10kv输电线路线抗冰冻性能研究
高压输电线路抗覆冰技术分析
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关键词 : 压 高
输 电线 路
覆冰
技 术
① 线路负重过大。送电线路覆冰后 , 不但垂直荷载大 , 同时杆塔 强 的 目的 , 使运 行 线 路 的抗 冰 能力 达 到 更高 水 平 。 两 侧 电线 的 不均 匀覆 冰 会 产 生一 定 的纵 向 张 力差 ,使杆 塔 的受 力情 21 0 1年 , 建 省 电力 公 司 投 入 1 3 福 5 8万 元 , 力 完 成 5条输 电 着 况 比较 严 重 且 复 杂 , 当出现 罕 见 的 暴 雪冰 载 时 将 使杆 塔 产 生破 坏 。 线 路 的 改造 和 一 座 10干伏 变 电站 选 址 工作 和 2 1 1个 输 配 电线 路和 ② 输 电线路不均匀覆冰 或不 同时期脱冰 、 输电线路舞动 、 线路绝 变压器工程项 目改造工作。此次改造将形成 由北向南 的连接环网手 缘 子 冰 闪等 。 拉手架构 , 将改善电网防冰灾 、 防雷能力和农村低 电压、 配变容量不 20 0 8年 的冰 灾 尤 为突 出 , 次 灾 害 势头 猛 、 间长 、 围广 。 由 足 配 变布 点 不够 , 此 时 范 乡镇 单 回 路 的供 电现状 。 于 大 范 围 冻雨 滴 水 成冰 , 覆冰 厚 度 严 重 超 过 我 国现 行 的 设计 标 准 , 导 24 制定 应 急 预案 . 致 大 面 积倒 塔 ( 】 线 。 杆 断 福 建 省 根据 即将 到来 的寒 冷 天 气 对 山 区 等 地 电 网 的覆 冰 危 害 , 20 0 g年 , 建 山 区 具市 屡 次 出现 雨 雪 冰 : 气 ,0千伏 漠 湖线 制定 了 处置 雨 雪冰 : 福 东天 1 东灾害 事 件 应 急预 案 。 微波支线在 1 1月 的低 温 冻 雨 天 气 中发 生 断 线 。 自 0 9年 1 中旬 1月 此 预 案 将雨 雪 冰 冻灾 害 分 为三 个 等 级 ,只 要 出现 因雨雪 冰 冻天 以来 ,受冷 空 气 南 下影 响 ,福 建 部 分地 区 出 现 雨 雪冰 冻 现 象 ,海 拔 气 出现 2条及 以上 1 0千伏 输 电线 路 同 一时 段 出 现 掉 串 、断 线 、 1 倒 10 0 0米 以 上 的 电 网杆 塔 普 遍 覆冰 。 福 建 各 地 线 路 覆 冰厚 度 为 2毫 塔等现象 ; 省级电网出现输、 配设施设备较大范围覆冰, 变、 重要输 电 米 ~2 O毫 米 , 中 , 武 地 区 覆冰 最 严 重 , 度 达 2 其 邵 厚 O毫 米 , 电 网安 线 路 断 面覆 冰 达 到 设计 标 ; 6 % ; 网设 施 设 备损 毁 危 及 电气 化 对 隹的 0 电 全 构成 了威 胁 。 铁 路 、 府 机 关 、 事设 施 、 通 等重 要 用 户供 电 : 政 军 交 因雨 雪冰 冻 灾害、 导 2 抗 覆 冰 技 术 致 个 别地 区 电网 大面 积 停 电 , 减供 负荷 达 事 故 前 总 负荷 的 2 %及 以 0 21 覆冰 预警 系统 . 上 、0 以下 的任 一 情 况就 进 入预 案 最 轻 级 I 级 事件 。 电力部 门就 4% I I 福 建 输 电线路 覆 冰 预 警 系统 是福 建 电力 公 司防 灾 减 灾 指挥 系统 可 以启 动应 急 预 案 , 保 人 民群 众 生产 生 活 安全 。 确 的 子 系统 , 它是 在 采 用 导 线张 力测 量 、 路 图像 实时 监 视和 小型 气 象 线 3 结 语 站 相结 合 的 综 合 监 测 的基 础 上 , 先 引 入气 象 因子 “ 区 位 置 ”构 建 率 锋 , 福 建 省 地 处祖 国 东 南 沿 海 , 台风 、 雨 、 水 、 灾 、 石流 等 自 暴 洪 冰 泥 了 覆冰 成 灾 模 型和 危害 程 度模 型 ,实 现 了 输 电线 路 覆 冰 形成 全 过 程 然 灾 害 频 发 , 电 网安 全 构成 严 重威 胁 。 近年 来 , 对 严峻 的灾害 考 对 面 的 监测 和 预 警 , 效 提 高 了线 路 覆 冰 情 况预 报 的; 有 隹确性 。 验 , 建省 电力 工作 者 在 国 家 电监 会 、 家 电网 公 司和 福建 省 委省 政 福 国 针 对 不 同 等级 的线 路 覆冰 情 况 , 系统 将 发 出“ 、 、 、 ” 同 府 的坚 强领 导 下 , 立 了风 险 预控 、 急管 理 和危 机 处 置 “ 位 一体 ” 红 橙 黄 蓝 不 建 应 三 等 级 的预 警 信 号 , 另代 表 着 “ 重 、 严 重 、 轻 和 轻 微 ” 覆 冰 影 的应 急 工作 体 系 ,该 公 司 系统 全 体 员 工 以强 烈 的事 业 心和 高 度 的社 分 严 较 较 的 响程 度 ,严 重 ” 级 覆冰 容 易 导 致 线 路 跳 闸 、 障 或设 备 损 坏 , 由 会 责任 感 , 断完 善 应 急 管理 体 系 , “ 等 故 并 不 坚持 预 案 在 先 、 导 靠 前 、 障有 领 保 此 引起 供 电中 断 , 造成 停 电损 失 。 利 用该 系统 建 公 司 能提 前 监 测 力 , 功 战胜 历 次 自然 灾害 的袭 击 , 示 了 “ 全 大 局 、 畏 艰 难 、 福 成 展 顾 不 不 线路 覆 冰 情 况 , “ 色 ” 微 等 级 覆冰 时 就 能 及 时采 取 措 施 , 控��
10kv输电线路线抗冰冻性能研究
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10kv输电线路线抗冰冻性能研究摘要:输电线路覆冰是一种分布相当广泛的自然现象,线路覆冰问题已经成为世界各国普遍关心和急需解决的难题。
近年来,我国输变电设备遭受冰灾破坏严重,特别是2008年1月冰灾造成我国10kV线路倒塔957基,受灾地区多达13个省区,其中湖南、浙江、江西和贵州电网冰灾损失最为严重。
本文针对覆冰的种类及其对线路的危害,按照轻中有重、重中有轻的设计思路,研究了在覆冰地区如何进行10kV线路的抗冰设计,从而提高电网的抗冰能力,合理控制工程造价。
关键词覆冰;10kV输电线路;设计;抗冰措施0 引言近年来,我国输变电设备遭受冰灾破坏严重,特别是2008年1月冰灾造成我国10kV线路倒塔957基,受灾地区多达13个省区,其中湖南、浙江、江西和贵州电网冰灾损失最为严重。
