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輸電線路覆冰舞動原因分析及預(yù)防措施

文檔作者：王曉彪于洪海肖信昌文檔來源：國網(wǎng)吉林省電力有限公司長春供電公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2024年07月01日
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上一篇：輸電線路桿塔拉線金具防盜措施

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電力安全技術(shù) 第19卷(2017年第5期)
輸電線路覆冰舞動原因分析及預(yù)防措施
王曉彪，于洪海， 肖信昌
(國網(wǎng)吉林省電力有限公司長春供電公司，吉林長春 130021)
[摘要]介紹了長春地區(qū)2起大范圍輸電線路覆冰舞動的異常情況；結(jié)合發(fā)生覆冰舞動的輸
電線路的基本狀況，從線路方向、地區(qū)環(huán)境、線路規(guī)格、懸掛參數(shù)等方面分析了覆冰舞動產(chǎn)生的原因；
并提出了針對性的預(yù)防措施，有利于改進(jìn)輸電線路的供電可靠性，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[關(guān)鍵詞]輸電線路；覆冰舞動；相間間隔棒；預(yù)防措施
0 引言
高壓輸電線路是地區(qū)電網(wǎng)的重要組成部分，其
運(yùn)行質(zhì)量對安全供電有著重要影響。野外輸電線路
相間絕緣主要是靠空氣，其絕緣距離隨電壓等級的
升高而增大，導(dǎo)線間必須保證一定的安全距離。如
果因某種原因?qū)е孪嚅g、相地距離小于安全絕緣距
離，就會引起導(dǎo)線相間、相地間放電或擊穿，造成
導(dǎo)線短路、燒損甚至斷線，形成輸電線路相間短路
事故或斷線事故，在線路繼電保護(hù)裝置作用下，輸
電線路會停電，進(jìn)而破壞地區(qū)電網(wǎng)完整性。
在天氣寒冷地區(qū)，覆冰舞動是影響導(dǎo)線間絕緣
距離的重要因素。2009-2010年，長春地區(qū)受惡
劣天氣的影響，連續(xù)2年出現(xiàn)大范圍的輸電線路導(dǎo)
線覆冰舞動異常晴況，威脅地區(qū)電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定。
因此有必要對此現(xiàn)象發(fā)生的原因進(jìn)行分析、探討。
1 發(fā)生覆冰舞動的輸電線路狀況及事故影響
2起輸電線路發(fā)生覆冰舞動的基本狀況如表l，
2所示。從表中可知，因?qū)Ь€覆冰舞動引起的相間、
相地間瞬時短路，共計造成l0條66—5o0kV輸電
線路故障跳閘。特別是2010-04-12覆冰舞動動作
幅度大，持續(xù)時間長達(dá)10 h，同時引起線路桿塔傾
斜倒塌、金具損壞、絕緣子斷裂、導(dǎo)線脫落等嚴(yán)重
的設(shè)備事故，造成瞬間停電事故多達(dá)l3次，對系
統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成極大的影響。
2 導(dǎo)線覆冰舞動原因分析
2．1 覆冰形成的原因和過程
導(dǎo)線覆冰是由空氣溫度、濕度、冷暖空氣對流、
環(huán)流、風(fēng)速以及風(fēng)向等多重氣象因素綜合導(dǎo)致的一
表1 201 0-04-1 2長春地區(qū)覆冰舞動線路的事故調(diào)查
一 一
第19卷(2017年第5期) 電力安全技術(shù)
表2 2009-03-05長春地區(qū)覆冰舞動線路事故調(diào)查
種物理現(xiàn)象，主要發(fā)生在初冬或初春季節(jié)。當(dāng)氣溫
下降至一5—0℃ ，風(fēng)速為3一l5 m／s(即3—6級風(fēng))
時，如遇雨夾雪、大霧、小雨等天氣，首先會在導(dǎo)
線上形成雨??；如果氣溫隨后升高，則雨凇融化；
融化后，如果天氣繼續(xù)轉(zhuǎn)睛，則停止覆冰；如果隨
后天氣驟然變冷，溫度下降至一15一一8℃，冷水
