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        瓦房店地區(qū)輸電線路防覆冰故障防治措施

        2021-02-08 23:32:07劉春志
        電子樂園·下旬刊 2021年3期
        關(guān)鍵詞:輸電線路

        劉春志

        摘要:瓦房店地區(qū)在地理上屬于沿海大陸性氣候。春季2、3月,天氣多為東北風(fēng)或微西北風(fēng),風(fēng)向與全線基本成90度。此外,該地區(qū)位于北部中部的丘陵平原,春季的空氣相對(duì)濕度較高。一旦氣溫逐漸降低或降至0℃以下,極易結(jié)冰,形成覆蓋全線的冰,給線路的安全運(yùn)行帶來極大的危害。2007年3月4日,瓦房店的確遭遇了50年一遇的罕見降雪。大風(fēng)天氣,出現(xiàn)倒塔、多線斷線等嚴(yán)重故障,造成大面積停電??梢钥闯?,我國(guó)電網(wǎng)輸電系統(tǒng)的連接線在冰雪覆蓋下結(jié)冰、舞動(dòng),可能發(fā)生松動(dòng)、落桿(塔)、斷線、漏電門或跳閘等安全事故,對(duì)其影響構(gòu)成嚴(yán)重威脅,這關(guān)系到我國(guó)水網(wǎng)的安全穩(wěn)定和正常運(yùn)行,提高供電傳輸系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。

        關(guān)鍵詞:輸電線路;結(jié)冰;過錯(cuò)保護(hù)措施

        本文主要研究瓦房店部分地區(qū)輸電線路冰雪破壞引起的輸電導(dǎo)線冰體舞動(dòng)、桿塔導(dǎo)線傾斜、坍塌、斷線和輸電絕緣子導(dǎo)線閃絡(luò)等相關(guān)問題。結(jié)合瓦房店地區(qū)不同自然氣候條件下的積雪特點(diǎn),介紹了兩種類型的積雪,即冰雪形成和線路冰雪破壞,重點(diǎn)研究分析了積雪和冰雪形成的特點(diǎn),并采取合理的覆冰措施,可在一定程度上減少輸電線路冰雪形成造成的線路損壞。

        一、結(jié)冰原因及過程

        架空輸電線路覆冰主要發(fā)生在初冬或早春的寒冷季節(jié)(冬季溫度一般在-5°左右),或在連續(xù)降雪或雨、雪、霧的寒冷天氣,液態(tài)過程和冷卻水滴將釋放潛在熱能并凝固。在架空線路、導(dǎo)線、避雷線的兩端,絕緣子與導(dǎo)線串的連接處會(huì)出現(xiàn)一層強(qiáng)而密的透明或半透明冰層,并出現(xiàn)覆冰現(xiàn)象。線路結(jié)冰的原因是它接觸到大氣中足夠多的過冷水滴。當(dāng)溫度下降時(shí),水滴凝結(jié)成冰并粘附在管線上。

        瓦房店地區(qū)線路覆冰主要有霧凇覆冰、霧凇混歌和雪(含凍雪)。

        1.雨凇覆冰。

        它是一層非常冰覆蓋的或水晶透明的或蓬松的雪覆蓋的冰層,像玻璃一樣。冰雪覆蓋的霧凇覆蓋著冰凍的雪,降雨期主要是指中國(guó)上海海拔低于青藏高原地區(qū)的冰雪覆蓋的霧凇,雪是冰。持續(xù)時(shí)間一般較短。環(huán)境條件下的大氣溫度很容易接近某一點(diǎn)的冰點(diǎn),且風(fēng)比較大,冰是透明的,積雪冰層的冰晶導(dǎo)體上的積雪冰層對(duì)粘合劑有很強(qiáng)的應(yīng)力,冰的總量和密度都很高。霧凇被冰或雪覆蓋,而雪是冰凍的。

        2.霧凇。

        霧凇覆冰主要是由于外層冰雪潔白不透明而形成的一種霜凍結(jié)冰,外層冰雪內(nèi)層呈小羽狀。通常,在沒有大面積霧凇的寒冷天氣很容易結(jié)冰。在小凍結(jié)過程中,當(dāng)霧凇冷卻劑和凍結(jié)水滴、顆粒或小毛毛與霧凇導(dǎo)體發(fā)生碰撞時(shí),由于毛毛細(xì)雨中導(dǎo)體內(nèi)部冰雪表面溫度較低,毛毛細(xì)雨中小冷卻凍結(jié)水滴潛熱后的能量迅速釋放。

        3.混合凇。

        它是一種堅(jiān)硬的塊狀混合晶冰,呈淺黃白色,不透明或半透明外觀。密度一般在0.3~0.9之間,形成時(shí)平均溫度約-2~8℃,風(fēng)速在2~15m/s范圍內(nèi)。冰雪形成時(shí)的溫度越高,風(fēng)速越大,冰雪冰川、冰和霧凇的生長(zhǎng)密度越大。這類冰川的混合暴風(fēng)雪冰具有很強(qiáng)的融冰能力,能與冷雪冰川冰絲上的霜霜結(jié)合。如果冰川導(dǎo)體長(zhǎng)期暴露在寒冷、高溫和潮濕的混合冰暴雪中,很容易融化并形成冷雪冰川-冰融-冷雪混合冰晶。

