输电线路防覆冰方案毕业设计

输电线路防覆冰方案
我是一名来自河南送变电建设公司（超高压运检公司）的职工，负责河南电网500kV主网架和省内1000KV长南I线的运行保护工作，公司运行保护的500kV输电线路共计60条，线路长度4753.68千米，铁塔9293基。

最近几年，由于受全世界变暖的阻碍，气候条件不确信因素增多，极端气候事件显现的频次、强度均呈增加趋势，电网在灾害性天气条件下发生故障明显增加，尤其最近几年来输电线路发生跳闸故障明显增加，严峻要挟着线路的平安运行。

2020年1月至8月，我公司运维的500kV输电线路共发生一类障碍9次，其中因覆冰舞动造成的障碍1次，占全数障碍的11％；因风偏造成的障碍1次，占全数障碍的11％；因雷击造成的障碍7次，占全数障碍的78％。

具体故障情形见下表：
1－8月份线路故障一览表
第二部份故障分析及防范方法
针对近些年来频繁发生的线路故障跳闸，我请教了公司专责及实验院相关专家进行了整理分析，提出了下一步避免线路跳闸的方法和建议，现将去年比较典型的姚邵线覆冰跳闸为例。

一、姚邵线2020年1月11日覆冰舞动故障分析
一、故障情形简介
2020年1月11日2时50分姚邵线跳闸，故障选相B相，故障测距距漯河邵陵变千米（144#塔周围），距姚孟电厂57千米（137#塔周围），重合闸动作不成功。

3时36分强送不成功，距邵陵变34千米（150#塔周围），三相故障。

超高压运检公司11日6：40分巡视发觉142#铁塔已倾倒，9：45分发觉110#铁塔倾斜，由于导线仍在持续舞动，至9：50分，姚
邵线110#塔倾倒，并致使109#、111#、112#三基塔从铁塔平口或塔身折断，108#、113#铁塔横担严峻变形。

故障区域实际距漯河邵陵变～37.7千米，距姚孟电厂～59.4千米。

1月12日，导线舞动仍在继续，姚邵线N46~N228间导线均发生舞动，除已经倾倒的5基铁塔外，N46~N228之间剩余的17基耐张塔都显现不同程度的螺栓松动现象。

N111直线塔向大号侧折断，腿部及基础没有破坏。

N110耐张塔塔身扭曲倒向内角侧，D腿主材从根部断裂，基础没有破坏，导线瓷瓶球头脱出造成
引流线拉断。

姚邵线导线覆冰情形
二、故障段线路所在地域天气情形
漯河市气象局证明：2020年元月11日漯河市天气实况如下：平均温度-0.5℃，极端最高温度0.0℃，极端最低温度-0.9℃，偏北风（8时：北风，14时：东北风，20时：北东北风），平均风速4.3米
/秒（8时：2米/秒，14时：5米/秒，20时：5米/秒），降水量为9.7毫米（先降雨后降雪），积雪厚度为1厘米，积冰厚度为10毫米。

3、覆冰舞动倒塔分析
（1）线路大体情形
500kV姚邵线起于平顶山姚孟电厂，止于漯河500kV邵陵变电站，线路全长97.06km，共有铁塔228基。

由华中电网公司投资建设，河南省电力勘测设计院设计，2004年12月投运，运行保护单位为河南送变电建设公司超高压运检公司。

姚邵线选用了19种不同的塔型，全数为自立塔。

基础型式采纳插入式全开挖基础、斜柱式全开挖基础和灌注桩基础。

线路所经地域，除与500kV姚白线共塔约2km为山地外，其余均为平地。

线路跨越220kV姚午线、贾英线、Ⅱ计漯线、Ⅰ计漯线、漯许线、漯淮线，跨越京广铁路、漯平铁路、京珠高速、107国道等重要跨越物。

姚邵线从姚孟电厂出线至13#不合塔，采纳4×NRLH58GJ-240/40型耐热铝合金绞线，从13#不合塔至漯河500kV 邵陵变电站，采纳4×LGJ－400/35钢芯铝绞线，子导线正方形排列，割裂间距450×450毫米。

