牛 彪，王春偉，梁 偉

（1.國網(wǎng)山西省電力公司，山西 太原030021；2.國網(wǎng)長治供電公司，山西 長治046011）

0 引言

冬季導(dǎo)線覆冰時，脫冰跳躍產(chǎn)生劇烈運(yùn)動，導(dǎo)致鄰相導(dǎo)線間隙減小，容易造成相間閃絡(luò)、短路等故障，引起線路跳閘。導(dǎo)線脫冰時產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊力，絕緣子串掛點(diǎn)處不平衡張力增強(qiáng)，容易發(fā)生塔身塔材破壞、倒塔斷線等故障事件[1]。

近年來，山西省220 kV及以上同塔雙回線路因脫冰跳躍故障停運(yùn)8次，造成省內(nèi)部分電廠機(jī)組停運(yùn)。目前國網(wǎng)山西省電力公司管轄的百萬機(jī)組送出12個通道就是同塔雙回路，在遭遇雨雪冰凍等惡劣天氣時，同時發(fā)生跳閘的幾率大，同一通道內(nèi)的雙回線路同時停運(yùn)風(fēng)險高，易引起相關(guān)部門的關(guān)注。因此，為了抑制覆冰導(dǎo)線脫冰跳躍對輸電線路的影響，本文選取2FG－SZC3型雙回路直線塔的輸電線路為研究對象，建立塔線體系和塔線體系—相間間隔棒的有限元模型，研究導(dǎo)線脫冰跳躍時不同設(shè)置情況下相間間隔棒對導(dǎo)線跳躍高度的抑制效果。

1 脫冰跳躍故障特點(diǎn)和機(jī)理

1.1 故障機(jī)理

脫冰跳躍[2]是指線路覆冰后在氣溫升高、風(fēng)力增大或機(jī)械外力等作用下發(fā)生覆冰整擋脫冰或在一擋內(nèi)的不同位置先后脫冰，引起線路的跳躍和輸電塔的振動，造成線路的閃絡(luò)跳閘、金具磨損、斷股斷線，以及輸電塔失穩(wěn)倒塌等事故。

1.2 故障特點(diǎn)

導(dǎo)線脫冰跳躍時主要存在以下特點(diǎn)[3]：一是在擋距較小的時候，脫冰跳躍高度隨檔距近似線性增長；擋距較大后，跳躍高度呈現(xiàn)出飽和的趨勢，隨擋距變化不大；擋距進(jìn)一步增大時，跳躍高度隨擋距增大而減小。二是有高差存在時，導(dǎo)線脫冰跳躍的方向?yàn)榇怪睂?dǎo)線斜擋距的方向，且沿垂直斜擋距方向的跳躍位移接近于無高差情況下的垂直跳躍位移。三是垂直排列的導(dǎo)地線除需防止導(dǎo)線脫冰跳躍可能導(dǎo)致導(dǎo)地線在擋距中央動態(tài)接近閃絡(luò)之外，還應(yīng)考慮導(dǎo)線脫冰后所形成的不均勻荷載，可能導(dǎo)致導(dǎo)地線在擋距中央靜態(tài)接近閃絡(luò)。

2 220 kV線路加裝相間間隔棒方案

以220 kV朔向雙回線為例，制定采用安裝相間間隔抑制脫冰跳躍幅值方案。

2.1 設(shè)備情況

為簡化計(jì)算，可將雙分裂導(dǎo)線等效為單模型，根據(jù)導(dǎo)線等效截面積及覆冰質(zhì)量等的原則，等效后的單導(dǎo)線直徑為冰厚為T=其中，D和T為等效后單導(dǎo)線的直徑和冰厚，d和t為原來單根子導(dǎo)線的直徑和冰厚。

該段線路導(dǎo)線型號為LGJ-300/40，具體參數(shù)見表1。由表1可推算出等效合成單導(dǎo)線直徑為33.851 mm，截面積為479.346 mm2。取單根子導(dǎo)線覆雪厚度為20mm，密度為100 kg/m3，則等效冰厚大約為28.28 mm。

導(dǎo)線采用2×LGJ-300/40鋼芯鋁絞線，導(dǎo)線覆冰取20 mm，127號塔與128號塔高差20 m，檔距685 m，按照下相子導(dǎo)線全部脫冰，其他兩相子導(dǎo)線仍然保持覆冰進(jìn)行計(jì)算。

表1 LGJ-300/40導(dǎo)線參數(shù)表

2.2 方案比選

脫冰時通常在擋距中點(diǎn)位移最大，對各種方案中最大位移進(jìn)行對比，評估對脫冰跳躍的抑制效果。各種方案中最大位移對比結(jié)果見表2，現(xiàn)場安裝相間間隔棒布置見圖2。

方案一：加裝4根間隔棒。方案一A，上相與中相加裝2根間隔棒（擋距1/5和3/5處），中相與下相之間加裝2根間隔棒（擋距2/5和4/5處）；方案一B，上相與中相加裝2根間隔棒（擋距1/5、1/2+10 m處），中相與下相之間加裝2根間隔棒（擋距1/2-10 m、4/5處）。

方案二：加裝3根間隔棒。方案二A，中相與上相加裝1根間隔棒（擋距1/2處），中相與下相之間加裝2根間隔棒（擋距1/4和3/4處）；方案二B，中相與上相之間加裝2根間隔棒（擋距1/4和3/4處），中相與下相加裝1根間隔棒（擋距1/2處）。

方案三：加裝2根間隔棒。方案三A，上相與中相加裝1根間隔棒（擋距1/4處），中相與下相之間加裝1根間隔棒（擋距3/4處）；方案三B，間隔棒均安裝在擋距1/2處，在上相與中相、中相與下相之間各加裝1根間隔棒。

表2幾種方案擋距中點(diǎn)脫冰跳躍位移數(shù)值

圖2現(xiàn)場安裝相間間隔棒布置圖（m）

3 加裝相間間隔棒不同方案分析

若三相導(dǎo)線同時脫冰，無論間隔棒如何布置，對脫冰高度的抑制效果都較小，各種間隔棒布置方案得到的導(dǎo)線中點(diǎn)最大跳躍高度差別不大。同時脫冰時間隔棒隨各相導(dǎo)線做同步等幅振動，間隔棒未對脫冰跳躍起到抑制作用。

對比表明，脫冰相導(dǎo)線擋距中點(diǎn)附近沒有布置間隔棒時，導(dǎo)線脫冰后振動幅度明顯加大；2根間隔棒方案將三相導(dǎo)線在擋內(nèi)進(jìn)行了兩等分，不利于舞動和次擋距振蕩的防治；由于脫冰位置的隨機(jī)性，3根間隔棒方案無法同時對三相隨機(jī)脫冰的工況進(jìn)行有效抑制；從抑制導(dǎo)線脫冰跳躍的整體效果考慮，方案一B為優(yōu)選方案，結(jié)合舞動防治要求，對其進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以同時保證舞動和脫冰跳躍的抑制作用。

4 結(jié)論

220 kV朔向雙回線按照本方案實(shí)施后，相間間隔棒對三相導(dǎo)線呈豎直排列，能對輸電線路導(dǎo)線脫冰跳躍時的跳躍高度起到良好的抑制作用。在擋距的上相與中相加裝2根間隔棒（擋距1/5、1/2+10 m處），中相與下相之間加裝2根間隔棒（擋距1/2-10 m、4/5處）時方案最佳，為最合理的相間間隔棒布置方案。