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摘要:输电线路在电力系统中有重要的作用,结合实际应用要求可知,如何做好事故判断成为重点。在整个管控阶段受到冰害事故的影响,发生意外的几率比较高,对系统运行管理有一定的消极影响,针对特殊性,在整个处理过程中要做好应对和管控等。
关键词:输电线路;冰害;防护
前言
输电线路是我国电力运输系统中的构成主体之一,其对于维持全国正常用电与社会生产生活等至关重要。然而,由于我国冬天严寒与冰雪、冰雹等恶性天气的影响,我国输电线路冰害事故多发,给社会正常运转造成不便的同时亦形成了经济损失。基于此,本文即以输电线路的冰害事故为研究对象,首先分析了输电线路冰害事故的内涵与主要致因,继而针对性地提出防治输电线路冰害事故发生的有效对策。
1输电线路冰害事故的特点
冰害事故多由覆冰造成,事故类型主要有:覆冰致使输电线路设备负荷过重导致导线、杆塔等断裂倒塌;绝缘子在运行过程中发生闪络;导地线因不均匀覆冰并且遭遇大风天气,产生大幅度震动,导致导线、杆塔等发生损坏。由于覆冰导致导线的下垂弧度过大,与地面物体距离不足发生闪络。冰害事故主要有以下特点。第一,覆冰导致线路两端张力不平衡。在一些地形复杂,地面起伏较大的区域,线路相邻两个杆或者塔存在高差,正常状态下就已经形成两端张力不平衡,但是较为轻微。覆冰时会加重张力不平衡,杆塔无法承受张力加剧带来的负载时,就会造成杆塔变形,电线接近杆塔部位容易断裂的问题。部分杆塔处于转角位置,电线覆冰导致杆塔某一侧负荷增大,受到高差,单侧压力影响造成线路过载,出现安全隐患。第二,覆冰事故中机械故障和电气故障并存。严重覆冰不仅造成金具损坏、导线断股、断线、杆塔倒杆、塔头折断、绝缘子串翻转、碰撞、炸裂等机械事故;而且使导线弧垂增大,导致导线对地或导线间的间距减少,造成闪络和烧伤、烧断导线等电气事故[1]。第三,绝缘子冰闪问题。覆冰较为严重时绝缘子串会被冰柱覆盖,融冰时在绝缘子表面形成水膜,导致泄露电流,当泄露电流达到180mA时,可能造成局部冰闪。覆冰融化在电压分布较高部分首先出现弧光,泄露的电流因水膜不断加大,出现白色弧光,弧光跨过绝缘子串的50%时,会发展成为闪络。绝缘子表面的冰柱受到气压影响,气压在冬季降低,覆冰家中,水膜导电率增加,导致闪络频发。第四,覆冰事故多发生在华中和西南等海拔较高的地区,而在我国北方则较少。其原因在于北方冷空气和南方暖空气在这些地区交汇,在山脉上空形成静止峰或准静止峰区,易形成严重覆冰。
2输电线路冰害事故的原因
根据理论知识分析与过往实践经验,可以看出,我国输电线路冰害事故多发的原因主要包含三个层面。首先,输电线路的架设与施工人员缺乏充分的专业知识与经验,且技术水平不高,并不能根据不同的地理情况和线路走势,进行针对性的输电线路设计,线路规划人员无法准确掌握输电线路的覆冰规律,继而导致输电线路路径设计不恰当。其次,因专业化不足或无意疏忽,输电线路的设计者分析计算出的抗冰厚度不足,低于实际的覆冰值,若天气连续严寒或降雪量较大时,即可造成冰害。最后,对于输电线路冰害事故易发地区来说,如江南地区,输电线路的抗冰性往往较强,但连续雨雪、冰雹等天气,则会削弱其抗冰性,若不能及时检查、维修,再次遇到恶劣天气时即可能引发冰害事故。从本质而言,冰雪覆盖于输电线路表面并削弱其机械性能、电气性能,是冰害事故形成的机理。第一,冰雪过分覆盖于输电线路表层即可造成过荷载问题[2]。如果冰雪大量堆积于输电线路上即可大幅度增加支撑结构和各种金属物质的垂直荷载,水平荷载量亦会有所增加,甚至引发导线、地线断裂与杆塔倒塌等。第二,输电线路不同区域的表层的覆冰情况不均衡或覆冰融化的脱离时间不一致等会造成线路的张力差,继而导致损坏导、绝缘子和杆塔横担等。第三,输电线路的绝缘子串因覆冰而产生闪络现象,这是因为其被覆冰或表层的冰凌桥接后,其绝缘性不足,泄漏距离亦随之变短。冰体融化后,表面水膜会溶解污秽物中的电解质,增强融冰水的导电率,继而导致绝缘子串的电压分布不均衡,造成闪络问题。
