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輸電線路覆冰危害分析及防范措施

文檔作者：付顯明文檔來源：湖南永州電業(yè)局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年07月01日
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上一篇：輸電線路覆冰舞動(dòng)原因分析和治理措施

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第26卷 湖南電力 2006電力論壇增刊
輸電線路覆冰危害分析及防范措施
付顯明
(湖南永州電業(yè)局， 湖南永州425000)
中圖分類號(hào)：TM726；TM855 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1008·0198(2006)S 一0063．02
l● -刖 ■-． ●再■■一
2005年初，湖南電網(wǎng)遭受了50年未遇的冰災(zāi)，
造成了多起輸電線路的跳閘、斷線、倒桿事故?？?
見，輸電線路的覆冰已經(jīng)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)
行造成了嚴(yán)重的危害。文中主要對(duì)輸電線路覆冰產(chǎn)
生的各種危害進(jìn)行了分析，并有針對(duì)性地提出了防
范措施。
2 輸電線路覆冰產(chǎn)生的危害
2．1 絕緣子冰閃
輸電線路絕緣子冰閃往往造成線路跳閘、絕緣
子炸裂，嚴(yán)重威脅著架空輸電線路的安全。從其分
布的位置來看，此類故障多發(fā)生在氣候變化異常的
大山、丘陵及屬于2個(gè)氣象區(qū)的交界處海拔較高的
分水嶺及風(fēng)口，因?yàn)樵谶@些位置易出現(xiàn)覆冰、濃霧
現(xiàn)象。如永州電業(yè)局2005年覆冰最嚴(yán)重的I10 kV
陽桐線段就處在海拔較高的風(fēng)口。當(dāng)然，在靠近工
廠、礦山、公路的重污染區(qū)，由于空氣粉塵及鹽密
度含量高，也容易造成輸電線路絕緣子冰閃。
其次，從氣象特征看，較大范圍的降雪導(dǎo)致的
融冰雪、霧凇、雨凇和區(qū)域性的持續(xù)大霧，容易形
成大范圍的絕緣子冰凌冰閃故障。在霧天， 以大氣
中懸浮的細(xì)小塵埃為核所凝結(jié)的霧滴沉降會(huì)使近地
面大氣污染濃度突發(fā)性增高，持續(xù)大霧帶來的濕沉
降使絕緣子受更大污染，在特定溫度下使絕緣子表
面覆冰或被冰凌橋接后，絕緣強(qiáng)度下降，泄漏距離
縮短。在融冰過程中冰體表面或冰晶體表面的水膜
會(huì)很快溶解污穢物中的電解質(zhì)，并提高融冰水或冰
面水膜的導(dǎo)電率，引起絕緣子串電壓分布的畸變
(而且還會(huì)引起單片絕緣子表面電壓分布的畸變)，
從而降低覆冰絕緣子串的閃絡(luò)電壓。同時(shí)，在融冰
期通常伴有大霧，大氣中的污穢微粒作為凝聚核包
收稿日期：2006-05-il
含在霧中，將會(huì)使絕緣子覆冰融化時(shí)冰水電導(dǎo)率進(jìn)
一步增加。另外有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，覆冰越重，電
壓分布畸變?cè)酱?，絕緣子串兩端特別是高壓引線端
絕緣子承受電壓百分?jǐn)?shù)越高。由此造成絕緣子冰閃
故障不斷增加。
2．2 導(dǎo)線覆冰舞動(dòng)
架空輸電導(dǎo)線的覆冰舞動(dòng)是一種低頻、大振幅
的自激振動(dòng)，舞動(dòng)的頻率范圍一般為0．1～1 Hz，振
幅從幾十厘米到十一、二米均有，由于舞動(dòng)的持續(xù)
時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)造成導(dǎo)線及金具的疲勞破壞、磨損和
導(dǎo)線斷股，有時(shí)甚至造成輸電線路停電跳閘及桿塔
變形、傾斜或倒塌等惡性事故。入冬以來，湖南電
網(wǎng)發(fā)生的多起輸電線路的斷線、倒桿事故，很大程
度上是因?yàn)閷?dǎo)地線的覆冰舞動(dòng)造成的?？梢?，架空
輸電導(dǎo)線的覆冰舞動(dòng)已經(jīng)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)
行構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。
