2008年广东电网输电线路冰灾受损情况及关键影响因素分析

第 33 卷 第 9 期
电网技术
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到 10 000 MW，1 月 23、24、25 日错峰负荷超过历 年水平，分别高达 6 850、7 080、6 600 MW。全省 实施大幅度错峰用电，东莞、佛山等 10 个地市最 大负荷缺口均超过 20%。
1 冰灾形成原因及线路设施冰灾受损情况
1.1 本次冰灾形成原因 本次冰灾是在全球气候变暖的背景下，大气环
架空导线安全系数一般取 2.5，即导线最大运 行张力为其破断力的 40%。计算表明，按 10 mm 轻 冰区设计线路，如实际覆冰超过 20 mm 以上，导线 断线或受损概率将大大提高。 1.4 金具、绝缘子受损情况
绝缘子串及金具主要受损形式及原因有：
1）绝缘子断串及悬垂线夹、挂点金具断裂。 发生在大档距及大垂直荷载情况下，覆冰荷载超过
第 33 卷 第 9 期 2009 年 5 月
文章编号：1000-3673（2009）09-0108-05
电网技术 Power System Technology
中图分类号：TM726 文献wk.baidu.com志码：A
Vol. 33 No. 9 May 2009
学科代码：470·4051
2008 年广东电网输电线路 冰灾受损情况及关键影响因素分析
Vol. 33 No. 9
表 2 广东 220 kV 线路不同设计冰区受损杆塔统计 Tab. 2 Statistic of damage towers by design ice sections
项目
设计冰区/mm
5
10 15 18 30
杆塔倒塌基数
18 96 170 11
7
横担损坏基数
21 22 74 24 34
数的 80%以上。 2）各设计冰区受损杆塔比例随设计冰厚的增
加而增加，即重冰区杆塔受损更严重，表明原冰区
划分与本次冰灾覆冰程度基本相符。
3）重冰区杆塔虽然受损比例较大，但严重倒 塔故障比例远小于轻冰区。原因是重冰区杆塔纵向
合计基数
39 118 244 35 41
故障段杆塔基数
254 213 425 40 46
占总受损杆塔的比例/% 8.2 24.7 51.2 7.3 8.6
占故障段杆塔的比例/% 15.4 55.4 57.4 87.5 89.1
1）按轻冰区设计的杆塔基数较大，受损杆塔 明显多于重冰区，轻冰区受损基数占总杆塔受损基
110 kV/次 15 39 7 24 37 0 0 0 35 26
所占比例/% 24.6 63.9 11.4 39.3 60.6 0 0 0.0 57.7 42.6
1.5 通信光缆受损情况
冰灾累计造成广东电网电力光缆通信中断 21 条，从光缆受灾情况分析，OPGW 光缆抗冰情况 比 ADSS 光缆好，覆冰时 ADSS 光缆中断比例明 显高于 OPGW 光缆。光缆受损原因主要有：线路 杆塔倒塌导致光缆中断；覆冰过载和不平衡张力
统计表明[18]，对于 220 kV 和 110 kV 线路，金 具、绝缘子掉串较多发生在垂直档距大于 600 m、 垂直荷载较大的杆塔，发生掉串的线路实际覆冰厚
度绝大部分超出设计值，广东电网线路绝缘子、金
具覆冰掉串次数统计如表 1 所示。
表 1 广东电网线路绝缘子、金具覆冰掉串次数统计 Tab. 1 Statistic of damage metal accessories and insulators in Guangdong
3．Guangdong Electric Power Design & Research Institute，Guangzhou 510600，Guangdong Province，China）
ABSTRACT: Due to severe icing disaster in the beginning of the year 2008, the line facilities of Guangdong power grid sustained heavy losses. In this paper the damage condition of overhead transmission lines, the rush repair of damaged facilities and recovery of power supply are presented. The damage conditions and causations of facilities such as damage of transmission tower, breaking of conductors and ground wires, damage of fittings, breaking and falling of insulator strings, damage of communication optical fibers, are analyzed; the key impacting factors, such as the designed ice zone, landform, altitude elevation, tower types, tower damage types, damage types of conductors and ground wires, longitudinal load and vertical load and so on, are researched. Based on above-mentioned analysis and research, following recommendations are put forward: different de-icing measures and reinforcement of key components of transmission lines should be adopted, the intensity of composition parts for transmission line should be reasonably matched to decrease the damage of transmission lines caused by icing disaster as possible.