冰灾造成输电线路和变电设备发生大面积冰闪跳闸和倒塔断线,造成重大经济损失,严重影响交通运输和人民生活。
如何进行覆冰地区线路设计,如何提高电网抵御自然灾害的能力,已经成为人们共同关心的社会问题。
1 输电线路覆冰的类型及灾害特点输电线路覆冰一般分为两大类:冻雨覆冰和冻雾覆冰。
其形成过程和所处环境不同,其物理性质各有不同,这两种覆冰都有可能对输电线路造成严重破坏。
(1)冻雨覆冰这种覆冰发生在有降水而且严寒的任何地方,在一些高降水率且气温在冷冻点附近的地方湿雪覆冰更为严重,像我国的南方地区。
根据冰冻层厚度和海拔、地表温度、融化层厚度、最高逆温等不同因素的影响,降水到达地面会变成冻雨、冰雹、融雪、冻湿雪或冻雪等不同类型,对输电线路造成不同的危害。
(2)冻雾覆冰冻雾覆冰只发生在由过冷的小水滴组成的云中,这些小水滴在温度低于0℃时任然是液态的。
这种覆冰是冬季高寒海拔山区输电线路最常见的一种覆冰形式,因此,它经常出现在暴露山区的顶部附近,一般的建筑,像通信塔、输电线杆塔、风力发电设备等其它设施易受伤害。
我国南方大部分地区的电力设备都出现过覆冰,与其它事故相比较,冰灾给电网造成的损失是相当严重的,输电线路覆冰是受微地形、微气象和气候因素影响的复杂过程。
高压输电线路抗覆冰技术
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高压输电线路抗覆冰技术研究摘要:电网的正常工作关系到国民经济的运行和人民群众的正常生活,因此做好高压线路的抗覆冰工作是广大电力工作者的重要任务。
本文在此介绍了一些抗覆冰技术为广大电力工作者提供借鉴。
关键词:高压线路;抗覆冰技术1 引言大自然所带来的灾害往往是人们难以改变的,在冬季里,气温过低,若是持续的强雨雪,便会带给电网严重的损害,必然会影响到国民经济的正常运行和人们的日常生活。
因此做为电力工作者需要深入了解线路覆冰的机理,从而能够做好线路的设计、施工以及维护等工作,减少线路的覆冰,避免自然灾害给国家、人民带来的损失与不便。
2 覆冰机理与危害电网能否顺利运行和气象的变化有着重大的关系,尤其是对于一些容易出现自然灾害的地区,其电网的事故主要就是因为严重的覆冰引起的。
引起送电线路覆冰的现象有多种,例如湿雪、冻雨覆冰和冻雾覆冰等,影响导线覆冰的主要气象因素有气温、空气湿度和风。
一般来说最易覆冰的温度为- 8~0℃。
若气温太低,比如在- 20~- 15℃或更低时,水滴将变成雪花而不易于形成覆冰。
当有了足够冻结的温度后,覆冰的形成还必须有较高的空气湿度,一般要求空气湿度达到90%以上。
如果是凝结在电线上,就使电线覆冰。
这就是电线覆冰。
线路覆冰是严重的灾害,其影响主要有:首先是线路负重过大。
送电线路覆冰后,不但垂直荷载大,同时杆塔两侧电线的不均匀覆冰会产生一定的纵向张力差,使杆塔的受力情况比较严重且复杂,当出现罕见的暴雪冰载时将使杆塔产生破坏。
其次是输电线路不均匀覆冰或不同时期脱冰、输电线路舞动、线路绝缘子冰闪等。
3 高压电网的抗覆冰技术3.1 做好输电线路的覆冰预警系统输电线路的覆冰预警系统是在采用导线张力测量、线路图像实时监视和小型气象站相结合的综合监测的基础上,率先引入气象因子“锋区位置”,构建了覆冰成灾模型和危害程度模型,实现了输电线路覆冰形成全过程的监测和预警,有效提高了线路覆冰情况预报的准确性。
电力系统输电线路抗冰除冰技术研究进展综述
![电力系统输电线路抗冰除冰技术研究进展综述](https://img.taocdn.com/s3/m/47eee7edcfc789eb162dc8b3.png)
电力系统输电线路抗冰除冰技术研究进展综述摘要:电力系统输电线路出现覆冰以后,不仅会影响整个电力系统运行维护工作,严重的还会导致线路短路,电缆弯曲,或者是断线倒塔等现象,因此,为保障整个电力输电线路的正常稳定运行,就应当充分了解掌握影响输电线路覆冰的主要因素,并准确分析输电线路覆冰的危害,不断的研究抗冰除冰的技术,研究出提高抗冰防并的技术措施,从而有效的保障整个电网运行的安全性。
关键词:输电线路;覆冰;抗冰除冰;技术一影响输电线路出现冰灾的因素1.1海拔因素一般条件相同的地区,海拔越高就越容易结冰,导线覆冰也相对较厚,并且雾凇比较多。
对于海拔较低区域,虽然导线上的冰厚比较薄,但大多数是雨凇或者是混合冻结。
1.2气象因素通常输电线路主要是发生在每年的11月份到次年的3月份期间,在入冬和春寒时线路出现冰灾的频率比较高。
当外界气温低于0度时,大气环境中的小水滴会出现冷却现象,气流中过冷却水滴和处于过冷却水滴包围的输电线路导线发生碰撞,并且会在导线的表面冻结形成覆冰,从而影响正常的电力输送运行。
1.3线路走向因素通常东西方向的导线的覆冰要比南北走向的导线覆冰严重。
这是因为冬季的覆冰天气一般都是北风或者是西北风。
所以,咋进行线路敷设时,应当避免导线呈东西走向,降低导线覆冰现象。
1.4电场强度因素经过大部分的现场观测以及试验表明,当电场强度比较小时,导线覆冰量以及覆冰厚度和密度会随着电厂的强度增加而增加;当电厂强度较大时,带电导线的覆冰就比不带电导线的覆冰少很多,并且覆冰量和电压的极性有很明显的关系。
二输电线路冰灾的危害2.1过负载的危害过负载危害,即导线覆冰超过设计抗冰厚度而导致的事故。
机械事故包括:金具损坏、导线断股、杆塔损折、绝缘子串翻转、撞裂等;电气事故,是指覆冰使线路弧垂增大从而造成闪络和烧伤、烧断导线等。
2.2不均匀覆冰或不同期脱冰危害相邻档的不均匀覆冰或线路不同期脱冰会产生张力差,导致导线缩颈或断裂、绝缘子损伤或破裂、杆塔横担扭转或变形、导线和绝缘子闪络及导线电气间隙减少而发生闪络等。
输配电线路覆冰特点及防冰抗冰技术探究
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输配电线路覆冰特点及防冰抗冰技术探究摘要:近几年,大规模的输电线路覆冰事故频发,为减少雨雪、冰冻灾害给电网带来的重大损失、降低维修费用和维护费用,保证人民群众日常生活和工作的供电需要,输电线路覆冰和除冰技术研究成为一个越来越迫切的课题。
本文结合实际,对输配电线路覆冰特点与防冰抗冰技术进行解析。
关键词:输配电线路;覆冰特点;防冰抗冰引言导线裹冰现象的产生与区域气象条件以及地理环境和导线性质等都有着密切的关系,因此相应的处理应基于具体的情况进行。
