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摘 要 随着我国电网建设的发展,舞动事故明显增多,尤其是紧凑型输电线路的舞动具有明显增加的趋势,危害性也越来越大,紧凑型架空输电线路的舞动治理刻不容缓。
关键词 紧凑型;输电线路;覆冰舞动;措施
中图分类号:TM726 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)16-0083-01
我国是舞动发生最频繁的国家之一,我国有关舞动的记载始于20世纪50年代,据现有资料统计,自1957年至今,我国共发生有记载的舞动超过60起,波及10 kV~500 kV等电压等级的输电线路,造成了巨大的经济损失。由于在上世纪80年代以前,我国电网建设相对薄弱,电网发生舞动事故较少,破坏性和影响不大,因而不为人们所重视。但20世纪80年代以来,随着我国电网建设的发展,舞动事故明显增多,危害性也越来越大,特别是1987年湖北中山口大跨越发生舞动并造成导线坠落后,我国电力及科研工作者才对舞动现象给予了足够的重视,并对舞动问题进行了深入的研究。输电线路舞动除引起电气故障外,还同时造成螺栓松动、脱落,金具、绝缘子、跳线损坏,导线断股、断线,塔材、基础受损等严重的机械损伤。
紧凑型线路由于其本身的结构特点(主要是相间距离小、分裂数多),同样气候条件下,比常规线路更易于发生舞动事故。从2000年至2012年的输电线路统计数据来看,尽管投入运行的紧凑型线路长度和年限都远低于常规线路,但其发生舞动事故的起数和线路条次数分别占到了舞动事故线路总条次数和起数的9.9%,16.7%。并且考虑到实际各电压等级运行输电线路的数目,舞动问题随导线截面半径大、分裂数多和构架紧凑型等具有明显增加的趋势,紧凑型架空输电线路的舞动治理刻不容缓。
1 情况简介
2012年11月,内蒙古赤峰地区遭遇雨加雪转大到暴雪天气,造成500 kV巴青1、2线(紧凑型线路)覆冰舞动跳闸。分别故障跳闸。本次覆冰舞动跳闸是赤峰地区输电线路第一次发生覆冰舞动跳闸情况,且舞动时间长达近60小时,比较少见。
当时情况为:故障发生时,经与赤峰市气象局联络,查询了故障区段最近的元宝山地区气象资料:11月3日8时,风向是南风,最低温度-1.8℃,平均风速是8 m/s,降水量6.2 mm。微气象设备气象情况是调查与其距离最近的396#杆塔上安装的微气象设备数据(故障区段内杆塔),监测数据为:降雪300 mm,气温-3℃,风速约为10 m/s-15 m/s。现场观测情况是在4日6时,运维人员抵达故障区域,发现导线引流线舞动严重,脱落的导线覆冰厚度约为15 mm,手持风速仪测度风速10 m/s,风向基本与线路垂直,符合线路发生舞动冰、风风条件。
白巴青1、2线均为500千伏单回紧凑型输电线路,走向、路径基本相同,两单回紧凑型线路平行、相距50 m左右排列,起于内蒙古西乌旗的白音华,经巴林变电站、青山变电站、北宁变电站,终点到达辽宁营口的渤海变电站,导线型号为LGJ300/40导线,相排列方式为倒三角形,相间距6.7m,分裂导线外接圆直径0.75 m,途径区域主要地形平原开阔地,舞动区段线路走向东北-西南走向,最大设计风速为34m/s,最大设计覆冰厚度为10 mm。结合故障区段周围地形地貌、故障时段气象条件判断,本次故障跳闸为覆冰造成的线路舞动造成。
2 制定措施
常规线路的防舞与紧凑型线路的防舞应采取不同的控制策略。常规线路相间距很大,因此线路防舞只需抑制低阶(幅值大,波长)舞动,减少对杆塔的破坏程度。对于紧凑型线路,相间距离小,在线路导线有相对较为轻微的舞动时就会造成相间放电,因此治理时应以控制不放电为主。故针对本次事故我們制定了防止事故重复发生的措施和建议。
2.1 对在运线路进行改造
根据《国家电网公司输电线路防舞动差异化改造指导意见》,结合500 kV巴青1、2号线的重要性及地区电网结构,不仅将舞动地段线路划为易舞区,还要根据线路走向与主导风向夹角,对500 kV巴青1、2号线全线进行校核,扩大易舞区范围。同时,根据《国家电网公司舞动区域分布图绘制规则》,将舞动地段线路周边5公里范围划定为易舞区域,对区域内的其他66 kV及以上电压等线路同步进行防舞动改造。基本原则如下。