三相导线直线塔均为水平排列，耐张塔三角形排列。

面向大号左侧地线为一般地线，右边采纳OPGW光缆。

（2）线路覆冰舞动情形描述及舞动缘故分析
据1月11日、12日观看，姚邵线导线覆冰舞动范围为46＃-228＃，舞动频率，幅度3～5米不等。

在姚邵线发生覆冰舞动跳闸现场，观看到在北风、东北风作用下，冻雨附着在导地线上，导线呈不均匀覆冰，迎风面覆冰厚度在12-15mm，背风面覆冰厚度在3-5mm，冰层坚硬、干净、透明，附着力强；地线、OPGW光缆大体呈均匀覆
冰状态，厚度在10mm，冰层坚硬、干净、透明，附着力强，故障后在112＃-113＃间导线、地线搜集覆冰样本，经测量，覆冰比重接近，考虑损耗换算后相当于导线均匀覆冰6.53mm,地线均匀覆冰6.66mm。

线路周围树木迎风面全数覆冰，覆冰厚度在12-15mm。

依照上述现象，能够以为这次为典型的线路覆冰舞动故障。

依照国内外的统计资料，导线舞动多数发生在平原开阔的地域，现场观看108#—145#所处在的区域地形平坦、开阔。

导线舞动通常发生在冬季导线不均匀覆冰情形下。

现场温度为零度左右，风力达到4级，极易产生雨凇，由于冬雨的持续时刻长，在导线迎风面上形成了10—15mm厚、不宜脱落的覆冰层，成为导线舞动的重要条件。

综上所述，姚邵线线路的走向、倒塔区域的地形与地形、那时的气象条件、线路系统的结构参数是本次舞动发生的要紧缘故。

（3）姚邵线覆冰舞动倒塔进程分析：
1月10日夜，由于气温较低，降雨接近地面时成为冻雨，在北风、东北风作用下，导线不均匀覆冰，迎风面覆冰较厚，在风力对导线的鼓励作用下，引发三相导线不同步舞动。

在导线舞动作用下，耐张塔振动、摇摆严峻，有部份螺栓松动、脱落，个别角铁螺栓空被撕裂、松动。

直线塔由于I串、V串绝缘子具有顺线路方向的可移动性和传导性，传导至耐张塔，三相不同步舞动，在导线+冰+风荷载一起作用下，耐张铁塔较长时刻反复的摇摆、扭转，铁塔螺栓被磨损、松动、脱落或被角铁切断，部份角铁一端脱落，耐张塔整体结构被破坏，耐张塔抗击不均匀荷载能力下降，随着舞动的持续和加重，最终造成耐张塔倾倒，如142#、110＃即为该种情形。

在壮大冲击力作用下，
边相导线耐张绝缘子球头拉脱、导线跳线被接踵拉断，直线塔不能经受纵向拉力而被拉折，如110#相邻109#、111#、112#即为该种情形；绝缘子串、导线未拉断，那么相邻直线塔所受纵向拉力在经受范围内，未显现直线塔拉折现象，如142＃双侧直线塔即为该种情形。

依照现场观看，姚邵线109#-112#、142#五基铁塔倾倒，108#、113#铁塔横担严峻变形。

其中110＃、142＃为耐张塔共2基，109＃、110＃、112＃为酒杯塔共3基，108#-142#线路为东西走向。

经现场检查，5基塔基础情形正常，基础立柱无损坏和上拔或沉陷现象，铁塔结构变形损坏严峻，导线落地多处损伤，光缆外观观看已断。

（4）依照河南电力实验研究院《500千伏姚邵线110#杆塔D腿主材角钢断裂缘故分析报告》，D腿主材角钢断裂为110#塔倾倒进程中，主材角钢受庞大应力作用而发生一次性快速脆性断裂。