大气温度等区域气象条件和山体结构等地理环境以及导线直径等导线性质等相关的因素务必要高度重视,以高效地推进导线相关的处理。
以往这方面的研究多侧重于各类因素与裹冰厚度之间的关联性,并不涉及其中可能起到的促进作用。
故而需要在了解输配电线路覆冰特点基础上,采取合理的防冰抗冰技术保证电网运行稳定性。
1导线裹冰特征所产生的影响较大:第一,相关研究数据表明,很多高压主干网架都存在着不同程度的裹冰现象,我国那些常年冻土区尤为严重。
第二,局部地形、气候的特征比较突出。
随着我国近些年来经济的快速发展,我国在高压输电网方面有了更大规模的建设计划,覆盖范围在不断地扩大,一些人迹罕至的恶劣气候区也加强了电力工程设施的建设,但这就给长距离电力输送造成了很大的挑战,相应的技术要求也愈发严格。
寒冬季节,一些低温地区的高压输电线路出现导线裹冰的可能性较大。
如果再遇上一些极端的天气,则会造成更为严重的事故。
第三、导线裹冰的情况比较突出。
电能的传输多是通过分裂导线布设的模式进行,各条导线之间的间距一般应保持在30厘米,随着导线外部裹冰,各条导线即会交织在一起呈现为冰筒形态。
在局部大风的影响下,导线即会出现一定限度的扭转,而此时所形成的冰筒结构则会更为坚实厚重,进而就加重了电能传输过程中的荷载[1]。
2防冰措施2.1强化线路覆冰观察以掌握覆冰规律负责线路施工以及监管的工作人员应实时推进对输配电线路裹冰情况的观察和检测,且应做好精细全面的记录,以掌握该区域内输配电线路裹冰情况的变化规律。
输配电工程线路防冻探讨
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输配电工程线路防冻探讨摘要本文针对输配电工程中线路的防冻问题进行了探讨,阐述了冰灾事故的原因,并相应的提出了电网预防冰灾应采取的措施,以期对电网工程提供一些有价值的参考。
关键词输配电工程;线路;防冻近些年来,南部各省的强冷冰冻灾害给各省的电网电力输送带来了很大的麻烦,特别是2008年春节前后那场罕见的雨雪冰冻灾害,持续的大强度冰冻使南部各省电网遭受了有史以来最严峻的考验,相关数据统计,冰冻灾害造成220kV 线路停运300多条,线路倒塔1100多基,杆塔收损400多基,断线1700多出;110kV线路停运800多条,线路倒塔5200多基,杆塔受损2400多基;10kV~35kV受损线路13800多条,这些都给南部各省的电力运营造成了很大的损害。
1冰灾原因分析过去在我国南部各个省分110kV~500kV电力线路设计覆冰取值一般为15mm,这是根据各省气象台(站)搜集的历史统计资料和结合以往的工程运行经验设定的,只在个别地段路线设计覆冰取值为20mm。
按照《110kV~500kV 架空送电线路设计技术规程》,设计覆冰15mm设计的杆塔不均匀覆冰时的纵向不平衡张力可不予以考虑。
但根据近些年发生的线路冰害区段(点)的现场情况和附近气象台(站)当时的冰情观测资料分析,一般在平地田垄中都没有发生明显结冰状况,山丘上的覆冰分界线则较为明显,覆冰分界线以上海拔高程越高覆冰情况就越严重,所以在电力线路连续上下山时杆塔两边覆冰不均匀,而且较为严重,发生事故的地段倒塔大部分是塔头顺线路方向倾倒就充分的印证了这一点。
在对线路倒塔、断线的原因分析过程中,电力勘测设计院相关部门对事故杆塔进行了模拟强度的理论计算,在不考虑纵向不平衡张力作用下,即使电力线路上的覆冰厚度比设计覆冰厚15mm~30mm,这类状况下得到的理论计算结果也是杆塔不会发生倾倒现象;但如果计及纵向不平衡张力(电力线路最大使用张力的0.5%~20%)时作用下,杆塔所能承受冰荷载的能力明显下降。
输电线路抗冰除冰技术分析
![输电线路抗冰除冰技术分析](https://img.taocdn.com/s3/m/534d29f4f705cc17552709a2.png)
输电线路抗冰除冰技术分析摘要:输电线路覆冰将对电力供应及整个电网产生严重的危害。
本文从输电线路覆冰的主要危害入手,分析了抗冰除冰技术。
关键词:输电线路抗冰除冰技术分析电力供应的畅通离不开对输电线路的维护,而中国是世界上输电线路覆冰最严重的国家之一,如果不对输电线路进行抗冰除冰,将会导致严重的线路中断事故,给广大百姓的生活带来生命威胁和财产损失。
如2008年,我国湖南、湖北、贵州、江西、云南、四川、河南和陕西等省都发生了十分严重的冰雪天气,使得输电线路严重覆冰,一度导致工厂停工,百姓无法取暖,畜禽被冻死等事故。
输电线路的覆冰给电力系统的正常运行带来严重危害,并给百姓的生活带来巨大的经济损失。
一、输电线路覆冰的主要危害1.超输电线路负荷寒冷天气的反复,使得输电线路出现覆冰厚度加大,实际重量已经严重超过了设计的负荷值。
这种超负荷最终会导致输电线路断裂或是其它电气方面的事故。
2. 不同期脱冰或不均匀覆冰事故[1]相邻档导线不均匀覆冰或不同期脱冰产生张力差,使导线、地线在线夹内滑动,严重时将使导线外层铝股在线夹出口处全部断裂、钢芯抽动。
3. 绝缘子串冰闪事故绝缘子覆冰或被冰凌桥接后,绝缘能力迅速下降,融冰时绝缘子的局部表面电阻增加,形成闪络事故。
4. 导线覆冰舞动事故二、输电线路抗冰技术分析目前,我国西部开发正处于高潮阶段,许多超长距离的输电线路要穿越高寒、高湿及高海拔地区,线路覆冰灾害问题将更加突出,从防冰技术上解决问题已经是关键技术之一。
我国目前在抗冰材料的研究上虽然取得了一些成绩,但将其用于输电线路上,效果不理想,如用在飞机、汽车等上防冰材料,无论是降低凝固点还是以憎水性为目的,其使用环境与输电线路完全不同,将其用在输电线路上用以抗冰并不适宜,需要对输电线路的抗冰材料进行针对性的研究。
研究出一种专用的憎水抗冰梯度功能涂料是解决上述问题的可行途径[2]。
建立输电线路覆冰预警系统,电力部门能够对导线张力进行实时测量,对线路情况进行实时监视,应用气象因子“锋区位置”,构建覆冰成灾模型和危害程度模型,提前对覆冰灾害进行预警,提高输电线路抗冰能力。
输配电线路防冰冻的探讨
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输配电线路防冰冻的探讨背景介绍输配电线路是我们日常生活中不可或缺的基础设施之一,它们负责着电力的传输和分配。
然而,在严寒的冬季,输配电线路却遭遇着前所未有的挑战——冰冻灾害。
由于地球自转和大气环流的影响,不同地区的冬季温度和降雪量各不相同,因而在不同地区,输配电线路出现冰冻的程度和形式也不尽相同。
不过,不管是山区、平原还是海岸线上的电网,都面临着同一个问题:冰冻对输配电线路带来了严重的影响。
