耦合导线能够有效的降低输电线路中绝缘子电压,而屏蔽作用能够做某有效的对雷击发生后产生感应过电压起到一定的削弱作用。对于避雷线的选择,需要根据输电线路的电压等级来选择适宜的避雷线,以此来有效的提高线路的避雷效果。同时每个铁塔区的避雷线都需要进行接地,而且两个避雷线之间还需要设置一个间隙,以此来提高避雷线的保护能力。
4.3 安装线路避雷器。避雷器作为在避雷线上设置的防雷设备,能够有效的防止绝缘导线上出现过电压。在雷击发生时,一旦过电压较大时,则避雷器会利用低阻搞通路来将雷电流泄入地面,使输电线路电压保持在安全的范围内。在安设避雷器时,可选择如下类型的铁塔:环境恶劣的山区线路中的铁塔、跨越大的铁塔、水电站和升压站等出口线路处接地电阻较大的铁塔、出现过闪络的铁塔等。
结论:输电线路设计人员必须全面考虑多方面因素控制好线路结构的安排。设计者要从线路的安全性能、在线监测、硬件结构、防雷装置等方面深入分析。此外,设计阶段还需要注重先进技术的引进,通过技术改造的方式来保证设计效果。
参考文献:
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[2] 方彩霞 . 电力工程高压输电线路设计要点分析 [J]. 电子世界 ,2018(03):41+43.
[3] 瞿俊 . 电力工程高压输电线路设计要点分析 [J]. 居舍 ,2018(04):75.
论文作者:张强
论文发表刊物:《红地产》2017年9月
论文发表时间:2018/9/3
标签:线路论文; 风速论文; 避雷线论文; 无风论文; 防雷论文; 气温论文; 结构论文; 《红地产》2017年9月论文;