李川川、王玉、魏文明、路广涛
山东滨州东力电气有限责任公司 山东滨州 256600
摘要:近年来社会用电需求的不断增大,电力工程建设数量也逐渐增多。架空输电线路是电力能源传输的基础设施,与电力能源的供应有着密切的联系。人们生活、工作离不开电力能源的保障,架空输电线路安全稳定运行对社会发展带来巨大的损失,有着重要作用。导线舞动问题会导致金具损坏、跳闸,甚至发生倒塔,造成极其严重的经济影响。本文就架空输电线路防舞设计关键问题展开探讨。
关键词:架空输电线路;防舞设计;电力工程
引言
随着我国冬季气候的不断变化,风、雪、雷电、洪水等自然灾害情况逐年增多。伴随着风、雪灾害的发生,由此带来的衍生现象———输电线路导线舞动的危害日趋严重。近年来,全国许多地方曾发生高压输电线路舞动现象,经济损失严重,严重威胁输电线路的安全稳定运行。因此开展输电线路舞动机理研究,寻找切实有效的线路舞动治理方法,对防止或减少煤矿供电事故的发生、提高供电的安全可靠性具有重要的社会效益和经济效益。
1输电线路舞动分析
进入冬季之后,风雪天气就会逐渐来临。风雪较大、较多时,就会在输电线路的导线上覆盖大量的冰。由于冰本身具有一定的自重,因此就会使输电线路上的导线发生摇晃,从而产生大幅度的偏心现象,再经过风的作用,被冰覆盖的导线就会发生不同频率的振动。通常,架空输电线路导线振动的频率会保持在0.1~0.3Hz,振动的幅度最大也能够达到10m以上。舞动故障的幅度大小,一般会受到外在因素的影响,这些因素主要包括有:(1)输电线路上覆冰的多少;(2)风对输电线路产生的激励效应;(3)输电线路本身的结构参数。对于输电线路的舞动故障,其产生以及变化都具有一定的规律性。由于一旦发生输电线路的舞动故障,就必然会对整个输电线路产生巨大的影响,因此在对输电线路进行设计时,要能够考虑到舞动故障可能会带来的影响,要能够采用新型的线路设计方法来进行设计。与传统的单线回路设计相比较,新型的线路设计方法具有较强的抗舞动能力,但是如果环境影响因素较强,依然需要采用人工预防处理的方式来加以干预。在新型线路设计下,导致舞动故障继续出现的原因有:(1)新型输电线路的架设高度相对比较大;(2)新型导线的截面面积也比较大;(3)新型输电线路中采用的导线还存在一定数量的分裂导线,在风荷载的作用下非常容易出现舞动故障,如果线体是按照垂直方向进行舞动的,则会产生非常大的弧垂。
2防舞设计依据
目前的防舞设计依据主要包括Q/GDW1829—2012《架空输电线路防舞设计规范》、国家电网十八项反措以及各个省区域的电网舞动分布图等。架空输电线路的防舞设计流程,一是根据最新版的舞动分布图,结合已建线路的运行经验,确定线路途经区域的舞动级别;二是根据舞动的级别和防舞设计规范,在路径选择避让、提高导线、金具、杆塔及基础强度、加装防舞措施等方面,给出具体的防舞设计措施。虽然设计规范给出了防舞设计的基本原则,但涉及具体细节,须结合工程实际、地域地形和气象特点,采取相应的防舞设计措施。
3架空输电线路舞动故障的防治措施
3.1制定完善的防治策略
除了来自自然环境对线路的影响外,舞动现象的发生还来自输电线路自身不具备抵御恶劣气候的能力。输电线路舞动问题对系统所造成的影响产生的安全问题以及经济损失不得不加以重视,因此针对这一问题,需要相关企业部门制定科学的防治策略,且落实到实际情况中去。(1)要对发生舞动故障的区域进行检查与螺栓紧固处理。(2)在设计架空输电线路时,针对不同的舞动故障进行分析比较,提高线路防舞动能力。(3)适当缩减塔杆间隙。
