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        降低丘陵地帶輸電線路故障跳閘率的具體方法

        2018-02-23 14:35:40韓吉軍
        中國科技縱橫 2018年24期
        關鍵詞:跳閘風偏輸電線路

        韓吉軍

        摘 要:丘陵地帶地勢起伏,易形成局部惡劣氣候,該類型地區(qū)的輸電線路跳閘率高于平原地區(qū),通過選取試點地區(qū),現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)、拍照,結合近年跳閘情況,確認原因,并提出具體的改進措施,有效降低跳閘率。

        關鍵詞:輸電線路;風偏;跳閘

        中圖分類號:TM726 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2018)24-0162-02

        內蒙古中西部地區(qū)主要為丘陵和草原,山勢起伏多變,四季溫差較大,常年大風,輸電線路故障跳閘率高于平原地區(qū),本文以此為研究對象,積極探索提高丘陵地帶輸電線路跳閘率的有效方法。

        1 跳閘原因調查與分析

        該地區(qū)的中部選取110kV輸電線路87條,220kV輸電線路78條,為研究對象,選取2016年7月至2018年7月的跳閘數(shù)據(jù)進行分析,如表1所示。

        根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪制跳閘因素餅圖,如圖1所示。

        根據(jù)表1、圖1數(shù)據(jù)分析,風偏跳閘次數(shù)高是導致該地區(qū)110kV—220kV輸電線路跳閘高的主要原因。風偏跳閘主要原因有兩個,一是大風導致導線與導線或其他導體放電,包括臨界安全距離裕度不足和導線上拔力過大,二是搖擺角過大,使絕緣子擺動時與塔身放點。

        1.1 臨界安全距離裕度不足

        對發(fā)生風偏跳閘的輸電線路進行現(xiàn)場勘測和測量,發(fā)現(xiàn)有部分線路實際安全距離在正常自然條件下滿足相關技術規(guī)程,調取當時氣候資料后,發(fā)現(xiàn)事故發(fā)生時,風速均已超過10m/s,導線擺動距離已超過10.5m,單側擺動距離為5.25米,已大于與臨界導體的安全距離,導致放電。進一步分析造成臨界安全距離裕度不足的原因如下:

        (1)未準確計算鐵塔間地面水平差,導致實際導線弧垂最低點與設計不同,臨界安全距離選點錯誤;

        (2)未充分考慮鐵塔與周邊樹木樹冠的距離,清障范圍不足;

        (3)對惡劣自然氣候預判不足,設計參考的最大風速低于實際風速;

        (4)未嚴格按照圖紙進行施工,或后期大修更換導線時未達到技術規(guī)程要求;

        (5)后續(xù)新建輸電線路未充分考慮現(xiàn)有輸電線路實際情況;

        (6)桿塔塔頭尺寸過小。

        1.2 導線上拔力大

        按照《110kV——750kV架空輸電線路施工及驗收規(guī)范》,導線要承受自重及絕緣子的拉力,隨機抽取跳閘線路實測,存在導線承受力不足,導致導線與其他導體放電。由于該地區(qū)為丘陵地形,輸電線路起伏不斷,此情形下,上拔力對風偏跳閘影響度分析如圖2。

        這些地形下,導線受到嚴格向上的力,是絕緣子吊起,橫擔受力,導致導線對橫擔距離不足放電。

        2 導線與其他導體放電的解決措施

        加裝防風拉線,為減小懸垂串及防風拉線的應力,防止持續(xù)性大風對金具的磨損,需保持防風拉線自然放松,在施工時及小風速情況下保持不受力的狀態(tài)。在大風情況下,懸垂串、防風拉線受到較大的風荷載,有較大幅度的擺動,防風拉線起主要作用,防風效果明顯。因此,對于直線塔,加裝重錘的效果不如防風拉線明顯,不是從根本上解決懸垂串風偏閃絡問題的主要措施,一般僅加裝防風拉線。對于已運行線路,改造鐵塔成本高昂,且停電時間長,影響其他供電指標,采取有針對性絕緣固定效果更好,例如采用加裝防風絕緣拉線。本文僅針對防風拉線的選擇進行進一步研究。