本文将介绍输配电线路冰冻产生的原因、影响以及防冰冻的措施,希望能为相关工作人员提供一些有帮助的建议。
冰冻产生的原因输配电线路冰冻的产生原因主要有以下几个方面:1. 极低温度在极低温度的情况下,输配电线路很容易受到冰冻的影响。
当空气温度低于0度时,输电线路上的绝缘物质会变得非常脆弱,进而影响电线的导电性能。
此外,雨水、雪水和积雪可能都会凝固在输电线路上,形成不均匀的覆盖层,增加线路的表面积,导致电线的放电概率增大。
2. 雾气和霜冻在温度较低的环境下,湿气容易凝结成霜冻或者雾气。
这些水滴在输电线路上形成水滴覆盖,当温度进一步降低时,就会冻结形成冰层。
这种情况下,冰层同样会增加线路的表面积,导致电线的放电概率增大。
3. 风吹雪积在风力较大的区域,山区或者海岸地区,输配电线路会遭遇到强风吹雪,这些雪花在电线上积累形成雪层,并在雪层上形成新的冰层,增加电线的负重,破坏线路结构。
冰冻对输配电线路的影响当输配电线路冰冻时,将会对电网的正常运行造成影响。
主要有以下几个方面:1. 电阻值增大输电线路表面的冰层会使得电线增加一定的电阻,从而增加输电损耗,降低电能传输效率。
2. 增加短路风险输配电线路的绝缘层在冰冻的情况下可能会破损,进而引起线路短路故障,甚至爆炸。
3. 系统负荷能力下降输配电线路受到风吹雪积的影响,雪层将增加输电线路的负载,承载能力减小,甚至可能导致电线架断。
输配电线路的防冰冻措施为了减少输配电线路遭受冰冻带来的影响,以下是几项常用的防冰冻措施:1. 加固支架和绝缘子通过加固电线支架和绝缘子,提高冰雪负载强度。
电力线路防冻融冰技术的探讨
![电力线路防冻融冰技术的探讨](https://img.taocdn.com/s3/m/33b1fc274693daef5ef73dea.png)
电力线路防冻融冰技术的探讨发表时间:2018-01-12T13:53:44.187Z 来源:《防护工程》2017年第24期作者:吴先明[导读] 对于电力企业来说,电力线路的检测和维护是十分重要的。
岳阳君山电力公司广兴洲供电所湖南岳阳 414016 摘要:对于电力企业来说,电力线路的检测和维护是十分重要的。
而一般电力线路受到自然环境的影响会造成很大的影响,电力线路在一些气候环境比较恶劣或者温度比较低的环境当中容易发生冰冻现象,会对整个电力线路的工作效率带来很大的影响。
本文就是对电力线路防冻融冰技术进行探讨,目的是为了防止电力线路受到气温和环境的影响而发生冰冻的现象,使得电力线路的工作效率更高,为人们的生活带来更多的便捷。
关键词:电力线路,防冻融冰技术,应用与探究1. 前言:电力作为我国人民生活当中必不可少的一个资源,在人们的生活当中占有很高的作用。
而我国疆土辽阔,不同地区环境差异很大。
在一些北方或者高海拔地区,电力线路的安装过程当中要十分注重防冻方面的影响。
但是有些天气恶劣的地方,即使电力线路防冻技术做得很到位,仍然会存在着在使用过程中发生冰冻的现象。
这就要求电力企业对电力线路防冻融技术更好地应用到电力线路运行过程当中,保证电力线路不受温度的影响,提高电力线路的工作效率,为电力的企业的经济利润带来更好的提升。
2. 电力线路防冻融冰技术简介对于电力企业来说,要想摆脱自然环境和温度等因素对电力线路的影响,就要用一些比较高科技的技术来进行管理。
电力线路在使用过程中冰冻现象十分常见,所以电力线路防冻融冰技术的发展应用一直受到人们的关注。
传统的电力线路融冰防冻技术当中,采用的是人工融冰法,人工融冰可以有效的保护电力线路的冰冻情况。
但是其中仍然存在着一些缺陷,比如说在电力运输电能的过程当中,具体在哪一部分发生冰冻现象是没有预兆的。
也就是说,没有固定的时间段和具体的时间点发生冰冻现象,这样就对防冻融冰的效率和工作速度带来一定的影响。
10kv架空线路抗台、抗冰典型设计的意义和杆塔模块划分
![10kv架空线路抗台、抗冰典型设计的意义和杆塔模块划分](https://img.taocdn.com/s3/m/e18fad49f121dd36a22d82a4.png)
2019 No.17
运行与维护
Operation And Maintenance
电力系统装备
Electric Power System Equipment
10 kV架空线路抗台、抗冰典型设计的意义和杆塔模块划分
宗 强1,庞明远2,周 俊3 (1.南通电力设计院有限公司,江苏南通 226000;2.国网甘肃省电力公司经济技术研究院,
众所周知,东南沿海地区经济水平比较发达,有着更高 的电力需求,因而也就有着密集的配网线路。但是由于不具 备较高的抗风设计等级,当发生台风的时候都会较大程度伤 害到配电网,给人们生活、生产形成影响 [1]。因此,迫切需要 提升配电线路抗台风设计。本文重点阐述抗风、抗冰典设方 案中的模块划分思路。 1 典型设计模块划分原则和思路 1.1 台风区气象条件选择原则
[Keywords]10 kV overhead line; typhoon resistance; ice resistance; typical design; large span tower; economic analysis
近十几年来,我国多个省市在冬季均出现了大范围的持 续灾害性冰雪天气,如湖北、湖南等省。而冰冻雨雪天气过 程涉及范围广、影响持续时间长,给当地供电设施造成严重 破坏,进而给工农业生产及人民正常生活带来很大影响。现 实的灾情与经济的发展都要求从设计上着手,提高配电网的 抗冰能力,从而有效减少灾害损失。
40msa气象区为国网10kv架空线路典型设计之前可达到的最大风速为物料统一模块精简相同编制方式本次典型设计设置了最大风速分别为40ms45ms的两个气象区即d1与d212中重覆冰区气象条件选择原则覆冰最为严重的地区在国家电网供电范围内则要属湖北恩施地区结合恩施电力公司线路运行经验以及当地气象资料3mm为覆冰的最大厚度
高压输电线路除冰技术分析——
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高压输电线路除冰技术分析2008 年春节期间发生的冰灾造成的大停电,给整个国家电力系统带来巨大影响,造成巨大损失,在大家的记忆里面印象深刻。
如何化解冰灾对电力系统的影响,即应该采用什么样的除冰技术?这是大家一直都很关心的问题。
电力系统应该尽量采用电热方式来解决线路覆冰问题是现阶段的行业共识。
