摘要:在一些恶劣天气环境下,输电线路导线舞动的危害日趋严重,导线舞动就是其中一种比较常见的现象。近年来,全国许多地方曾发生高压输电线路舞动现象,严重威胁输电线路的安全稳定运行。因此开展输电线路舞动机理研究,寻找切实有效的线路舞动治理方法,对防止或减少供电事故的发生、提高供电的安全可靠性具有重要的社会效益和经济效益。
关键词:输电线路;导线;舞动;防范措施
引 言
输电线路的舞动现象给电网的正常运转带来的很大的困扰,输电线路的舞动现象主要带来的是输电线路的跳闸、输电铁塔的横担受损害、输电线路中存在的螺栓受脱落、输电线路的引流线被破坏、输电线路的绝缘子以及间隔棒受到损害、防振锤会产生位移直至滑落。线路一旦跳闸后很难重合回去。已然成为影响高压输电线路运行是否稳定以及线路是否安全的重要因素。相对比因为雷击而产生的线路跳闸来看很不容易恢复,因此当出现这一故障时对于供电企业来说是很大的损失,而且还会影响正常的用电以及使用等。所以说对这一故障进行预防措施以及一旦发生后及时进行处理显得尤为重要。
2 输电线路导线舞动的原因
2.1 覆冰
覆冰是架空线舞动的必要条件之一。通常线材不均匀地涂覆有冰,形成诸如新月形,扇形和不规则形状。冰厚从几毫米到几十毫米。冰涂层改变了导线的几何形状,使得导线的一侧形成翼型,并且当强风吹过时原始的空气动力学特性改变。通过导线上部的空气的速度增加并且压力降低,通过下部空气的速度降低并且压力增加,使得导线受到向上的力并且由于线的向上的力和重力,导致线垂直振荡。
2.2 风的激励
风是导致架空电线舞动的能量来源。在相同的降雨条件下,风速会影响冰的形状,从而影响空气动力学状态。因为垂直于线的风的分量越大,不均匀的冰层对线的激励效果越好,线上产生的升力越大,这有利于线路系统中的能量积累,这反过来又使系统不稳定并产生舞动。风的激励不仅与当地的气象条件有关,而且与该线所在地区的地形和地貌条件密切相关。据统计,输电线舞动主要发生在平原的开阔地带。在山区和地表,有森林,建筑物和其他区域。线越高离地面越大,受表面物体影响的风越小,形成稳定风就越容易,并且很容易舞动。也就是说,在冬季和早春季节,当电线被冰覆盖时,冷暖气流交汇引起的强风很容易在平板开放和风口的电源线上舞动。
1.3 线路结构参数
多分裂导体比单分裂导体更容易跳动,因为对于导体的中心线,导体的结冰通常总是朝向迎风侧。这种偏心质量将导致电线绕其自身轴线扭曲,从而改变电线的迎风面。对于分体式导体,通常每隔几十米就有一个间隔条将子线连接在一起。每个子步骤中的子线通过间隔条固定在两端。扭转刚度远高于相同横截面的单个导体的扭转刚度。因此,作用在分裂导体上的空气动力载荷自然远大于单导体的空气动力载荷。
2 输电线路舞动治理原则
很多研究输电线路的专家学者对产生舞动故障进行外部原因和内部原因的总结之后得出一致的结论。那就是影响输电线路发生风偏现象的外部主要原因是由于恶劣的天气影响,导致输电线路设计规范里面的要求被打破。而产生输电线路内部故障的主要原因就是没有按照设计规范来进行参数以及裕度的设计,这也直接导致输电线路在面临外部复杂环境时没有抵抗力。所以说根据设计规范来进行输电线路整体的布局尤为重要,而且我们还要根据具体的情况因地制宜。即使出现强风、暴雨等恶劣天气环境也要有防患于未然的措施。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆输电线路的舞动治理原则又包括了输电线路的避舞、抑制输电线路的舞动与抵抗输电线路的舞动相结合的原则。输电线路避舞主要是要求在设计上尽量避开输电线路易结冰的区域,无法避开时也要尽量的减少风向与输电线路之间所成的夹角。例如,河南电网采取的手段就是在设计手段上按照设计规范来进行参数以及裕度的设计,还是要以预防的措施为主,抑制输电线路的舞动与抵抗输电线路的舞动相结合的原则。在材料上需要所有的铁塔与耐张塔的螺帽全部采用双螺帽,对于背角钢强度的择优选取,并且间隔棒的选取必须要求具有阻尼性。防振锤必须要加装防滑措施等。输电线路的绝缘子末端球头处和碗头连接处加装卡箍,防止跳线的松脱。定期的维护处理主要包括输电导线耐张力、杆塔之间的间隙、地线是否产生舞动等,对于有问题的及时更换处理显得尤为重要。
3 输电线路防止舞动的方法
目前常用的防舞装置主要包括相间间隔棒、双摆防舞器及回转型间隔棒等,但对于一些气象环境复杂地区仍不能完全解决舞动问题。研究新型架空输电线路导线大幅振荡防治技术,研制适用于复杂环境下新型导线大幅振荡防治装置,不同环境等条件下导线舞动现象提出有效的防治方案,提升架空输电线路防灾设计水平,对保障超特高压线路的安全运行具有非常重要的意义。
3.1 合理选择线路的走向和路径
在技术经济指标允许的条件下,选取合理的路径和线路走向。①新建的线路应尽量避开强舞动、舞动多发的地区,尽可能避开冻雨地带或雨淞地带。②尽量避开冬季多风、电线易覆冰且风相与线路的交角接近于正交的开阔江河、峡谷、山脊和迎风山坡等易舞动的地段。③在平原开阔地带搭线时,应尽量避免线路走向与冬季主风向的夹角过大,一般要小于45°为最好,也就是说夹角越小越不容易发生舞动。
3.2 抗输电线舞动的措施
抗舞动的措施是在无抑舞动措施的情况下通过增加线路的机械强度来抵抗电线舞动带来的危害,使线路在发生舞动时不被损坏并且能够保持安全运行,一般可以通过以下几个方面进行:①提高杆塔的机械强度紧固铁塔螺栓,防止倒塔断线事故,加装防松螺栓;同时要考虑由于加装防舞动的设施,使得输电线的自重增加5%时对铁塔垂直载荷的影响和输电线弧垂增大时对塔高造成的影响,增强铁塔的强度。②提高绝缘子串的安全系数当线路发生舞动时将会产生巨大的动态载荷,绝缘子串就会首当其冲,根据各地发生舞动事故的分析,绝缘子串(包括金具)舞动所造成的损坏是最为普遍的现象。因此,为了提高输电线抗舞性能,应该特别加强绝缘子串。新建的线路可以根据工程的实际情况在易舞动地区把绝缘子串的安全系数适当地增加。为了降低由于应张力的变化而造成的振动幅值的变化,可以加重绝缘子串的质量,也可以选用呈V型的绝缘子串,进而提高抗舞性能。③提高金具的强度随着绝缘子串的安全系数的增加,与之相匹配的金具也应提高其安全系数,也可采用具有抗舞动性能的金具。此外,由于舞动所造成的磨损会使得金具失效,因此可采用耐磨金具来提高抗舞能力。
结束语
总之,输电线路的跳线对安全可靠的运行造成了极大的危害。只有实现有针对性的治理,才能确保输电导线防舞动管理的长期性和连贯性。
参考文献:
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论文作者:关敏锐,马贞贞
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
标签:线路论文; 导线论文; 绝缘子论文; 输电线论文; 导体论文; 间隔论文; 铁塔论文; 《电力设备》2019年第7期论文;