1)综合气象条件、春季主导风向、地形及线路走向等因素,将巴青1、2号线舞动区段确定为易舞区段,以耐张段为基本单元进行防舞动改造。巴青1号线加装线夹回转式间隔棒,巴青2号线加装相间间隔棒。
2)巴青2号线安装的相间间隔棒要采用绞接、分段式,间隔棒要结合所处污区考虑统一爬电比距。
3)易舞区段耐张塔、紧邻耐张塔的直线塔和重要交叉跨越段铁塔进行全塔防松改造,加双帽。
4)根据地形在部分易舞区段安装舞动在线监测装置、视频在线监测装置和微气象在线监测装置。
5)巴青1、2号线易舞区段跨越高速公路、主干铁路等地段进行耐-直-直-耐独立耐张段改造。线易舞区段周边5公里范围内同一走向的220 kV、66 kV线路,采取安装相间防舞间隔棒措施。
6)结合停电改造,对舞动地段杆塔、间隔棒、金具等进行检查,抽检复合绝缘子送电科院检测。
2.2 在设计时应采取有效的措施
1)线路设计时设计单位应与运行单位加强沟通,合理选择线路路径,尽量少出现大跨越、横穿风口、和少经过易出现冻雨天气的地区,必须穿过时,应合理选择线路路径与覆冰季节的风向夹角。
2)线路必须通过发生过覆冰的地区时,应提高设计标准,增加线路的电气强度和机械强度。使导线在发生舞动后,能够保证相间导线具有足够的间隙。
3)在发生过舞动的区域设计时必须避免紧凑型线路尽量减少上下垂直排列的方式。
3 结论
对于紧凑型线路,如处在很典型的强舞动地区,应采用比《国家电网公司输电线路防舞动差异化改造指导意见》中更严格的措施,在设计条件允许的情况下采用准封闭三角形布置方式。在设计条件难以满足要求的情况下,可在合理的范围内适当调整准封闭三角形的相间间隔棒间距。对于中、弱舞动区域,建议对紧凑型的螺旋式不等距配置方式进行复核,对于重要线路的相间间隔棒间距过长的部位可以进行加密处理。
参考文献
[1]国家电网公司输电线路防舞动差异化改造指导意见[M].
[2]李博之.500 kV输电线路施工技术[M].北京:中国电力出版社,1999.
关键词 紧凑型;输电线路;覆冰舞动;措施
中图分类号:TM726 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)16-0083-01
我国是舞动发生最频繁的国家之一,我国有关舞动的记载始于20世纪50年代,据现有资料统计,自1957年至今,我国共发生有记载的舞动超过60起,波及10 kV~500 kV等电压等级的输电线路,造成了巨大的经济损失。由于在上世纪80年代以前,我国电网建设相对薄弱,电网发生舞动事故较少,破坏性和影响不大,因而不为人们所重视。但20世纪80年代以来,随着我国电网建设的发展,舞动事故明显增多,危害性也越来越大,特别是1987年湖北中山口大跨越发生舞动并造成导线坠落后,我国电力及科研工作者才对舞动现象给予了足够的重视,并对舞动问题进行了深入的研究。输电线路舞动除引起电气故障外,还同时造成螺栓松动、脱落,金具、绝缘子、跳线损坏,导线断股、断线,塔材、基础受损等严重的机械损伤。
紧凑型线路由于其本身的结构特点(主要是相间距离小、分裂数多),同样气候条件下,比常规线路更易于发生舞动事故。从2000年至2012年的输电线路统计数据来看,尽管投入运行的紧凑型线路长度和年限都远低于常规线路,但其发生舞动事故的起数和线路条次数分别占到了舞动事故线路总条次数和起数的9.9%,16.7%。并且考虑到实际各电压等级运行输电线路的数目,舞动问题随导线截面半径大、分裂数多和构架紧凑型等具有明显增加的趋势,紧凑型架空输电线路的舞动治理刻不容缓。
1 情况简介
2012年11月,内蒙古赤峰地区遭遇雨加雪转大到暴雪天气,造成500 kV巴青1、2线(紧凑型线路)覆冰舞动跳闸。分别故障跳闸。本次覆冰舞动跳闸是赤峰地区输电线路第一次发生覆冰舞动跳闸情况,且舞动时间长达近60小时,比较少见。