电力输送系统采用电热融冰技术面临什么样的现实技术问题?高压输电线路因为资金投入巨大,建设工期长,故投入运营的使用年限一般都是几十年,输电线路老化就是自然的也是必然的现象。
另外,大等级的高压输电线路的输送距离,往往都是几百到上千公里,加上线路的架设环境,往往都需要经过野外恶劣的地理环境,线路在长期运行中,各种地质的和气候的因素对线路造成的损伤也是自然的和是必然的。
所以,输电线路老化和损伤现象的存在是客观,也是必然的。
线路的老化和损伤现象对实施电热融冰工作有什么影响?要想弄清楚这个问题就应该知道线路老化和损伤现象的电气、电工学实质:“线路总电阻”的增加和“线路分布电阻差异”的存在和扩大。
线路总电阻的增加其后果就是增加线路的总损耗,是线路经济指标的降低,不是这里重点阐述的问题。
线路分布电阻差异的扩大,其后果就是导致线路的发热不均衡性增加。
线路分布电阻差异的扩大,对电力输送方面来说,影响不大。
因为在旧高压输电线路中,在实际使用时往往都是在额定负荷以下工作的。
线路分布电阻差异的扩大,对线路的融冰工作来说,又有什么样的影响?电力输送和线路融冰二者对高压输电线路线路的要求是相反的。
电力输送工作要求线路发热尽量小一些,这一方面是希望减少输送损耗的需要,另一方面也是保证线路的安全的需要,避免损害线路绝缘以及避免线路熔断事故。
所以线路的老化,即线路分布电阻差异的扩大,对电力输送的影响较小。
而线路融冰工作却是希望线路的发热量增加,需要以此热量来融化覆冰,这势必将大幅度提高线路的实际通过电流。
虽然从焦耳定律来说,线路的分布电阻的发热比例是一定的,但因为散热条件相同(环境温度相同),随着时间的推移,线路上的各个分布电阻、分段电阻的温度差异就会越来越大,另外,由于一般输电电缆所用的金属材料都是正温度系数特性,则会加剧和加速温度的差异变化,其结果就是覆冰还未融化而输电线路就已经熔断。
冰雪灾害对10kV架空配电线路的影响及运维策略探讨
![冰雪灾害对10kV架空配电线路的影响及运维策略探讨](https://img.taocdn.com/s3/m/89e90cf0f111f18582d05a12.png)
冰雪灾害对10kV架空配电线路的影响及运维策略探讨摘要:广东粤北坪石地区的云岩、梅花、坪石等地区曾经受寒潮及强冷空气入侵影响,10kV架空配电线路在此次冰雪灾害中受损尤为严重,出现了大面积架空配电线路倒杆、断线事故。
为提高10kV架空配电线路抵御冰雪灾害的能力,维护10kV架空配电线路在冰灾时期的安全与稳定,以粤北坪石地区配电网为例,分析了冰雪灾害对10kV架空配电线路的危害、以及粤北坪石地区的10kV架空配电线路受损情况及冰灾事故原因,应用了覆冰区10kV配电线路运维策略及措施,提高10kV配电线路抗冰防灾能力。
关键词:覆冰冰雪灾害运维策略融冰一、前言曾于2008年1月,在冷空气和南方暖湿气流的共同影响下,粤北坪石地区普降大雨以上降水量,最高日平均降水量多达45.6mm;同时,气温大幅下降,平均最低气温降至-0.4~0.7℃,高寒山区降至-5~4℃。
从1月24日开始至1月31日,粤北坪石地区高寒山区持续出现雨夹雪、冻雨、雨凇、雾凇和冰冻天气,之后结冰现象持续至2月上旬,山区道路结冰厚度普遍达5~10cm,局部地区达15~25cm,最严重地区(海拔高度700m以上)累积厚度达30~40cm。
因粤北坪石地区10kV架空配电线路设计覆冰厚度等级主要5~10mm,而实际调查受灾线路覆冰厚度平均都在15~20mm及以上,线路导线覆冰厚度最大达300mm,覆冰严重程度大大超过了线路覆冰设防条件,导致发生大面倒杆、断线事故,对电力系统的安全稳定运行造成了严重的危害。
据统计,韶关地区覆冰区有7个县区、34个镇、2789个自然村、1898个台区、131161万户受停电影响,10kV配电线路189回停运,10kV及以下线路杆塔22006基倾倒损坏。
且每年冬季受寒潮影响,都会出现不同程度的覆冰现象,严重威胁供电架空线路的安全运行。
二、冰雪灾害对10kV架空配电线路的影响的分析根据覆冰表观特性不同,线路覆冰可分为雨凇、雾凇、混合凇和湿雪等4种,前3种对线路安全运行危害很大。
关于高压输电线路抗冰灾的探讨
![关于高压输电线路抗冰灾的探讨](https://img.taocdn.com/s3/m/1e6f209cbe23482fb5da4c7b.png)
关于高压输电线路抗冰灾的探讨摘要:近年来,我国南方大部分地区遭受罕见的冰雪灾害,输电线路覆冰严重地威胁着国家电网的安全稳定运行以及供电的可靠性影响人们的生活。
因此对高压输电线路覆冰进行研究分析具有重要的意义。
关键词:高压;输电线路;抗冰灾1高压输电线路覆冰的危害就当前的现状来看,导线覆冰的危害性主要体现在以下几个方面:第一,输电线路结冰事故问题起源于1954年,此事故的发生导致了多起倒塔、断线、闪络等现象。
第二,输电线路覆冰的危害性亦体现在其可导致电线呈现出过荷载现象,并引发电线交叉问题,继而由此导致烧伤、跳闸等安全事故。
为此,相关工作人员在输电线路操控过程中应着重提高对此问题的重视程度,继而将事故所带来的危害性降至最低。
第三,覆冰脱落现象会造成铝股断裂、电线拉断等事故问题,同时,绝缘子串冰亦会影响到电线的正常使用,并就此降低绝缘强度。
从以上的分析中即可看出,输电线覆冰的危害性较大,因而相关工作人员在对导线结冰现象进行观测过程中应着重提高对此问题的重视程度,并对其展开行之有效的处理,以此来为人类营造良好的用电空间。
2高压输电线路抗冰灾研究现状1)关于雨凇覆冰模型预测的研究。
由于导线覆冰受气象、地形及地理条件、导线结构和表面电场等影响,因此目前国内外关于导线覆冰机理和模型的研究成果依然不很完善。
引发导(地)线断线和倒塔的覆冰多为雨凇覆冰,尽管国内外提出了几种雨凇覆冰模型,但这些模型在预测同一气象条件下的覆冰荷载时差别较大,需对模型进行修正方可应用。
此外,没有针对规范或标准按不同的气象区给出相应的雨凇覆冰模型的确切公式。
再者,对于导地线和杆塔的覆冰只给出了均匀覆冰情况的模型,没有进一步给出非均匀覆冰模型。
对于铁塔的覆冰模型,目前只有角钢塔的均匀覆冰模型,对于钢管塔、组合结构塔及其它格构式杆塔的均匀和非均匀覆冰模型尚有待于进一步研究。
2)覆冰断线倒塔破坏机理的研究。
以往关于输电线路覆冰断线倒塔破坏机理的研究只从静力学角度出发,没有考虑断线冲击荷载的影响,并缺少理论和模型实验的验证。
高压输电线路的冰覆盖及防冰设计研究