(4)重视输电线路舞动故障的治理工作,提高垂直荷载能力。针对上述的措施要点,各企业部门要做到因地适宜,结合实际情况,反复勘测调查,制定最合适的防治措施。
3.2合理选择线路的走向和路径
在技术经济指标允许的条件下,选取合理的路径和线路走向。(1)新建的线路应尽量避开强舞动、舞动多发的地区,尽可能避开冻雨地带或雨淞地带。(2)尽量避开冬季多风、电线易覆冰且风相与线路的交角接近于正交的开阔江河、峡谷、山脊和迎风山坡等易舞动的地段。(3)在平原开阔地带搭线时,应尽量避免线路走向与冬季主风向的夹角过大,一般要小于45°为最好,也就是说夹角越小越不容易发生舞动。
3.3加强导线、金具的耐振强度
导线舞动将造成导线、金具的疲劳损伤,因此,加强导线、金具的耐振强度可有效减小或避免导线舞动造成的危害。加强导线耐振强度的措施主要是通过在导线与金具连接处加装护线条或打背线,加强线夹出口处附近导线的刚度和耐振强度,减小弯曲应力、挤压应力和磨损,对导线起一定阻尼作用。钢芯铝绞线常用的护线条形式有锥形护线条和预绞丝护线条。打背线是用一段与导线材料相同的线材同导线一起安装于线夹中,并在两端与导线帮扎在一起。加强线夹耐振性能主要是提高线夹转动的灵活性,使线夹随导线上下振动而灵活转动,减小导线在线夹出口处的弯曲应力。
3.4采用舞动试验技术来进行有效的防治
随着电力行业的不断发展,越来越多的人开始意识到舞动故障的危害性,并且也开展采用措施来对舞动故障进行预防与处理。各个部门都加大了对舞动故障的研究力度,也结合实际情况突出了相应的理论策略,但是理论仅仅是停留在书面上,与实际运用之间还存在非常大的差别,是现阶段舞动故障仍然无法得到完全控制的主要原因。所以,为了能够对线路舞动进行更好的处理与管理,要能够将相关的理论知识向着具体技术的方向转变,加大对技术措施的研究力度,并以此来达到有效防治的目的。现阶段,通过舞动试验能够对架空输电线路的舞动故障进行仿真模拟,并对相关的试验方法进行灵活的运用,在模拟的过程中获得防舞设计的各项技术参数,实现技术上的突破。
3.5完善输电线路运行的维护工作
周边环境、地质条件、气象变化等情况对于导线影响巨大,因此相关企业部门在线路巡视与故障管理上要尤其注意,结合设备运行状态,开展动态巡视管理,做好日常检查,及时发现运行中存在的线路舞动现象。加强正常供电设备的巡视工作,在故障出现后,要第一时间找出故障发生区进行处理。同时,针对舞动故障加强舞动装置的防护,利用无人机、望远镜等设备进行巡视检查,确保传输质量以及整个架空输电线路的安全运行,提高整体的服务水平。
结语
随着国民经济的增长以及人们生活水平的不断提升,用电需求量也在不断的增加,对供电系统的运行效率和运行可靠性提出了非常高的要求。因此,加强对输电线路舞动故障的研究也是时代发展的必然趋势,要能够采用更加先进的技术手段,做好架空线路舞动故障的防治工作,即使在线路运行时出现舞动故障,也要能够在最短的时间内采取措施进行解决,推动电力行业能够更好更快发展。
参考文献
[1]鲁双.输电线路防舞动措施和方法[J].电子制作,2018,(14):73-74,72.
[2]张涛,王刚.东区变110kV线路防舞动改造项目风险管理实践[J].机电信息,2018,(33):39.
[3]王超.关于特高压输电线路防舞动的研究及探索[J].中国新通信,2019,(4):124.
[4]黄建峰,覃金彩,许杨勇,等.特高压输电线路防舞动研究[J].电子制作,2018,(23):217.