主材角钢材料为Q345A，经成份分析和机械性能实验均知足标准要求。

4、线路治理舞动建议方案
治理导线舞动方法的重点是避免低频高幅舞动造成相间短路和其他有可能造成重大事故的情形显现。

立足于尽可能限制导线舞动的幅度，减少因此造成的跳闸，减少危害电网平安运行的可能性。

另外，还应依如实际情形进行铁塔增强、改换改造和加装防松螺栓。

姚邵线舞动治理方案
（1）装设双摆防舞器
依照华中网公司与河南省公司的治理要求，对姚邵线重要的交叉跨越、耐张塔相邻三档进行加装防舞器，34＃～228＃区段共116档需进行改造，共需防舞器约2166套，改造费用约346万元。

（2）铁塔增强改造：铁塔强度由设计单位进行验算，必要时增
强改造。

五、绝缘子覆冰闪络的防范计谋
（1）对易覆冰、微地形微气象区尽可能选用裙间距大、结构高的绝缘子。

（2）在每一年的11月份 2 月份前后, 结合天气实况, 在雨、雾天气时组织特巡, 及时发觉有冰凌桥接绝缘子现象,以便采取方法及时排除掉桥接绝缘子的冰凌。

（3）建议悬垂绝缘子串（玻璃、瓷质）采纳大、小盘径距离连接，以增加绝缘子伞裙间的空气间隙，合成绝缘子利用防冰型合成绝缘子。

（4）在绝缘子表面覆涂具有憎水性能的防污闪涂料, 以降低冰在绝缘子表面的附着力, 使其容易脱落和除去。

在有代表性的微地形、微气象点成立风力、覆冰观测站, 积存气象资料。

2007年年末我公司依照《国家电网公司应急治理工作规定》（国家电网安监〔2007〕110号）、《河南省电力公司应急治理工作规定》（豫电总〔2007〕391号）、及时修编了公司应急治理工作方法，修订了公司突发事件应急预案，从组织结构、应急响应、信息报送、后期处置等重点方面明确了应付突发事件的抢险救援原那么和流程，并成立起长效的应急治理机制。

为500kV姚邵线倒塔断线后的快速抢险、恢复供电提供了强有力的技术保障。

故障发生后，我公司迅速启动应急预案，在最短的时刻内完成了物资采购、铁塔加工、设备调配等关键环节，共集结4个工程公司和运检公司和变电通信公司等，抢修人员达500余人。

作为配合抢修的漯河、平顶山供电公司也迅速成立了现场配合指挥部，保证了施工渠道的畅
通无阻。

省公司安监部、生技部、省试研院、设计院也安排专人为抢修提供平安监督和技术支持。

由于抢修及时，方法得力，河南电网运行整体平稳，电力供给正常，没有拉闸限电，确保了电网平平稳固运行。

500kV姚邵线于1月21日恢复送电，圆满完成抢修任务。

制造了国内相同自然条件下恢复同品级线路故障的最快记录。

第三部份总结及展望
一、从这几年线路故障统计分析能够看出，发生的故障均为自然灾害引发。

最近几年来局部龙卷风、飑线风、强雷电、强降水、雾雪等恶劣气候天气增多，对电力设施专门是输电线路运行平安运行要挟加重。

二、从设备运行状况来看，随着社会经济进展、外部环境转变和电网的进展，部份500kV输电线路暴露出设计裕度不足或设防标准偏低的问题，在局部微气候和罕有恶劣天气下显现风偏、污闪、雷击和覆冰跳闸的机率增大。

3、在日趋复杂的外部运行环境和局部自然灾害眼前，作为一名一般送变工将在公司的顽强领导下，以科技为依托，加大设备改造力度，增强线路运行监控，同时增强内功，不断提高自身运行保护水平，发扬尽力超越，追求卓越的企业精神，为打造河南电网顽强主网架发挥咱们应尽的职责。

孙超
2020年10月3日。