![高压输电线路的冰覆盖及防冰设计研究](https://img.taocdn.com/s3/m/1a2a9463cdbff121dd36a32d7375a417866fc182.png)
高压输电线路的冰覆盖及防冰设计研究高压输电线路是现代电力系统中不可或缺的一部分,但其正常运行也面临着一系列的挑战,其中之一就是冰覆盖。
在寒冷的冬季,特别是在高纬度地区,输电线路上的冰覆盖可能会对其性能和安全性产生重大影响。
因此,对冰覆盖及防冰设计进行研究具有重要的实际意义。
冰覆盖是指冰在线路上形成的现象,它可以发生在导线、绝缘子、断路器等设备上。
首先,我们来讨论导线上的冰覆盖。
当气温降低到零度以下,线路上的水滴会冻结形成冰。
这些冰晶会逐渐增大并包裹在导线上,导致导线的有效截面积减小,电阻增加。
这会导致导线温度升高,电流受限,进而可能导致设备过载或线路烧坏。
除了导线,绝缘子也容易受到冰覆盖的影响。
绝缘子是将导线与支撑杆之间隔离的关键组件。
当绝缘子覆盖冰时,其绝缘性能会受到破坏。
这可能导致漏电或击穿现象的发生,从而引发事故或中断电力供应。
针对以上问题,科学家和工程师们进行了大量的研究,以开发出有效的防冰措施和设备设计。
其中一个关键的措施就是在导线上使用防冰装置。
例如,可以在导线上安装特殊的导线风筝,通过施加风的力量来抵消冰的重量,防止冰覆盖的形成。
此外,安装抗冰缆绳也是常用的一种方法。
它是一种由高强度合金材料制成的缆绳,可以在绝缘子上方悬挂,防止冰的形成。
另一个重要的研究领域是预测冰覆盖的发生和发展趋势。
研究人员通过收集气象数据、电力系统运行数据和冰覆盖情况等信息,建立了复杂的数学模型和算法。
这些模型和算法可以根据气温、湿度、风速等因素预测冰的生成时间、厚度和区域分布。
这为防冰设计提供了重要的依据,使系统运行人员能够采取相应的措施,避免事故的发生。
除了冰覆盖的预测,冰覆盖的检测也是一个重要的研究方向。
目前,已经开发出了各种各样的冰覆盖检测装置,例如红外热像仪、超声波传感器等。
这些设备可以实时监测线路上的冰覆盖情况,并将数据传输给中央控制系统。
中央控制系统可以根据这些数据进行分析和判断,及时采取相应的防冰措施,保障电力系统的正常运行。
高压输电线路的冰覆盖分析与防护方法研究
![高压输电线路的冰覆盖分析与防护方法研究](https://img.taocdn.com/s3/m/a40b25c603d276a20029bd64783e0912a2167c2e.png)
高压输电线路的冰覆盖分析与防护方法研究近年来,随着电力需求的增加,高压输电线路的建设和运营变得越来越重要。
特别是在寒冷的冬季,高压输电线路可能会遭遇冰覆盖的问题,给供电系统的正常运行带来威胁。
因此,对高压输电线路的冰覆盖问题进行分析和研究,并提出相应的防护方法,对于确保电力供应的稳定性和可靠性具有重要意义。
首先,我们来分析高压输电线路冰覆盖的原因。
在寒冷的气候条件下,高压输电线路上的绝缘子和导线会遭遇大气中的冷凝水,这些冷凝水在低温环境下会结冰形成冰覆盖层。
当冰覆盖层达到一定厚度时,就会给线路带来负面影响,例如增加导线的重量、改变导线的机械特性以及增大导线的风动力学响应等。
因此,了解冰覆盖的形成原理及其对线路的影响,对于制定适当的防护方法至关重要。
其次,我们讨论高压输电线路冰覆盖对线路的影响及潜在风险。
冰覆盖会增大导线的风损耗,导致导线温度升高,进而导致导线弧垂增大,可能引发与树木、建筑物等无关物体的接触。
同时,导线的弧垂增大还会增加导线与对地物体的距离,使得线路与地面的电气距离变小,增加了触电和漏电的风险。
因此,及时发现冰覆盖的存在以及对线路产生的影响,并采取相应的防护措施是至关重要的。
高压输电线路冰覆盖防护方法的研究包括两个方面,一是冰覆盖的检测和预警技术研究,二是冰覆盖的防护技术研究。
关于冰覆盖的检测和预警技术研究,目前已经发展了多种可行的方法。
其中一种方法是使用红外热像仪对线路进行巡视,通过红外辐射能量的测量,可以发现冰覆盖的存在并对其进行识别。
另外一种方法是利用超声波技术,通过发送超声波到导线上,利用超声波的回波判断导线是否有冰覆盖。
这些技术的发展使得对线路冰覆盖进行监测和预警成为可能,从而能够及时采取防护措施来避免事故的发生。
在冰覆盖的防护技术研究方面,目前有几种主要方法。
一种方法是使用防冰、防霜剂涂覆在导线上,通过改变导线表面的颜色和性质,降低冰覆盖形成的可能性。
另一种方法是使用导线表面自动除冰装置,通过加热导线表面,使冰覆盖快速融化并滑落,从而保持导线清洁。
10kV线路覆冰受力分析
![10kV线路覆冰受力分析](https://img.taocdn.com/s3/m/110a57ba27284b73f24250ef.png)
10kV线路覆冰受力分析韶关属于粤北山区,大部分地区属于冰区,坪石等偏北区域属于重冰区,多数线路在冬季都出现了覆冰现象。
10kV线路多数分布在山区,地形复杂,交通不便,一旦发生倒杆等受灾情况,抢修复电困难,停电时间长,严重影响人民的生活和生产,同时给电网带来巨大的损失。
所以,针对冰区的10kV线路设计,线路覆冰的受力分析就显得尤为重要。
本文将通过10kV线路的电线受力、电杆受力、金具受力进行分析并提出“弃线保杆”[1]的建议。
架空送电线路设计技术规程规定了导线、金具等的使用安全系数,本文主要是分析线路受到冰灾时的受力及破坏程度,所以本文将以各种参数的极限值进行分析,以覆冰作为控制条件。
本文是在理论上进行计算分析,实际线路由于施工工艺及设备材料质量等因素的不同会有所不同,但不影响分析过程。
1、线路情况简介坪石位于韶关地区的最北端,山地较多,属于韶关三区八县当中冬季最寒冷的地区。
每年均有霜冻、结冰出现,有降雪记录。
本文将以坪石具有代表性的10kV线路作为例子进行分析。
代表线路情况如下:地形:山地;线路走向:30o上坡;导线:LGJ-120/20;档距:l1=100米,l2=80米;气象条件:风速为25m/s,覆冰厚度为20mm;安全系数:6。
2、电线覆冰受力分析10kV线路电线的受力跟35kV及以上的高压线路不完全一样,10kV线路的直线杆型一般都是采用瓷横担或者针式绝缘子作为支撑方式,电线与瓷横担或针式绝缘子以绑扎的方式进行固定。
因此,电线的受力等效于孤立档电线的受力。
档距内,导线在弧垂最低点的应力最小,悬挂点的应力最大(有高差时,高悬挂点的应力最大)[2]。