滴或雪會在粘結(jié)強(qiáng)度較高的雨凇面上迅速增長，逐
漸形成覆冰層。單導(dǎo)線覆冰發(fā)展過程如圖1所示。
·一●一●一◆一●
圖1 單導(dǎo)線覆冰發(fā)展過程
易誘發(fā)導(dǎo)線舞動的典型冰形如圖2所示。其中：
第1，2，4，5種冰形， 當(dāng)覆冰層在迎風(fēng)面時，會
產(chǎn)生劇烈的舞動；第3種冰形只有風(fēng)從覆冰層背面
吹來時，才會產(chǎn)生舞動。
● ● ■
● I-
圖2 易誘發(fā)導(dǎo)線舞動的典型冰形
長春地區(qū)發(fā)生的2次覆冰舞動中，其覆冰層均
形成于背風(fēng)面，屬于典型冰形的第3種。這證實(shí)了
冰形、覆冰方位和風(fēng)向之間的相互關(guān)系對誘發(fā)舞動
具有決定影響。
2。2 影響導(dǎo)線覆冰舞動的主要因素
2．2．1 線路的走向與風(fēng)向
分析覆冰舞動線路的走向，除500kV某1，2
號線舞動段為南北走向外，220 kV某西線、66 kV
某九甲(乙)線、66 kV某公甲(乙)線、66 kV某
哈線、66 kV某營線舞動段均為東西走向，而東北
地區(qū)冬季普遍的西北風(fēng)，正與東西走向線路的導(dǎo)線
軸線成45。一90。夾角，形成了有利于舞動激發(fā)與
擴(kuò)展的地理條件。線路與風(fēng)向關(guān)系如圖3所示。
西北風(fēng) — 北風(fēng)
北
f
線路走向
圖3 線路與風(fēng)向關(guān)系
線路的走向固定，是不變參數(shù)，而風(fēng)向是可
變參數(shù)。當(dāng)風(fēng)向與導(dǎo)線平行或與導(dǎo)線之間的夾角小
于45。或大于150。時，覆冰舞動較輕；當(dāng)風(fēng)向與
導(dǎo)線垂直或風(fēng)向與導(dǎo)線之間的夾角大于45?；蛐∮?
150。時，覆冰舞動比較嚴(yán)重。
特別是500 kV某l，2號線及66 kV某九甲(乙)
線，在導(dǎo)線軸線與風(fēng)向成45。一90。夾角的十幾檔、
甚至幾十檔內(nèi)，均觀測到不同程度的導(dǎo)線覆冰舞動
情況。而與之相連的轉(zhuǎn)向后線路(夾角小于45。)，
雖然2者氣象條件與線路條件完全相同，卻沒有出
現(xiàn)覆冰舞動跡象。由此可見，線路走向與風(fēng)向的夾
角起決定性作用。500 kV輸電線65—88號地段與
風(fēng)向關(guān)系如圖4所示。
2．2．2 地區(qū)環(huán)境
發(fā)生導(dǎo)線覆冰舞動的地區(qū)，多數(shù)為平原、河口、
大跨越等空曠的平原開闊地帶，因為這些地區(qū)風(fēng)力
比市區(qū)、城郊、山區(qū)、丘陵等地區(qū)更大，有利于舞
動的形成，另外，線路附近的湖泊、水庫等產(chǎn)生的
濕暖氣流更有利于導(dǎo)線覆冰的形成，進(jìn)而導(dǎo)致舞動
的產(chǎn)生。500 kV某1，2’號線路所經(jīng)過的地區(qū)環(huán)境
如圖5所示。
一O一
電力安全技術(shù) 第19卷(2017年第5期)
號
北
f
圖4 500 kV輸電線65—88號地段與風(fēng)向關(guān)系
圖5 舞動線路經(jīng)過的地區(qū)環(huán)境
2．2．3 導(dǎo)線類型與參數(shù)
覆冰舞動多發(fā)生在LGJ-240及以上型號導(dǎo)線
及分裂導(dǎo)線的線路上。由此可以總結(jié)出2個規(guī)律：
分裂導(dǎo)線比單導(dǎo)線易發(fā)生覆冰舞動；大截面導(dǎo)線比
小截面導(dǎo)線易發(fā)生覆冰舞動。
500kV某1，2號線發(fā)生覆冰舞動時，目測其
四分裂導(dǎo)線上下起伏的幅度為10 m左右。發(fā)生如
此嚴(yán)重舞動的原因在于分裂導(dǎo)線覆冰形狀與單導(dǎo)線
覆冰形狀的差別。對于單導(dǎo)線的軸線，其覆冰一般
都是偏心且處于迎風(fēng)面上，偏心必然帶動導(dǎo)線沿軸
線扭轉(zhuǎn)，從而改變導(dǎo)線的迎風(fēng)面，出現(xiàn)新的迎風(fēng)面
和新的覆冰層。如此反復(fù)扭轉(zhuǎn)，使得導(dǎo)線的覆冰界
