河南电网500kV姚邵线舞动事故分析与治理措施

关键词
)"" *+ 姚邵线 )导线舞动 )事故分析 )防舞治理措施
文献标志码 文章编号 &"""5(446 '4""6( "!5""4,5",
中图分类号 3A()4

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#""$ 年 % 月 &' 日 ! 河南出现了多年少见大范
)"" *+ 姚邵线舞动区段最大设计风速 !" 089! 最大设计覆冰 %' 00 # 导线为 ,%:;25,""8!)! 地线 & 根为 <=;> 光缆 ! 另 4 根为 ;25$' 普通钢绞线 # 舞
螺栓斜材发生松动脱落的部位大多在离地 $% . 以 下 而本工程所采用的防盗螺栓不具有防松能力 由 此可初步判断 螺栓的松动脱落是由于防盗螺母不 防松造成的 从而导致结构体系变化引发故障 通过以上分析 恶劣天气引发的长时间导线持 续舞动 约 )% 7 是导致事故的原因 由于导线长时 间持续舞动 而塔身防盗螺母不能防松 导致螺栓松 动脱落 进而导致铁塔辅助材脱落 铁塔结构体系变 化最终引发事故
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倒塔
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未倒 横担受损
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未倒
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围的冻雨 " 风雪天气 ! 全省最高气温持续在 " ! 以 下 # 冻雨在输电线路上迅速形成覆冰 ! 在风力作用 下 ! 致使河南省境内的姚邵 " 郑祥 " 邵祥 " 邵 " 牡郑 " 获仓 " 洹仓 ( 条 )'' *+ 线路发生舞动 ! 姚邵线发生 了倒塔事故 ! 舞动线路主要位于平顶山 " 漯河 " 郑州 " 濮阳和安阳地区 ! 线路基本上为东西走向 $
线路实际使用档距及转角见表 / 对比表 % 和表 / 直线塔中 $%%/ 水平档距 ,,&
表
塔 型 呼称高 "#
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倒塔
塔型设计条件表
水平档距 "# 垂直档距 "# 允许转角 "@"A
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倒塔
图
耐张塔破坏情况
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倒塔
该基础采用地脚螺栓式斜柱柔性基础 经开挖 检查 5 腿立柱有 ! 条横向裂缝 位于垂直横担方向 的基础外侧面 裂缝宽度基本一致 同时平行横担 方向的 / 基础面也出现裂缝 自基础外侧面向内侧 面裂缝宽度逐渐减小 裂缝竖向位置分别在基础顶 面下约 /8/ /81 !80 # 台阶上平面向上约 &8/ # - $%,. 耐张塔螺栓松动脱落 节点破坏 斜 材 辅助材脱落 6 腿保护帽出现裂缝 基础没有破 坏 根据河南超高压运检公司的资料 % 月 %% 日凌 晨 / 点左右 当地最低气温 +. & 最大风速 %& #"9 导线迎风侧冰厚 %& '%, ## 背风侧冰厚 / ', ##
未倒 未倒 螺栓松 动
%1"%/$ 脱落 塔身辅 助
材脱落 未倒
:;<= 光缆 地线呈全包括状态 冰型成椭圆断面
冰质接近透明 不宜脱落 导线舞动幅度 / '0 # 频 率 /&'!& 次"#>?

姚邵 线路舞动倒塔原因分析 从河南及国内线路发生的舞动事故来看 出现
动区段相关塔型情况见表 &# 各塔受损情况如下 # '&( 1&'$ 直线塔横担向小号侧拉垮 ! 腿部及基 础没有破坏 # '4( 1&'6 直线塔向小号侧折断 ! 腿部及基础没 有破坏 # '!( 1&&' 耐张塔塔身扭曲倒向内角侧 !? 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 ! 见图 &#
1%,# 铁塔 ' 耐张塔 2345#%( 发生倾倒 # 6$,) 发现 1&&" 铁 塔 ' 耐 张 塔 23&54(( 倾 斜 ! 由 于 导 线 剧 烈 舞 动 ! 至 6$)" 时 1&&" 铁塔倾倒 ! 并致使 1&"6%1&&&% 1&&4 铁塔塔头折断 !1&&!%1&"$ 铁塔横担受损 # & 月 &4 日 ! 导线舞动仍在继续 ! 姚邵线 1,.7 44$ 间剩余的 &( 基耐张塔都有不同 程 度 的 螺 栓 松
动 ! 铁 塔 部 分 辅 材 % 交 叉 材 螺 栓 孔 撕 裂 ! 其 中 1&!) 及 1&)$ 情况较为严重 #
图
耐张塔塔身扭曲倒向内角侧
',( 1&&& 直线塔向大号侧折断 ! 腿部及基础没 有破坏 # ')( 1&&4 直线塔向大号侧折断 ! 腿部及基础没 有破坏 # '.( 1&&! 直线塔横担向大号侧拉垮 ! 腿部及基 础没有破坏 #
./0且风向与线路走向的夹角不小于 &)时 导线易
发生舞动 故障段线路基本呈东西走向 根据河南电 力试验研究院从省气象局收集的资料 发生舞动时 为西北风 风向 !&& 与线路走向夹角大致呈 (% 8
2*!) 和 2*)' 均为耐张塔 在长时间的导线剧
烈舞动作用下 铁塔长时间地承受交变荷载 部分螺 栓松动脱落 造成斜材与主材的连接节点破坏 且有 部分辅助材与主材脱开 斜材及辅助材不能给主材 提供有效支撑 导致原塔结构体系发生改变 铁塔承 载能力明显降低 最终 2*!) 和 2*)' 未发生倒塔 是由于作用在铁塔上的负荷没有超出降低后的铁塔 承载能力 由 2*!) 和 2*)' 的 受 损 现 象 可 推 断 2**+ 和