3输电线路冰害的防护措施
3.1抓好初期规划
在规划阶段,对于通过有覆冰条件的地区的输电线路,在设计上要尽量避开最严重的覆冰区域,线路走向选择较为平缓的地形,尽量避开风道、湖泊、水库、急转弯等容易出现覆冰的区域。输电线路如果必须翻山越岭,应该尽量减少两个杆塔之间的距离和高度差,避免出现张力过大。沿着山岭建造时,要注意季节的风向与向阳面的走向,避免转角点架设在开阔区域,转角不宜过急过大,如果地形不够连续,则注意选取地点,减少覆冰几率,降低覆冰程度。
3.2强化线路覆冰观察以掌握覆冰规律
输电线路施工人员、监管人员与日常维护人员应实时对输电线路的覆冰情况予以观察、检测并将检测数据予以记录,以确定和掌握该区域内输电线路覆冰的变化规律。相关技术人员应以寒冷冬季的各个天气为出发点,根据天气变化制定检测规划,以明确冰害多会于什么时候侵袭输电线路,继而制定形成针对性的冰害事故预防措施。另外,还应做好数据记录与数据存储工作,以便于通过数学模型而进行数据分析,继而设定有效的除冰方法[3]。
3.3了解覆冰线路特点
在各个区域如何做好调整和管控是重点,要做好区域线路分析工作,研制有效的覆冰检测装置。以现有技术为支撑,要制定有效的防治管理模式,做好应急管控。近些年来在观测和分析阶段,要做好除冰工作符合要求,结合经验类型和报道等可知,要做好线路预设工作。勘察人员充分分析当地天气,结合线路敷设的注意事项做好应急管理工作。在整个输电线路病害分析的阶段,采用机械除冰法。针对特殊的区域,采用电磁脉冲的方式进行处理,部分方式处于前期试验阶段,因此要做好预设管理并符合要求。
3.4综合考量以实现输电线路的优化设计
输电线路架设企业与施工电力企业在对此输电线路工程进行规划与设计时,应强化针对实际环境的勘探,综合考量该区域范围内的气候、地形、雨水、降雪与昼夜温差等因素,重点分析该输电线路可能会经过的山区,继而明确其地形地貌、山脉走向、海拔高度以及不同季节的平均温度等,尤其是冬季的严寒天气数与覆冰程度。通过不同设计方案的对比分析,选择出最科学、最恰当的输电线路走向,若为严寒地区,输电线路的设计应适当增强其抗冰性,以避免因连续遭遇恶劣天气而发生覆冰事故。另外,工程设计人员和施工人员还应额外注重输电线路亦受到外部侵害的薄弱部位,于附近装置实时监测设备,以及早发现问题,避免冰害事故发生[4]。
3.5绝缘子设置合理
在冰闪的线段,绝缘子设计是否合理非常重要。绝缘子如果设计成V型串,或者倒V型串,能够让绝缘子覆冰均匀,减轻压力。在覆冰不太严重的区域可以采用插花串布置,大小盘径一致。对于常见的双联串则应该加大串与串之间的距离。
总结
近年来,我国经济取得了突飞猛进的发展,结合用电量和实际要求等可知,如何做好输电线路覆盖管理成为重点,结合自然条件以及其他因素等可知,在整个管控过程中要做好针对性分析工作,结合自然特性和要求等,提前确定合适的技术手段,如果存在技术革新不符合要求的现象,势必造成安全事故,在整个过程中要进行预设管理,提升可行性,降低安全隐患。
参考文献:
[1]李凯华,邹长春.输电线路冰害事故原因及措施研究[J].南方农机,2018,49(07):202.
[2]李卫,宋天金.超高压交流输电线路冰害分析及防冰害措施的思考[J].科技与创新,2018(06):85-86.
[3]潘素军.超高压交流输电线路冰害分析及防冰害措施研究[J].中国战略新兴产业,2017(48):164.
[4]李兴华.输电线路冰害事故的防止措施分析[J].中国战略新兴产业,2017(48):195+197.