将高差角β=30o,档距l=100m,风速V=15m/s(按气象组合覆冰时的风速),覆冰厚度δ=20mm,安全系数F=6,电线截面积A=134.49mm2,电线直径d=15.07mm,电线单位质量P1=0.4468kg/m,电线风压不均匀系数α=0.85,电线体型系数μsc=1.2代入导线应力公式[2]可求得:B悬挂点切线方向上的应力综合值σB=65.022N/mm2,张力为σB×A=8.745kN。
探讨高压输电线路抗冰灾的研究现状与发展趋势
![探讨高压输电线路抗冰灾的研究现状与发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/9bf3bcc403d8ce2f01662345.png)
探讨高压输电线路抗冰灾的研究现状与发展趋势摘要:输电线路作为电力企业运送电能的重要组成部分,是当前电力行业关注的焦点。
近年来,冰雪灾害的事件频繁发生,导致输电线路几近崩溃。
高压输电线路的荷重能力是有限的,当冰雪的厚度过大时,线路的承重达至极限会拉弯输电线的线桩,从而使电力运输系统坍塌,进而影响当地的用电居民及企业,导致整个国家的经济下滑,降低了国家的发展水平。
因此,分析高压输电线路抗冰灾的研究现状及发展趋势成为当下的重要课题,是世界各国关注的焦点。
关键词:高压输电线路;冰灾危害;研究现状;发展趋势引言:高压输电塔-线体系是电力系统的生命线一样的存在。
然而近年来的冰雪灾害极其严重。
冰雪灾害导致的线路舞动、冰闪跳闸、通信中断、设备损坏等电力系统故障时有发生。
世界上很多的国家如美国、英国、日本等国家都遭受过冰灾的危害,当然,我国也是遭受冰灾受难国之一。
通常来说,地导线与铁塔覆冰的荷载力是高压输电塔-线体系极易发觉的,但是近来的冰灾实例表明,这一体系仍然存在着不足,缺乏切实有效的融冰、除冰技术。
因此,基于高压输电塔-线体系的基础理论知识,需要对高压输电线路的抗冰灾系统的关键技术作进一步研究。
1、高压输电线路的研究现状高压输电线的覆冰主要是雨凇、雾松、混合淞、积雪、白霜等几大类型。
在这里主要研究了雨凇覆冰的现状。
自全球气温变暖以来,世界各国对冰雪灾害的模型研究一直不曾间断。
当然,我国的气象科学技术人才也在努力分析并改进当下的抗冰灾高压输电线-塔体系的关键技术。
例如刘和云、周迪通过对冻雨降水产生的覆冰的物理过程分析后,曾提出了一个覆冰模型,这一模型和国外许多预测分析模型相符合,但是仍然存在覆冰增长与导线直径之间关系不明确的缺陷。
在设计高压输电线-塔体系时,基于现实的情况,仍然存在很多问题。
目前,国内外的研究者主要是针对该体系的极限承载力以及可靠性。
高压输电线以及铁塔是整个体系的首要部分,因此,基于风荷载对体系的极限承载力与可靠性研究是当下的任务。
输配电线路防冰冻的探讨
![输配电线路防冰冻的探讨](https://img.taocdn.com/s3/m/8917e7f768dc5022aaea998fcc22bcd127ff4265.png)
输配电线路防冰冻的探讨发布时间:2022-07-24T07:22:41.004Z 来源:《中国电业与能源》2022年5期3月作者:杨志龙[导读] 随着现代化经济的高速发展,电力系统覆盖范围逐渐拓展,建设区域越来越广,杨志龙大唐云南发电有限公司滇东新能源事业部大龙山风电场文山663000摘要:随着现代化经济的高速发展,电力系统覆盖范围逐渐拓展,建设区域越来越广,也对输配电线路运维管理带来极大的挑战,尤其是在一些空气湿度大、海拔高的地区,线路往往会受到冰冻灾害的影响,导致线路金具断裂、导线断线、杆塔倒塌,供电中断等危害,严重影响电力系统的安全稳定性,甚至造成长时间的电力供应中断。
因此,需要优化输配电线路设计与建设,提高其抗冰冻能力,减少事故发生几率,保障输配电线路安全稳定运行,提高人们的用电体验和生活便捷度。
本文主要对输配电线路冰冻灾害的危害性以及防冰冻措施进行综合性分析,旨在进一步提高输配电线路防冰冻灾害能力,提升整体输配电线路的运行安全和供电质量。
关键词:输配电线路防冰冻措施随着电力线路建设范围逐渐拓展,输配电线路冰冻灾害日益严重,非常不利于整体电力系统的安全稳定性运行,甚至引起大范围断线、倒塔等问题,导致无法正产供电,影响部分区域人们的正常生产生活。
因此,需要对线路进行优化设计,并对防冰冻技术策略进行合理使用,从而提高线路防冰冻能力,减少冰冻灾害的发生几率,确保输配电线路安全、稳定、高效运行。
一、输配电线路冰冻灾害的危害性输配电线路暴露造自然环境中,因此往往会受到各种自然灾害的影响,尤其是遇到雨雪、低温天气后,容易导致空气及线路上的水份凝结成冰,形成导线覆冰现象,加大了线路整体的承受荷载,易造成严重的冰冻灾害,如随着导线覆冰量的加大,导致线路的拉力增加,并在导线、绝缘子、杆塔之间传递,一旦该拉力超过其中一个环节的承受能能力,就会引起断线、倒塔等事故,甚至引起线路短路、绝缘子闪络等问题,再加上冰雪天气,交通不便,难以开展及时有效的抢修工作,造成部分区域长时间电力供应中断的情况,严重影响区域民众生产生活以及社会经济的正常发展。
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10kv输电线路线抗冰冻性能研究
发表时间:2019-06-17T09:28:47.700Z 来源:《当代电力文化》2019年第03期作者:陈春林
[导读] 本文针对覆冰的种类及其对线路的危害,按照轻中有重、重中有轻的设计思路,研究了在覆冰地区如何进行10kV线路的抗冰设计,从而提高电网的抗冰能力,合理控制工程造价。
国网四川省电力公司北川羌族自治县供电分公司,四川绵阳 622750
摘要:输电线路覆冰是一种分布相当广泛的自然现象,线路覆冰问题已经成为世界各国普遍关心和急需解决的难题。
近年来,我国输变电设备遭受冰灾破坏严重,特别是2008年1月冰灾造成我国10kV线路倒塔957基,受灾地区多达13个省区,其中湖南、浙江、江西和贵州电网冰灾损失最为严重。
本文针对覆冰的种类及其对线路的危害,按照轻中有重、重中有轻的设计思路,研究了在覆冰地区如何进行10kV线路的抗冰设计,从而提高电网的抗冰能力,合理控制工程造价。
关键词覆冰;10kV输电线路;设计;抗冰措施
0 引言
近年来,我国输变电设备遭受冰灾破坏严重,特别是2008年1月冰灾造成我国10kV线路倒塔957基,受灾地区多达13个省区,其中湖南、浙江、江西和贵州电网冰灾损失最为严重。
冰灾造成输电线路和变电设备发生大面积冰闪跳闸和倒塔断线,造成重大经济损失,严重影响交通运输和人民生活。