引起光缆拉断或受损；光缆通信正常但支撑光缆
的金具受损；光缆未直接受损但线路紧急抢修时
被迫剪断。
2 线路冰灾受损情况的关键影响因素分析
2.1 不同设计冰区影响因素 广东电网轻、重设计冰区杆塔受损比例见表 2，
不同设计冰区受损情况如下[19]：
110
彭向阳等：2008 年广东电网输电线路冰灾受损情况及关键影响因素分析
防冰应采取差异化设计和重点加固原则，线路各组成部件强 度应合理匹配，以最大限度地降低输电线路冰灾损失。
关键词：架空输电线路；冰冻灾害；覆冰故障；广东电网
0 引言
2008 年 1 月中旬以来，中国南方地区遭受了历 史罕见的大规模降雪和持续低温天气，冰冻灾害导 致南方地区铁路、公路及航空受阻，部分城市停水、 停电，工农业生产受到巨大影响，造成广东及南方 电网设备严重损坏。
广东电网本次冰灾集中在粤北地区，冰灾造成 粤北电网与主网解列，给韶关、清远等地电力设备 造成前所未有的破坏，累计造成输电线路故障停运 451 条，其中 220 kV 线路 12 条、110 kV 线路 54 条； 线路杆塔受损 1 051 基，其中 220 kV 线路杆塔受损 477 基、断线 296 处，110 kV 线路杆塔受损 574 基、 断线 657 处；电力通信光缆停运 21 条，其中 OPGW 光缆 13 条、ADSS 光缆 8 条。造成变电站故障停运 32 座，其中 220 kV 变电站 1 座、110 kV 变电站 21 座。韶关、清远、梅州、河源、肇庆 5 个地区 12 个 县市 66 个乡镇供电受到影响，涉及工业用户 1262 户、居民用户 21 万户、人口约 82 万人。500 kV 江 城直流、高肇直流、兴安直流、桥曲甲乙线先后停 运，外区送广东电力锐减，西电东送电力由 8 000 MW 骤降至零，广东电力供应矛盾加剧，电力缺口上升
电压
垂直档距/m
设计冰厚/mm 实际冰厚/mm
等级 ≤300 300∼600 >600 10 15 20 30 ≤10 10∼40 >40
220 kV/次 6 33 11 15 24 5 6 0 20 30
所占比例/% 12.0 66.0 22.0 30.0 48.0 10.0 12.0 0.0 40.0 60.0
彭向阳 1，周华敏 2，潘春平 3
（1．广东省电力科学研究院，广东省 广州市 510600；2．广东电网公司，广东省 广州市 510600； 3．广东省电力设计研究院，广东省 广州市 510600）
Damage Condition of Overhead Transmission Lines in Guangdong Power Grid Caused by
流异常导致的极端灾害天气，即持续时间长、影响 范围广、冰冻强度大的低温雨雪冰冻天气，满足覆 冰形成的最佳气候条件。线路实际覆冰厚度大大高 于覆冰设计标准，导致杆塔、导线、地线、金具、 绝缘子过荷载损坏[1-17]。 1.2 杆塔受损情况
杆塔受损形式主要有：地线支架受损、导线横 担破坏、上下曲臂受损、塔头折断、塔身局部弯曲 变形、全塔倾覆。
受损的主要原因有： 1）导线、地线及杆塔覆冰过重，垂直荷载超 过原设计条件，导致杆塔部分受损或倾覆。 2）杆塔前后侧导线、地线出现不均匀覆冰或 脱冰，杆塔纵向不平衡张力超过设计条件，导致杆 塔部分受损或倾覆。 3）在过载冰和不均匀冰共同作用下，杆塔构 件内力超过设防值导致受损或倾覆。 4）相邻杆塔倾倒或发生断线、掉串，导致杆 塔一侧导线、地线张力部分或全部释放，远大于纵 向荷载设防值，造成杆塔发生串倒。 计算表明，随着导线、地线覆冰厚度增加，杆 塔承受垂直、水平和纵向荷载会迅速增大。 1.3 导线、地线受损情况 导线、地线断线、断股根本原因是覆冰过载， 具体受损形式和原因有： 1）导线、地线覆冰过载而铁塔或金具强度尚 余，导线、地线首先破坏。 2）线路覆冰情况下，铁塔或金具过荷载先于 导线、地线破坏，冲击荷载引起导线、地线断线。 3）导线覆冰过载导致外层单丝断股。 4）由于覆冰纵向张力作用，导线在悬垂线夹 内滑动造成断股。 5）线路覆冰倒塔或掉串时，导线、地线落地 受到冲击而散股。 6）运行年限长的线路，导线、地线机械性能 下降造成断线。
绝缘子及金具最大使用荷载。
2）绝缘子裙边、防振锤及均压环损坏。倒塔 或断串后坠落地面或与杆塔碰撞损坏，覆冰或脱冰
跳跃使防振锤产生变形等。
3）间隔棒损坏。不平衡张力和冲击荷载导致 分裂子导线滑动、间隔棒线夹破坏，或不均匀覆冰
时导线扭转造成分裂间隔棒损坏。
4）金具质量问题。生产质量或安装工艺缺陷 导致覆冰过载能力下降而损坏。
Icing Disaster in 2008 and Analysis on Key Impacting Factors
PENG Xiang-yang1，ZHOU Hua-min2，PAN Chun-ping3
（1．Guangdong Electric Power Research Institute，Guangzhou 510600，Guangdong Province，China； 2．Guangdong Power Grid Corporation，Guangzhou 510600，Guangdong Province，China；
KEY WORDS: overhead transmission line；icing disaster； ice-coating faults；Guangdong power grid
摘要：介绍了 2008 年初广东电网线路设施冰灾受损、抢修复 电情况，具体分析了输电线路杆塔受损、导(地)线断线、金具 绝缘子掉串及通信光缆受损的形式和原因，研究了不同设计 冰区、地形、海拔高程、塔型、杆塔受损类型、导(地)线受损 类型、纵向荷载及垂直荷载等关键影响因素。提出输电线路