当时情况为:故障发生时,经与赤峰市气象局联络,查询了故障区段最近的元宝山地区气象资料:11月3日8时,风向是南风,最低温度-1.8℃,平均风速是8 m/s,降水量6.2 mm。微气象设备气象情况是调查与其距离最近的396#杆塔上安装的微气象设备数据(故障区段内杆塔),监测数据为:降雪300 mm,气温-3℃,风速约为10 m/s-15 m/s。现场观测情况是在4日6时,运维人员抵达故障区域,发现导线引流线舞动严重,脱落的导线覆冰厚度约为15 mm,手持风速仪测度风速10 m/s,风向基本与线路垂直,符合线路发生舞动冰、风风条件。
白巴青1、2线均为500千伏单回紧凑型输电线路,走向、路径基本相同,两单回紧凑型线路平行、相距50 m左右排列,起于内蒙古西乌旗的白音华,经巴林变电站、青山变电站、北宁变电站,终点到达辽宁营口的渤海变电站,导线型号为LGJ300/40导线,相排列方式为倒三角形,相间距6.7m,分裂导线外接圆直径0.75 m,途径区域主要地形平原开阔地,舞动区段线路走向东北-西南走向,最大设计风速为34m/s,最大设计覆冰厚度为10 mm。结合故障区段周围地形地貌、故障时段气象条件判断,本次故障跳闸为覆冰造成的线路舞动造成。
2 制定措施
常规线路的防舞与紧凑型线路的防舞应采取不同的控制策略。常规线路相间距很大,因此线路防舞只需抑制低阶(幅值大,波长)舞动,减少对杆塔的破坏程度。对于紧凑型线路,相间距离小,在线路导线有相对较为轻微的舞动时就会造成相间放电,因此治理时应以控制不放电为主。故针对本次事故我們制定了防止事故重复发生的措施和建议。
2.1 对在运线路进行改造
根据《国家电网公司输电线路防舞动差异化改造指导意见》,结合500 kV巴青1、2号线的重要性及地区电网结构,不仅将舞动地段线路划为易舞区,还要根据线路走向与主导风向夹角,对500 kV巴青1、2号线全线进行校核,扩大易舞区范围。同时,根据《国家电网公司舞动区域分布图绘制规则》,将舞动地段线路周边5公里范围划定为易舞区域,对区域内的其他66 kV及以上电压等线路同步进行防舞动改造。基本原则如下。
1)综合气象条件、春季主导风向、地形及线路走向等因素,将巴青1、2号线舞动区段确定为易舞区段,以耐张段为基本单元进行防舞动改造。巴青1号线加装线夹回转式间隔棒,巴青2号线加装相间间隔棒。
2)巴青2号线安装的相间间隔棒要采用绞接、分段式,间隔棒要结合所处污区考虑统一爬电比距。
3)易舞区段耐张塔、紧邻耐张塔的直线塔和重要交叉跨越段铁塔进行全塔防松改造,加双帽。
4)根据地形在部分易舞区段安装舞动在线监测装置、视频在线监测装置和微气象在线监测装置。
5)巴青1、2号线易舞区段跨越高速公路、主干铁路等地段进行耐-直-直-耐独立耐张段改造。线易舞区段周边5公里范围内同一走向的220 kV、66 kV线路,采取安装相间防舞间隔棒措施。
6)结合停电改造,对舞动地段杆塔、间隔棒、金具等进行检查,抽检复合绝缘子送电科院检测。
2.2 在设计时应采取有效的措施
1)线路设计时设计单位应与运行单位加强沟通,合理选择线路路径,尽量少出现大跨越、横穿风口、和少经过易出现冻雨天气的地区,必须穿过时,应合理选择线路路径与覆冰季节的风向夹角。
2)线路必须通过发生过覆冰的地区时,应提高设计标准,增加线路的电气强度和机械强度。使导线在发生舞动后,能够保证相间导线具有足够的间隙。
3)在发生过舞动的区域设计时必须避免紧凑型线路尽量减少上下垂直排列的方式。
3 结论
对于紧凑型线路,如处在很典型的强舞动地区,应采用比《国家电网公司输电线路防舞动差异化改造指导意见》中更严格的措施,在设计条件允许的情况下采用准封闭三角形布置方式。在设计条件难以满足要求的情况下,可在合理的范围内适当调整准封闭三角形的相间间隔棒间距。对于中、弱舞动区域,建议对紧凑型的螺旋式不等距配置方式进行复核,对于重要线路的相间间隔棒间距过长的部位可以进行加密处理。
参考文献
[1]国家电网公司输电线路防舞动差异化改造指导意见[M].
[2]李博之.500 kV输电线路施工技术[M].北京:中国电力出版社,1999.