如何进行覆冰地区线路设计,如何提高电网抵御自然灾害的能力,已经成为人们共同关心的社会问题。
1 输电线路覆冰的类型及灾害特点
输电线路覆冰一般分为两大类:冻雨覆冰和冻雾覆冰。
其形成过程和所处环境不同,其物理性质各有不同,这两种覆冰都有可能对输电线路造成严重破坏。
(1)冻雨覆冰
这种覆冰发生在有降水而且严寒的任何地方,在一些高降水率且气温在冷冻点附近的地方湿雪覆冰更为严重,像我国的南方地区。
根据冰冻层厚度和海拔、地表温度、融化层厚度、最高逆温等不同因素的影响,降水到达地面会变成冻雨、冰雹、融雪、冻湿雪或冻雪等不同类型,对输电线路造成不同的危害。
(2)冻雾覆冰
冻雾覆冰只发生在由过冷的小水滴组成的云中,这些小水滴在温度低于0℃时任然是液态的。
这种覆冰是冬季高寒海拔山区输电线路最常见的一种覆冰形式,因此,它经常出现在暴露山区的顶部附近,一般的建筑,像通信塔、输电线杆塔、风力发电设备等其它设施易受伤害。
我国南方大部分地区的电力设备都出现过覆冰,与其它事故相比较,冰灾给电网造成的损失是相当严重的,输电线路覆冰是受微地形、微气象和气候因素影响的复杂过程。
一般来说,输电线路突发灾害的特点包括如下几点:
①涉及过程复杂;涉及发电、输电、配电、用电等环节,冰灾灾害有可能破坏其中任何一个环节,打破各个环节之间的平衡关系,从而对电力系统的运行安全造成影响;
②损失巨大;仅2008年初的冰灾给湖南造成直接经济损失超过几十亿元;
③影响面广,次生灾害多,例如严重覆冰引起输电线路过荷载。
覆冰造成杆塔被压倒、拉倒、串倒、脱冰跳跃、覆冰舞动、导线对地线间隙放电、绝缘子冰闪。
2 覆冰地区10kV输电线路抗冰措施
覆冰对线路的危害主要表现在覆冰造成杆塔被压倒、拉倒、串倒、脱冰跳跃、覆冰舞动、导线对地线间隙放电、绝缘子冰闪。
根据2008年冰灾调查,全国10kV输电线路损坏59条,倒塔957基、局部受损189基,其中15mm及以下冰区占93.8%,20mm及以上冰区占
6.2%。
因此对于轻冰区和中冰区,抗冰设计主要措施应针对微地形微气象地段,在大档距、大高差、大小档、不均匀冰的塔位,适当提高杆塔强度,按照轻中有重的设计理念,提高微地形微气象地段杆塔的抗冰能力。
对于重冰区应根据地形特点,采取缩小档距,降低高差,减小转角,缩短耐张段等设计措施,提高杆塔抗冰能力。
(1)尽量避开重覆冰区
线路设计避冰措施主要是合理优化路径,在满足城市规划的前提下尽量避开重冰区,经过高差较大、相邻档距悬殊、地形相对突出、档距较大、地形复杂和交通困难的地段,宜缩小耐张段长度。
对于跨越峡谷、风口处的线路宜采用孤立档。
为了防止覆冰倒塔,路径选择应尽量做到避开覆冰严重地段,尽量沿着起伏不大的地形走线,尽量避免横跨垭口、风道和通过湖泊、水库等容易覆冰的地带,尽量避免大档距、大高差、相邻档距悬殊地带,通过山岭地带宜沿背风坡走线,重冰区线路应尽量做到档距均匀,转角不宜过大,档距不宜过大。
(2)合理划分设计冰区
线路设计抗冰措施主要是合理确定冰区,当路径满足城市规划要求确定后,应按照统计分析、现场调查、运行经验三结合设计方法合理划分冰区,尽量缩短重冰区长度,适当加强轻冰区和中冰区微地形杆塔强度,按照轻中有重的设计理念,提高大档距、大高差、大小档微地形地段的杆塔抗冰能力。
随着设计覆冰厚度增加,杆塔荷载和导线弧垂将会增加,使得杆塔重量、杆塔高度、杆塔基础、挂线绝缘子金具等均需增加,使得工程造价增加较多。
由于重冰区线路造价远高于轻中冰区,因此应尽量缩短重冰区线路长度。
为了提高轻中冰区的抗冰能力,应重点采取两个设计抗冰措施:①按照轻中有重的设计理念,在微地形地段采用强度较大的杆塔;②根据覆冰调查和2008年冰灾情况,增加设计验冰工况,通常验算冰厚取设计冰厚的1.5倍,或取覆冰倒塔现场调查的冰厚,主要用于提高导线横担强度,可以有效提高杆塔抗冰能力。
(3)合理减小线路档距
随着覆冰厚度的增加,脱冰跳跃不平衡张力增加;随着档距的增加,脱冰跳跃不平衡张力增加。
对于重覆冰地区,采取增加杆塔,缩小档距的措施,可以提高导地线的过载能力,减小不均匀脱冰跳跃幅度,防止杆塔覆冰超载,尽量避免大档距,做到档距较为均匀,减小覆冰不平衡张力。
(4)合理降低线路高差线路
在施工安装时要求连续档内各档导线的水平应力相同,当线路高差不等时,会引起各档导线的水平应力不相等,使直线杆塔上出现不平衡张力。
对于大高差大档距不均匀覆冰情况,覆冰不平衡张力较大,将会造成倒塔事故。
根据以往经验:覆冰不平衡张力计算结果可
知,15mm中冰区档距超过800m高差超过80m时,杆塔覆冰不平衡张力超过15%;20mm重冰区档距超过900m高差超过90m时,杆塔覆冰不平衡张力可能超过25%,30mm重冰区档距超过900m高差超过90m时,杆塔覆冰不平衡张力可能超过29%,需要加强杆塔或增加耐张塔以提高抗冰能力。
(5)合理减小线路转角
由于导地线覆冰过重使得导线张力大幅提高以及覆冰条件下的同时大风,引起耐张塔张力超过设计条件,造成转角塔水平荷载超过设计值,引起耐张塔倒塔。
例如±10kV江城直流输电线路由于#1758号耐张塔先倒塔,引起前后耐张段直线塔发生串倒,造成±10kV江城直流输电线路20基塔串倒,6基铁塔受损。
因此减小转角度数能够降低覆冰工况下转角塔的水平荷载,有利于提高转角塔的抗冰能力。
根据2008年冰灾调查,重冰区耐张塔覆冰倒塔较多,当覆冰厚度增加时,导线张力大幅增加。
3 结语
综上所述,覆冰地区进行10kV输电线路设计时,要区分轻冰区和中冰区及重冰区。
对于轻冰区和中冰区,抗冰设计主要措施应针对微地形微气象地段,在大档距、大高差、大小档、不均匀冰的塔位,适当提高杆塔强度,按照轻中有重的设计理念,提高微地形微气象地段杆塔的抗冰能力。
对于重冰区应根据地形特点,采取缩小档距,降低高差,减小转角,缩短耐张段等设计措施,提高杆塔抗冰能力。
总之,在覆冰地区进行10kV线路设计,要综合考虑各类因素,确保提高电网的抗冰能力,并合理控制工程造价。
参考文献(References):
[1]孙夙睿.10kV 紧凑型输电线路设计探讨[J].科学中国人,2015,05:23.
[2]李成榕,吕玉珍,崔翔,等.冰雪灾害条件下我国电网安全运行面临的问题[J].电网技术,2008,32(4):14~22.
[3]朱天浩,顾俊强,卞荣,等.浙江电网冰区图划分分析、编制报告.杭州:浙江省电力公司,2008.
[4]蒋兴良,马俊,王少华,孙才新,舒立春.输电线路冰害事故及原因分析[J].中国电力,2005(11):23~29.。