面逐漸接近圓形，削弱了作用在導(dǎo)線上的空氣動力
荷載，對舞動起到了一定的抑制作用。而對于分裂
導(dǎo)線而言，由于每隔一段距離會安裝間隔棒，在間
隔棒的作用下扭轉(zhuǎn)剛度增加，迎風(fēng)面覆冰后導(dǎo)線難
以發(fā)生扭轉(zhuǎn)，致使偏心覆冰隋況加劇，從而增加了
作用在分裂導(dǎo)線上的空氣動力荷載。因此，分裂導(dǎo)
線比單導(dǎo)線易發(fā)生覆冰舞動。
大截面的導(dǎo)線比小截面的更易產(chǎn)生舞動，這也
與其自身的扭轉(zhuǎn)剛度有很大關(guān)系。大截面的導(dǎo)線扭
一 一
轉(zhuǎn)剛度大，在偏心覆冰后不易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，更多的覆
冰層逐漸在迎風(fēng)面增多、增厚，使迎風(fēng)面及背風(fēng)面
的覆冰層厚度差增大。由于大截面的偏心覆冰晴況
比小截面導(dǎo)線嚴(yán)重得多，因此產(chǎn)生舞動的幾率較高。
500 kV某1，2號線發(fā)生的覆冰舞動驗證了以
上觀點(diǎn)。
2．2．4 導(dǎo)線懸掛高度及檔距
從發(fā)生覆冰舞動的地段看，其中多數(shù)桿塔相
對較高、檔距相對較大。特別是500kV某1，2
號線，發(fā)生覆冰舞動的耐張段72—88號，總檔距
6 881 m，代表檔距437．92 m，桿塔平均呼稱高為
35．12m，平均全高60m以上。因此總結(jié)規(guī)律：導(dǎo)
線覆冰舞動的幅值與桿塔高度、檔距大小呈正相關(guān)
關(guān)系，桿塔越高，檔距越大，線路發(fā)生覆冰舞動時
其上下起伏的幅度就越大，舞動越嚴(yán)重；反之，桿
塔越低、檔距越小，舞動幅值越小。
長春地區(qū)發(fā)生的輸電線路舞動屬于典型的導(dǎo)線
偏心覆冰舞動。2009年之前，東北地區(qū)的初春和
初冬季節(jié)，空氣干燥、有冰時無風(fēng)、有風(fēng)時無冰，
一般不具備覆冰舞動的條件，所以過去30年里從
未發(fā)生過覆冰舞動現(xiàn)象。2009年之后，隨著全球
氣候變暖，每逢3，4月份會出現(xiàn)冷暖交替的雨雪
天氣，空氣濕度大、晝夜溫差明顯，又因春季的大
風(fēng)天氣，濕度、溫度、風(fēng)速、風(fēng)向等誘因出現(xiàn)了耦
合。這種天氣通常持續(xù)1o_ 0天，在此期間，輸
電線路隨時可能發(fā)生覆冰舞動。
3 預(yù)防措施
為了有效預(yù)防輸電線路覆冰舞動的發(fā)生，在輸
電線路可能發(fā)生舞動的異常地區(qū)，根據(jù)舞動原因，
提出以下幾種預(yù)防措施。
(1)在導(dǎo)線舞動地區(qū)增設(shè)防風(fēng)帶。通過植樹造
林改變風(fēng)向，但此措施耗時長，不會馬上見效。
(2)改變導(dǎo)線路徑與風(fēng)向夾角。新建輸電線路
時，應(yīng)考慮導(dǎo)線路徑與風(fēng)向夾角，但會因此增加投
資費(fèi)用，成本較高。
(3)增設(shè)抑舞動相間間隔棒。在輸電線容易產(chǎn)
生導(dǎo)線舞動異常的地區(qū)，在相間導(dǎo)線之間增設(shè)相間
間隔棒，一般1個檔距內(nèi)裝設(shè)2—3個。此方法成
本低，適應(yīng)性好，便于實(shí)施。
經(jīng)過實(shí)踐驗證，凡是裝設(shè)相間間隔棒的導(dǎo)線，
第19卷(2017年第5期) 電力安全技術(shù)
再沒有發(fā)生因舞動產(chǎn)生相間、導(dǎo)地線間、導(dǎo)線對地 需要在實(shí)際運(yùn)行工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗，通過采用新
間擊穿短路的事故。 方法、新技術(shù)、新手段，有效地預(yù)防覆冰舞動的發(fā)
生，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 ．
4 結(jié)束語
通過對輸電線路導(dǎo)線舞動原因分析，研究制定
了增設(shè)抑舞動相間間隔棒的措施，經(jīng)實(shí)踐驗證，該
