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        低溫環(huán)境下輸電線(xiàn)路覆冰問(wèn)題的解決途徑

        2013-08-15 00:54:54
        山東工業(yè)技術(shù) 2013年15期
        關(guān)鍵詞:輸電線(xiàn)融冰融化

        張 敏

        (南京供電公司,江蘇 南京210000)

        輸電線(xiàn)路產(chǎn)生覆冰的原因不同, 導(dǎo)致了覆冰出現(xiàn)了多種類(lèi)型,主要可以對(duì)其進(jìn)行幾下劃分:①根據(jù)冰的變現(xiàn)形式可以分為晶狀、粒狀霧凇、混合凇和濕雪;②根據(jù)成冰的原因可以分為云中、降水、升華三種覆冰;③根據(jù)輸電線(xiàn)上冰的增長(zhǎng)情況可以分為干、濕兩種增長(zhǎng)過(guò)程覆冰;④根據(jù)輸電線(xiàn)上冰的形狀可以分為,新月形覆冰、圓形覆冰、翼形覆冰以及不規(guī)則形狀的覆冰。其中濕雪以及混合淞對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生的影響最大。

        1 輸電線(xiàn)路覆冰的影響

        (1)覆冰導(dǎo)致輸電線(xiàn)路過(guò)載引發(fā)事故。主要包括:輸電線(xiàn)路表層發(fā)生斷裂;導(dǎo)線(xiàn)抽出;導(dǎo)線(xiàn)離地面過(guò)近,出現(xiàn)閃絡(luò),或者導(dǎo)線(xiàn)之間有接觸發(fā)生起火;懸垂線(xiàn)斷裂,拉線(xiàn)線(xiàn)夾斷裂;塔體傾斜,出現(xiàn)倒桿現(xiàn)象等。

        (2)相鄰輸電線(xiàn)路覆冰、破冰不均勻引發(fā)的事故。相鄰的輸電線(xiàn)路覆冰或者脫冰的不均勻,會(huì)在線(xiàn)路上產(chǎn)生較大的張力差異,導(dǎo)致導(dǎo)線(xiàn)發(fā)生滑動(dòng),會(huì)造成輸電線(xiàn)路表層發(fā)生破損或是斷裂;輸電線(xiàn)路上較大的張力差異會(huì)傳輸?shù)街本€(xiàn)桿塔上去,改變絕緣子串的位置,使其發(fā)生破損或者斷裂;如果這種輸電線(xiàn)上的張力差達(dá)到臨界值,將導(dǎo)致橫擔(dān)出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象,拉線(xiàn)和導(dǎo)線(xiàn)之間產(chǎn)生相互撞擊,對(duì)拉線(xiàn)造成破壞,嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致桿塔的傾斜或倒塌。

        (3)絕緣子串位置出現(xiàn)的覆冰,會(huì)引發(fā)冰閃事故。作為污閃的一種形式,冰閃事故也會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的危害。絕緣子串位置出現(xiàn)覆冰時(shí),使得其絕緣性變?nèi)?,減小泄漏的距離。 在覆冰融化時(shí),電解質(zhì)和水的作用,形成了一層導(dǎo)電膜,最終導(dǎo)致該絕緣子串的閃絡(luò)電壓下降,在低溫情況下覆冰的融化,通常都在有霧的情況下進(jìn)行,這就使得導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性增強(qiáng),引發(fā)冰閃事故。

        (4)覆冰輸電線(xiàn)路的抖動(dòng)破壞有關(guān)的電力設(shè)施。 輸電線(xiàn)路在覆冰不均勻時(shí)成扇形或者新月形時(shí),若是風(fēng)力較大,輸電線(xiàn)路發(fā)生大幅度抖動(dòng),這對(duì)輸電線(xiàn)路的安全產(chǎn)生的很大的影響。

        2 低溫環(huán)境下輸電線(xiàn)路覆冰問(wèn)題的解決辦法

        輸電線(xiàn)路覆冰其安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生著很大的危害,因此要解決好輸電線(xiàn)路覆冰問(wèn)題,做好除冰和防冰的工作。