        2.1 選取最優(yōu)拉線方案

        拉線對導線承受力,采取正交試驗法,對試驗結果用極差分析,確定直徑9mm,實際重量424kg/km,最低拉斷力7150N,截面積72.2mm2為最佳方案。將符合該條件的絕緣拉線加裝在相應的輸電線路上。分析過程如表2所示。

        在拉力試驗室進行正交試驗,記錄如表3所示。

        以上數(shù)據(jù)可知第5組效果最好,即A2B2C3D3,直徑9mm,重量424kg,最低拉斷力7100N,實際截面積72.6mm2。方差分析得到較優(yōu)方案A1B3C3D3,與較好方案一致,根據(jù)R值確定因素主次關系,趨勢圖如圖3所示。

        由圖3可知,拉斷力及實際面積符合最優(yōu)結果可選,直徑和重量需要二次優(yōu)選,試驗結果如表4所示。

        通過再次試驗得出A2B2組合最優(yōu),結合上述分析,確定A2B2C3D3為最佳拉線條件,即即A2B2C3D3,直徑9mm,重量424kg,最低拉斷力7100N,實際截面積72.6mm2。

        2.2 加裝防風拉線

        防風拉線制作與安裝要求如下:

        (1)直線桿塔(邊相引流)防風拉線直接在懸垂線夾處加裝延長掛板連接,中相引流可采取在跳線托架通過金具連接。

        (2)中相引流防風拉線可直接固定在下橫擔:直線桿塔(邊相引流)條件允許時應在本體安裝支架進行固定(包括在鐵塔增設固定支架等方式),當需落地固定時,應同步完善拉線防盜接地裝置。

        (3)現(xiàn)運行線路大風區(qū)大多采用加裝防風拉線。對線路產(chǎn)生風偏可以起到很好的抑制作用。但由于風偏轉動不靈活,長時間的受力,線路金具易受到疲勞破壞。因此,加裝防風拉線對線路運行存在安全隱患。

        3 搖擺角過大的處理措施

        為了解決搖擺角過大帶來的跳閘問題,可采取將單串絕緣子改為雙串絕緣子,加裝防風小“T”接,加裝附屬引流線等措施。更換自重較大的懸垂絕緣子串,從而增加垂直荷載。根據(jù)搖擺角計算公式,在最大弧垂時的垂直檔距不變的情況下,增大Gj,可縮小絕緣子串風偏搖擺角。

        4 實施效果

        從入選樣本的輸電線路中選取臨界安全距離裕度不足、地貌符合圖2特點的輸電線路,再從中抽取50%的線路進行改造。實施一年后,改造后的輸電線路均未發(fā)送風偏跳閘,未改造的輸電線路共發(fā)生4起風偏跳閘,均發(fā)生在12月至5月(該地區(qū)異常大風天氣高發(fā)時間段),由此可見,以上措施有效。

        5 經(jīng)驗總結

        經(jīng)過現(xiàn)場實施,強調改造過程中,防風拉線中,絕緣子的絕緣配置應與原懸垂串的絕緣配置一致;防風拉線中,金具組裝時,鋁包鋼絞線應根據(jù)明細表確定其長度,壓接完成后,應保證兩根鋁包鋼絞線長度一致。為減小跳線串及防風拉線的應力,防止持續(xù)性大風對金具的磨損,以及跳線在施工時保證跳線串在5-8°的預偏角范圍內,需保持防風拉線自然放松,在施工時及小風速情況下保持不受力的狀態(tài)。在微風情況下,加裝重錘可以抵擋微風,使得跳線串保持靜止,防風拉線處于放松狀態(tài),提高了金具起振風速上限值,最大程度地減少了金具的磨損;在大風情況下,跳線串、防風拉線及跳線受到較大的風荷載,有較大幅度的擺動,此時重錘失去防風效果,防風拉線起主要作用。因此,對于耐張塔,加裝重錘與防風拉線都較明顯,一般采用重錘與加裝防風拉線組合的防風措施。

        加裝防風拉線的后期運行需加強巡視,若發(fā)現(xiàn)拉線松弛,需調節(jié)PT板螺栓,使得重錘距離下方墊片垂直距離保持在5mm以上,保持拉線處于拉緊狀態(tài)。

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