措施可以有效防止導(dǎo)線偏心覆冰舞動，簡單而有效，
目前已被廣泛應(yīng)用。雖然增設(shè)相間間隔棒增加了檢
查維護(hù)試驗工作量，卻以較低成本解決了線路覆冰
舞動的問題，為電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行起到積極作用。
預(yù)防輸電線路覆冰舞動是長期、系統(tǒng)的工作，
收稿日期：2016-10—28。
作者簡介：
王曉彪(196l一)，男，高級工程師，主要從事電網(wǎng)建設(shè)管理等
工作，emafl：782753212@qq．corn。
于洪海(1976一)，男，高級技師，主要從事輸電線路運(yùn)維、檢
修、帶電作業(yè)現(xiàn)場施工工作。
肖信昌(1938一)，男，高級技師，主要從事電力培訓(xùn)工作。
中國大唐集團(tuán)公司召開班組文化樣板間建設(shè)推進(jìn)會
為進(jìn)一步加強(qiáng)中國大唐集團(tuán)公司班組文化建設(shè)，促進(jìn)大唐精神在基層落地，提升班組管理水平，
4月20至21日，集團(tuán)公司政工部組織6家參與試點(diǎn)工作的分、子公司，在大唐黃島發(fā)電有限責(zé)
任公司召開班組文化樣板間建設(shè)推進(jìn)會議。
會上，系統(tǒng)6家班組文化樣板間創(chuàng)建試點(diǎn)單位做了試點(diǎn)工作情況介紹：廣西分公司充分發(fā)揮
水電班組優(yōu)勢，大力開展“四型一化”班組建設(shè)；新能源公司結(jié)合風(fēng)電班組實(shí)際，采用“IO+X”
模式進(jìn)行探索；陜西發(fā)電公司以寶雞熱電磨煤機(jī)班為樣板，著力建設(shè)尊重首創(chuàng)、引人人勝的班組
文化；河南發(fā)電公司注重以人為本，逐步讓文化成為班組的內(nèi)生動力；煤業(yè)公司充分結(jié)合煤炭產(chǎn)
業(yè)特點(diǎn)，抓好關(guān)鍵崗位，打造安全文化；山東發(fā)電公司推出“四項措施、十大方法、一個特色”，
創(chuàng)新文化對標(biāo)理念，從文化定位、文化落地、文化固化、文化暖心4個方面構(gòu)筑班組文化建設(shè)的
立體格局。
參會代表與山東公司部分班組長進(jìn)行了座談，大唐國際發(fā)電公司代表交流了班組建設(shè)經(jīng)驗。
代表們深入研討班組文化建設(shè)，就如何打造班組特色文化、如何在班組建設(shè)中促進(jìn)大唐精神落地
及如何做好文化品牌工作等方面內(nèi)容進(jìn)行了熱烈的討論。
集團(tuán)公司政工部相關(guān)同志對前一階段班組文化樣板間創(chuàng)建情況進(jìn)行了總結(jié)，并就下一步如何
持續(xù)推進(jìn)文化樣板間創(chuàng)建工作、做好班組文化建設(shè)等工作提出具體要求。集團(tuán)公司安全生產(chǎn)部相
關(guān)同志參加會議并作了指導(dǎo)。
會議期間，與會人員到黃島發(fā)電公司繼電保護(hù)班組現(xiàn)場調(diào)研班組文化建設(shè)情況，參加了該班
組班前會、安全生產(chǎn)“人人講”課堂、文化點(diǎn)贊會、大唐精神宣講會等文化活動，觀看了班組制
作的文化短片和電子班務(wù)演示，聽取了班組人員踐行大唐精神的工作匯報，觀看了班組文化墻、
文化展牌、文化手冊等文化載體，對該企業(yè)班組文化樣板間創(chuàng)建情況給予了肯定并提出了建議。
班組文化建設(shè)是推進(jìn)大唐精神落地、打造高績效班組、培育高素質(zhì)員工和塑造大唐品牌的需要。
班組文化樣板間創(chuàng)建工作是集團(tuán)公司年度重要文化活動之一，在中央企業(yè)中亦屬創(chuàng)新舉措，分為
頂層設(shè)計、實(shí)踐推進(jìn)、總結(jié)提升3個階段進(jìn)行，后續(xù)工作將在部分火電、水電、風(fēng)電、煤炭生產(chǎn)
班組繼續(xù)開展。 l
(來源：中國大唐集團(tuán)公司網(wǎng)站2017—04一 5) |_
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