導(dǎo)線舞動(dòng)的形成取決于覆冰、風(fēng)激勵(lì)和導(dǎo)線結(jié)
構(gòu)參數(shù)這3方面的因素。覆冰狀況由氣溫、降雨及
降雪等條件決定，它具有隨機(jī)性，且它與風(fēng)速的組
合也是隨機(jī)的。由于導(dǎo)線覆冰各種條件的差異，所
覆冰雪的形狀各異，導(dǎo)線截面以及導(dǎo)線架設(shè)條件不
同，再加上引起舞動(dòng)的風(fēng)速和風(fēng)向也變化無窮，所
以發(fā)生導(dǎo)線舞動(dòng)現(xiàn)象的原因極為復(fù)雜，也就是說導(dǎo)
線的舞動(dòng)較多地受隨機(jī)因素的影響。另外，輸電導(dǎo)
線是1根或1組懸垂柔性體，其結(jié)構(gòu)及振動(dòng)時(shí)的狀
態(tài)表現(xiàn)出非線性，風(fēng)激勵(lì)產(chǎn)生的載荷與運(yùn)動(dòng)中的結(jié)
構(gòu)相互作用又導(dǎo)致動(dòng)力非線性。受隨機(jī)因素影響及
此2類非線性問題使得對(duì)輸電導(dǎo)線舞動(dòng)問題的研究
成為一個(gè)包含隨機(jī)因素與非線性特征的綜合性課
題。
導(dǎo)線舞動(dòng)大致分3種模式：
a．橫向(垂直方向)激發(fā)模式。這種理論認(rèn)為
導(dǎo)線元的升力對(duì)于攻角具有較大的負(fù)斜率，此時(shí)其
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2006電力論壇增刊 湖南電 力 第26卷
所受的升力與振動(dòng)方向相同，導(dǎo)線元在運(yùn)動(dòng)中吸收
能量變?yōu)椴环€(wěn)定狀態(tài)，在一定條件下，任何微小的
風(fēng)擾動(dòng)都有可能引起大振幅的振動(dòng)。
b．扭轉(zhuǎn)激發(fā)模式。這種理論認(rèn)為，當(dāng)空氣動(dòng)力
中的扭轉(zhuǎn)阻尼為負(fù)并且大于導(dǎo)線的固有扭轉(zhuǎn)阻尼
時(shí)，若此時(shí)的扭轉(zhuǎn)頻率接近于垂直向的諧振舞動(dòng)頻
率，則純的扭轉(zhuǎn)不穩(wěn)定性可能誘發(fā)垂直向的舞動(dòng)。
C．偏心慣性耦合激發(fā)模式。在雨量與風(fēng)速都很
大時(shí)，導(dǎo)線覆冰常覆在背風(fēng)面， 即偏心質(zhì)量位于背
風(fēng)面，即使此時(shí)橫向振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)可．能分別都是
穩(wěn)定的，但由于偏心慣性作用會(huì)引起攻角變化，從
而使相應(yīng)的升力對(duì)橫向振動(dòng)形成正反饋，加劇橫向
振動(dòng)，并逐漸積聚能量，最后形成大幅度的舞動(dòng)。
大幅度的導(dǎo)線覆冰舞動(dòng)產(chǎn)生的后果是相當(dāng)嚴(yán)重
的， 當(dāng)覆冰厚度超過或接近導(dǎo)線及鐵塔的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
時(shí)，加上導(dǎo)地線大幅度覆冰跳躍舞動(dòng)，對(duì)鐵塔產(chǎn)生
的強(qiáng)烈的沖擊力，動(dòng)、靜載荷將會(huì)超過鐵塔設(shè)計(jì)承
載能力，造成嚴(yán)重的斷線倒塔事故。
3 輸電線路覆冰的防范措施
根據(jù)上述對(duì)輸電線路覆冰產(chǎn)生的各種危害的分
析， 可有針對(duì)性地采取以下防范措施：
3．1 根據(jù)線路運(yùn)行環(huán)境的氣象資料、環(huán)境資料和環(huán)
境特征等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確劃分覆冰、大霧等微氣象
控制區(qū)。
3．2 在微氣象控制區(qū)內(nèi)設(shè)立融冰監(jiān)視哨，在融冰警
戒期間對(duì)線路運(yùn)行情況進(jìn)行24 h監(jiān)視。
3．3 根據(jù)區(qū)域內(nèi)線路重要程度和檢修周期情況，制
定控制區(qū)域內(nèi)的綜合防絕緣子冰閃方案及導(dǎo)線融冰
方案。
3．4 加大對(duì)融冰設(shè)備的檢修力度，保證融冰設(shè)備的
完好率。