        2.1 交流融冰法

        交流融冰法指的是,將交流電輸入到覆冰的輸電線(xiàn)路當(dāng)中,提高覆冰輸電線(xiàn)路的溫度,為融冰工作提供必要的熱量,使所覆的冰均勻快速的融化。

        交流融冰法目前主要由三種,分別是交流短路融冰、零起升流融冰和負(fù)荷融冰。

        交流短路融冰是指對(duì)覆冰輸電線(xiàn)路整體三相短路,短路后,利用斷路器想短路線(xiàn)路施加電壓,電壓的增大,會(huì)導(dǎo)致電流的迅速增強(qiáng),對(duì)覆冰輸電線(xiàn)路就行加熱,使其覆冰均勻的進(jìn)行融化。

        零起升流融冰是指對(duì)覆冰輸電線(xiàn)路的末端進(jìn)行三相短路,這樣就在變壓器組與覆冰輸電線(xiàn)路之間形成了單獨(dú)的電氣回路,使用變壓器組的勵(lì)磁升壓增強(qiáng)輸電線(xiàn)路中的電流強(qiáng)度,當(dāng)電流強(qiáng)度達(dá)到某一臨界值時(shí),輸電線(xiàn)路的溫度達(dá)到融冰的條件,冰層開(kāi)始進(jìn)行均勻的融化。

        負(fù)荷融冰是以電網(wǎng)調(diào)度的安全正常運(yùn)行為基礎(chǔ),最大限度的增強(qiáng)覆冰輸電線(xiàn)路的負(fù)荷,使得其電流增大,為覆冰的融化提供足夠的熱量。同時(shí),在實(shí)際的工作中,我們要盡量在安全使用的輸電線(xiàn)路中留有一些電流,這樣能夠有效地緩解輸電線(xiàn)路覆冰的產(chǎn)生。

        2.2 直流融冰法

        直流融冰法在處理輸電線(xiàn)路的覆冰問(wèn)題時(shí),最為有效和可靠。 輸電線(xiàn)路中上的交流抗阻十分大, 而且輸電線(xiàn)路的橫截面積也很大,在這種實(shí)際情況下,進(jìn)行交流短路融冰的難度很大,因此不經(jīng)常采用交流融冰法。 在輸電線(xiàn)路上的直流抗阻相比交流抗阻來(lái)說(shuō)相當(dāng)小,大約為其十分之一。所以,在日常的覆冰輸電線(xiàn)路的融冰工作中,常采用直流融冰法,在提供同等的融冰電流進(jìn)行融冰時(shí),直流法對(duì)電源容量的要求較低,更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

        直流融冰技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面:

        ①直流融冰技術(shù)能夠針對(duì)實(shí)際情況的不同調(diào)整電流和電壓的值,從而能夠更經(jīng)濟(jì)有效的完成融冰工作,這些實(shí)際情況主要是指輸電線(xiàn)路中導(dǎo)線(xiàn)的具體長(zhǎng)度和其寬度。

        ②采用直流法融冰對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成的影響較小,有效的避免了安全事故的發(fā)生。目前,在直流融冰法中也有許多不足的地方,主要包括:第一,相比其他方法,直流融冰法較為繁瑣,在實(shí)際應(yīng)用中容易產(chǎn)生諧波,同時(shí),功率損失情況嚴(yán)重。這就要求在使用直接融冰法時(shí)要配備適應(yīng)的濾波器;第二,采用直流融冰法時(shí),要有相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的保護(hù)工作,使得其成本相對(duì)較高。