        4.雪(包括冰凍雪)。

        當(dāng)溫度低于0℃時(shí),水蒸氣和雪不會(huì)凝結(jié)成干冰和雪。此時(shí),粘結(jié)雪的降雪線是沒有任何少量水分的雪導(dǎo)體,即干雪。雪導(dǎo)體上的部分雪對(duì)它的附著力很弱,即使冰雪只通過導(dǎo)體輕輕振動(dòng),也能使雪直接振動(dòng),使外層冰雪和白霜與所有冰雪導(dǎo)體的任何外層或表面完全直接分離,并由雪粘合。然而,當(dāng)雪的溫度在0℃左右時(shí),降雪面上的降雪完全是白雪。部分雪不會(huì)融化,所有的雪都會(huì)變成濕冰和雪。

        二、決定覆冰的因素

        一般來說,影響覆冰的主要因素是位置因素,即線路走廊的結(jié)構(gòu)形式、線路與冷電流的夾角、導(dǎo)線懸掛高度和導(dǎo)線直徑。

        大量實(shí)踐證明,架空輸電線路走廊環(huán)境對(duì)覆冰強(qiáng)度影響很大。例如,線路通道中的河流和沿岸的氣象環(huán)境會(huì)增加導(dǎo)線的覆冰強(qiáng)度,在初冬或早春容易造成線路覆冰。結(jié)冰量與線路和冷電流方向之間的夾角呈正弦關(guān)系。夾角越大,結(jié)冰越嚴(yán)重。導(dǎo)線懸掛越高,覆冰強(qiáng)度越大。

        三、冰害的防治措施

        預(yù)交叉電線保護(hù)線用于減少或防止除冰、跳躍和舞動(dòng)造成的損壞。運(yùn)營(yíng)階段,加強(qiáng)沿線氣象資料的調(diào)查和收集,結(jié)合以往運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn),全面控制結(jié)冰危害。導(dǎo)線、地線結(jié)冰、舞動(dòng)時(shí),做好觀察記錄。對(duì)于易結(jié)冰的路段,如瓦房店管轄的長(zhǎng)興島地區(qū),東臨丘陵,西臨大海,受初冬或早春西北風(fēng)的影響,加上當(dāng)?shù)靥厥猸h(huán)境,結(jié)冰舞動(dòng)每年都會(huì)造成線路跳閘。因此,應(yīng)在冰舞動(dòng)易發(fā)地段安裝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。對(duì)于重冰凍、高冰凍地區(qū)的導(dǎo)線,其設(shè)計(jì)冰厚熱值不能偏差,且未及時(shí)采取必要的防覆冰融凍措施,也應(yīng)逐步改造,以提高導(dǎo)線的融雪和防冰凍能力。同時(shí),在線路嚴(yán)重冰凍的區(qū)域,對(duì)線路采取必要的防冰措施。為有效加強(qiáng)本線既有導(dǎo)電線路的融雪、抗凍、防冰損能力,應(yīng)根據(jù)本線具體情況,區(qū)別對(duì)待,謹(jǐn)慎處理。線路絕緣子V形傘裙的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)可通過增加爬線電梯的距離來改善,線路絕緣子傘裙表面應(yīng)逐層涂上各種水溶性涂料,導(dǎo)電桿塔上的橫擔(dān)和線路絕緣子底部應(yīng)防塵清潔。

        導(dǎo)線、地線如結(jié)冰舞動(dòng)時(shí),應(yīng)做好觀察記錄。線路冰雪覆蓋后,結(jié)合實(shí)際使用情況研究制定大修計(jì)劃,安排大修。重點(diǎn)檢查和加強(qiáng)線路覆冰接地導(dǎo)線舞動(dòng)監(jiān)測(cè)、關(guān)鍵覆冰段接地導(dǎo)線回路線路進(jìn)出口及管卡、絕緣子管鎖緊連接銷及接地導(dǎo)線內(nèi)相關(guān)輔助配件的磨損處理,并進(jìn)行專項(xiàng)試驗(yàn)檢查和缺陷消除;及時(shí)檢查并適當(dāng)調(diào)整雪、冰、舞動(dòng)引起的線路導(dǎo)線接地塔線打滑引起的地面弧垂角變化和零缺陷。

        結(jié)語(yǔ):

        瓦房店結(jié)冰災(zāi)害對(duì)線路造成了巨大破壞。往年的運(yùn)行記錄中記錄了導(dǎo)線結(jié)冰和舞動(dòng)引起的跳閘記錄。結(jié)合事故特點(diǎn),綜合采取上述技術(shù)措施,在一定程度上預(yù)防或緩解線路結(jié)冰事故,提高線路抗冰性。當(dāng)發(fā)生冰損時(shí),應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況采取必要措施,提高安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 祝永坤,李文鵬,劉辰,等. 500 kV緊湊型輸電線路覆冰舞動(dòng)故障分析及防范措施[J]. 內(nèi)蒙古電力技術(shù),2016,34(2):5-9.

        [2] 祝永坤,劉博,李祥杰,等. 500 kV輸電線路覆冰閃絡(luò)故障原因分析及防范措施[J]. 內(nèi)蒙古電力技術(shù),2018,36(5):79-81.

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