3．5 加強(qiáng)調(diào)爬力度，提高絕緣子自身的防冰閃能
力。同時(shí)，絕緣配置的提高，也增強(qiáng)了線路的耐雷
水平。
3．6 加強(qiáng)鹽密測(cè)量工作，根據(jù)鹽密測(cè)量結(jié)果，加強(qiáng)
重污區(qū)的清掃工作。
3．7 合理設(shè)計(jì)、配置桿塔及導(dǎo)線型號(hào)，確保桿塔及
導(dǎo)線強(qiáng)度能滿足特殊地形和氣象條件要求，并盡量
避開可能引起導(dǎo)線嚴(yán)重覆冰或?qū)Ь€舞動(dòng)的特殊地
區(qū)。
3．8 ．在大跨越地段和導(dǎo)線嚴(yán)重覆冰地區(qū)的輸電線
路上加裝擾流防舞器。
3．9．加強(qiáng)對(duì)輸電線路的巡視工作，對(duì)重要的輸電線
路和輸電線路重冰區(qū)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。
3．1O 倒塔事故處理過程中，對(duì)鐵塔要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，避
免同樣氣象條件下再次發(fā)生倒塔事故。
3．11 制訂詳細(xì)可行的斷線、倒塔事故的應(yīng)急預(yù)案，
并且有針對(duì)性地進(jìn)行反事故演習(xí)。
4 結(jié)束語
雖然架空輸電線路覆冰產(chǎn)生的危害很嚴(yán)重，但
應(yīng)當(dāng)從2005年初湖南電網(wǎng)的多起輸電線路覆冰引
起的事故中吸取教訓(xùn)，只要我們采取了嚴(yán)密的防范
措施，就可以保證輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
(上接第54頁)
公司工程施工有史以來，第1個(gè)實(shí)現(xiàn)全過程項(xiàng)目安
全預(yù)評(píng)價(jià)、工序安全評(píng)價(jià)和驗(yàn)收安全評(píng)價(jià)的工程。
最初的工程安全性評(píng)價(jià)檢查標(biāo)準(zhǔn)，是送電
(Ⅲ)項(xiàng)目部依據(jù)西北網(wǎng)公司《電網(wǎng)建設(shè)工程安全文
明施工現(xiàn)場(chǎng)檢查評(píng)價(jià)表》自行編制的，在基礎(chǔ)施工
前，由公司安監(jiān)部、聯(lián)合監(jiān)理部、項(xiàng)目部安監(jiān)分別
對(duì)項(xiàng)目部、施工隊(duì)進(jìn)行1次檢查與評(píng)價(jià)。2004年9
月，國家電網(wǎng)公司出臺(tái)“關(guān)于印發(fā)《電力建設(shè)安全
健康環(huán)境評(píng)價(jià)管理辦法(試行)》的通知”，即488號(hào)
文件。項(xiàng)目部及時(shí)對(duì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行消化，并在組塔
施工中試行，成為750工程率先執(zhí)行的單位，得到
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國家電網(wǎng)公司專家組的充分肯定，并推廣至全線。架
線施工時(shí)，項(xiàng)目部安監(jiān)與聯(lián)合監(jiān)理部，就評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
評(píng)分表?xiàng)l文進(jìn)行了有益探討，進(jìn)一步吃透標(biāo)準(zhǔn)、掌
握量度、真實(shí)評(píng)價(jià)，提高了項(xiàng)目安全管理水平。
回顧1年的施工歷程，750項(xiàng)目部在安全／環(huán)境
策劃與實(shí)施上花了大力氣，費(fèi)了大功夫，并在上級(jí)
的各種檢查中獲得好評(píng)。2004年9月17日、2005年
4月22日和7月19日，國家電網(wǎng)公司委派上海德
瑞公司安全咨詢檢查專家組，對(duì)項(xiàng)目部進(jìn)行了3次
安全咨詢與檢查，均給予了較高評(píng)價(jià)。750 kV輸變
電工程全面竣工驗(yàn)收之際，西北網(wǎng)竣工驗(yàn)收組對(duì)送
電(Ⅲ)項(xiàng)目部的OE管理工作，給予了充分肯定。

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