        2.3 分裂導(dǎo)線(xiàn)融冰法

        在220kV 到500kV 的輸電線(xiàn)路中, 較為常用的融冰方法就是分裂導(dǎo)線(xiàn)融冰。 由于220kV 到500kV 輸電線(xiàn)路中的分裂導(dǎo)線(xiàn)橫截面積較大,對(duì)融冰時(shí)的電源的容量要求也較大,這種方法能夠有效的增大電流的密集度,有效的增強(qiáng)融冰線(xiàn)路處的電流,更好的完成融冰工作。在利用分裂導(dǎo)線(xiàn)法融冰時(shí),要確保分裂導(dǎo)線(xiàn)之間的絕緣性,安全起見(jiàn),還要在各個(gè)子導(dǎo)線(xiàn)上分別安裝可遠(yuǎn)程操作的斷路器,不僅能夠簡(jiǎn)化操作還能更好的做好對(duì)融冰工作的監(jiān)督。這種方法通常應(yīng)用在較大面積覆冰的輸電線(xiàn)路中。

        2.4 自然除冰法

        借助于自然的條件進(jìn)行除冰的方法叫做自然除冰法。這種方法廣泛的應(yīng)用了自然的力量,借助于風(fēng)力、引力以及自然溫度的變化進(jìn)行除冰。在對(duì)輸電線(xiàn)路進(jìn)行除冰時(shí),需要在其上安裝一些簡(jiǎn)單的設(shè)備,例如,除冰環(huán)、平衡錘、阻雪環(huán)等等。 相比其他方法,自然除冰法操作簡(jiǎn)單,成本也較低。在自然除冰法中,較為常用的手段是對(duì)輸電線(xiàn)路涂抹相應(yīng)的憎水和憎冰涂料,以便防止覆冰的產(chǎn)生。 目前使用的憎水和憎冰涂料主要有烷烴、有機(jī)硅、有機(jī)氟和烯烴等的化合物。自然除冰法的效果不如以上三種方法明顯,但是能夠起到一定的作用,并且不用對(duì)覆冰輸電線(xiàn)路進(jìn)行復(fù)雜的處理,可用于降低覆冰帶來(lái)的影響,在日常中的應(yīng)用最為普遍。

        3 低溫環(huán)境下輸電線(xiàn)路覆冰問(wèn)題解決技術(shù)的發(fā)展方向分析

        在解決輸電線(xiàn)路覆冰問(wèn)題時(shí), 首先要考慮到除冰的效果和成本,為了更好地做好此項(xiàng)工作,在未來(lái)解決覆冰問(wèn)題時(shí),從以下方面進(jìn)行改進(jìn):

        (1)運(yùn)用科學(xué)的方法,建立和完善除冰融冰的相關(guān)規(guī)定和準(zhǔn)則。使得除冰融冰工作有規(guī)可循,在最短的時(shí)間內(nèi)回復(fù)覆冰電路,使其正常工作,化解危險(xiǎn)。

        (2)加大對(duì)防冰涂料的研究工作,開(kāi)發(fā)出性能更好的防冰涂料,使其在進(jìn)行防冰時(shí),不對(duì)輸電線(xiàn)路造成危害。

        (3)加緊對(duì)導(dǎo)線(xiàn)、地線(xiàn)等的研究工作,使其能夠適應(yīng)利用電磁除冰的要求,電磁除冰有著良好的應(yīng)用前景,其效果明顯,對(duì)資源的消耗較少,但是對(duì)相關(guān)輸電線(xiàn)路的抗損性提出了要求,所以要加大對(duì)所用導(dǎo)線(xiàn)等的研究。

        (4)利用太陽(yáng)能進(jìn)行除冰融冰。要對(duì)其可行性進(jìn)行分析,通過(guò)在輸電線(xiàn)路上涂抹某種吸熱劑,到達(dá)高效、簡(jiǎn)便、低成本除冰的目的。

        4 小結(jié)

        上文就對(duì)低溫環(huán)境下輸電線(xiàn)路覆冰解決途徑的討論。首先對(duì)輸電線(xiàn)路的覆冰種類(lèi)和原因進(jìn)行了介紹, 然后提出了相關(guān)的解決方法,最后指出了其發(fā)展的方向。 目的是為了更好地做好除冰融冰工作,保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

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