,- ./(01234567
姚邵 线路舞动故障情况 #''$ 年 % 月 %%"%, 日 )'' *+ 姚邵输电线路剧
烈舞动 ! 造成线路跳闸 %( 基铁塔严重损伤 $ % 月 %% 日 ##)' 姚邵线跳闸 ! 故障选相 - 相 ! 重合闸动作不 成功 ! 故障测距 & 距漯河邵陵变 !./$ *0 '1%,, 塔附 近 (! 距姚孟电厂 )( *0 '1%!( 塔附近 ()!$!. 强送不 成功 ! 距邵陵变 !, *0 '1%)' 塔附近 ( 三相故障 # 河 南超高压运检公司巡视人员于 % 月 %% 日 .$,' 发现



气象因素 特定的气象条件是引起导线舞动的主要因素之
一 姚邵等工程导线舞动时的气象条件与国内外的 统计资料是一致的 河南省每年冬季至翌年初春经 常有西北南下的干冷气团与东南方北上的湿热气团 相会 气温低于 % 或在 % 左右 遇有冻雨或雨夹 雪 导线上很容易覆冰 河南省正处于这样一条舞动 易发的气象地带上 -%%' 年 $ 月 $% 日 漯河地区出 现冻雨 雪天气 气温持续在零度以下 导致导 地线 迅速覆冰 同时在风的作用下 导线覆冰不均匀 迎 风侧较厚 类似机翼 在风的激励下诱发舞动 根据 研究 在导线不均匀覆冰的情况下 当风速在 &8-%
摘
要
河南电网 )"" *+ 姚邵线 4""$ 年元月发生舞动倒塔事故 # 通过分析认为 ! 恶劣天气引发的长时间
导线持续舞动是导致事故的原因 ! 由于导线长时间持续舞动 ! 而塔身防盗螺母不能防松 ! 导致螺栓松动脱落 ! 进而导致铁塔辅助材脱落 ! 铁塔结构体系变化最终引发事故 # 针对此情况 ! 在姚邵线加装双摆稳定器和整个 塔身横担以下防盗螺栓加装螺栓防松帽 !以提高塔身的抗舞能力 #
未倒 未倒 螺栓松动
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表
塔号
舞动区段塔型参数及铁塔损坏情况
档距 水平 档距 垂直 档距 转角 度数 杆塔损 坏情况 未倒 未倒 横 担受损
6 腿侧有明显偏移 7 腿保护帽开裂 见图 /
塔型 ! 呼高
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' $%!, 耐张塔螺栓松动脱落 辅助材脱落 基础没有破坏 . $%0/ 耐 张 塔 铁 塔 整 体 顺 横 担 方 向 倒 向 内 角侧 5 ) 腿主材从根部断裂 5 腿基础 受拉腿 向
# 与设计条件吻合 其他直线塔水平档距均有裕 度 耐张塔 $%%& $%!, $%0/ $%,. 的转角度数分
姚 邵 线 发 生 故 障 的 铁 塔 涉 及 到 ()*%/ ()*/
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未倒
铁塔损坏甚至倒塔的较为少见
()423%23/ 共 , 种塔型各塔型的设计条件见表 %
%1%&,$ 脱落 塔身斜
材 辅助材脱落 未倒
-(

第 !" 卷
别有 #$% !&' $&!( !)) 的裕度 水平档距分 别有 *!!*+,()-$ . 的裕度 原设计按照正常运 行大风工况 最大风速 !+ ./0 无冰 未断线 正常 运行覆冰工况 相应风速 $% ./0 $% .. 覆冰 气温 1
第 !' 卷
第!期
4,
&''6 年 ! 月
6 " # $ ! " # $ KIL9FGMEFHIL BCDEFGHE =IJDG
பைடு நூலகம்()* + !'
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第 !" 卷 ANG@ &'' 6
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'&/ 河南省电力勘测设计院 @ 郑州市 !,)"""( )4/ 河南省电力公司 ! 郑州市 !,)"")4 (
收稿日期 4""$5"(5&$ 作者简介 张天光 '&6.. *(! 男 ! 本科 ! 高级工程师 ! 中国机电学会送电专委会结构学组委员 ! 现行 + 架空送电线路基础设计技术规定 , 主要 编写人 ! 从事高压输电线路研究工作 $
第!期
河 南 电 网 ,&& O* 姚 邵 线 舞 动 事 故 分 析 与 治 理 措 施
) 及其他安装 断线等工况计算 从检查铁塔计
算书及图纸并复核各杆件强度 稳定以及从节点布 置看 均符合国家规程规范 符合送电线路杆塔结构 设计技术规定 巡线人员于 * 月 ** 日 ( &+ 发现 2$&- 耐张塔 向内角侧倾倒 导线未断 两侧直线塔未倒 $ 月 $$ 日 ,&) 发现 2$$% 耐张塔已向内角侧倾斜 引流线 受拉断线 耐张串断开 引流线直接承受导线张力 随后 2$$% 发生二次倾倒 前后侧直线塔折断 直线 塔的部分塔身和塔腿未被破坏 对比 2$$% 和 2$&的故障现象 可初步判断 2$$% 前后侧直线塔折断 及横担受损是由于耐张串断开所致 直线塔断线工况规程规定为无风无冰时一相导 线有不平衡张力 对平地线路其大小为一相导线最 大使用张力的 $)3 而计算表明直线塔塔身主材 的控制工况为正常运行大风工况 !+ ./0 从现场 情况看 2**+ 故障后耐张串断开 引流线拉断 对直 线塔而言 所承受的断线张力远远超过设计荷载 因 此造成直线塔的头部或导线横担向断线档的反向侧 折断 而塔身的其余部分和基础完好