論文關鍵詞 輸配電線路 覆冰 消除措施
論文摘要 當架空輸配電線路冰雪過多,線路導線、避雷線上出現嚴重覆冰時,首先是加重導線和杆塔的機械負荷,使導線弧垂過分增大,從而造成混線或斷線;當導線、避雷線上的覆冰脫落時,又會使導線、避雷線發生跳躍現象,因而引起混線事故。此外,由於瓷瓶或橫擔上積聚冰雪過多,進而引起絕緣子的閃絡事故。本文對輸配電線路覆冰及其消除措施進行了研究。
由於架空線路分佈很廣,又長期處於露天之下執行,所以經常會受到周圍環境和大自然變化的影響,從而使架空線路在執行中會發生各種各樣的故障。據歷年執行情況統計,在各種故障中多屬於季節性故障。
1 架空線路覆冰的原因
架空線路的覆冰是在初冬和初春時節(氣溫在-5℃左右),或者是在降雪或雨雪交加的天氣裡,在架空線路的導線、避雷線、絕緣子串等處均會有冰、霜和溼雪混合形成曲冰層。這是一層結實而又緊密的透明或半透明的冰層,形成冠冰層的原因,是由於在自然界物體上附著水滴,當氣溫下降時,這些水滴便凝結成冰,而且越結越厚。
有時,也會在導線表面上結上一層白霜,呈冰渣性質,其重量比堅實的覆冰輕得多,但其厚度卻大得多。一般當空氣中有大量水分且有微風時,最易形成笛。
在溼雪降落時,溼雷一方面粘在導線上,同時又會浸透正在結冰的木,使冰層越來越厚,最厚可達10cm以上。
當風向與線路平行時,覆冰的斷面裡橢圓形;當風向與線路垂直時,覆冰的斷面呈扇形,即在導線的一個側面;當無風時,覆冰則是均勻的一層。
此外,覆冰還與線路走向有關,在冷、熱空氣的交匯處經過的線路,覆冰就更嚴重。覆冰在導線或絕緣子上停留的時間也是不同的,達主要決定於氣溫的高低和風力的大小,短則幾小時,長則達幾天。
2 因覆冰而發生的事故
導線和避雷線的覆冰有時是很厚的,嚴重時會超過設計線路時所規定荷重。如果導線、避雷線發生覆冰時還伴著強風,其荷重更要增加,這可能引起導線或避雷線斷線,使金具和絕緣子串破壞,甚至使杆塔損壞。尤其是扇形覆冰,它能使導線發生扭轉,所以對金具和絕緣子串威脅最大。常見的線路覆冰事故有以下幾種:
1)杆塔因覆冰而損壞
一般是由於直線杆塔某一例導線斷線所造成的。此時,由於帶覆冰的導線在該杆塔的另一側形成較大的張力,使杆塔受到過大的荷重,故造成倒杆或倒塔事故;
2)導線覆冰事故
如果導線在杆塔上是垂直排列的,當導線和避雷線上的覆冰有區域性脫落時,因各導線的荷重不均勻,會使導線發全跳躍現象,從而使導線發生碰撞,造成短路故障;
3)線路各檔距覆冰不均引起事故
由於線路各檔距內的覆冰不均等原因,會使各檔距內的弧垂髮生很大變化。有嚴重覆冰的檔距內的導線荷重很大,特使導線嚴重下垂,以致有時使導線離地面距離減小到十分危險的程度,因而發生事故;
4)絕緣子串覆冰事故
雖然絕緣子上冰層厚度所增加的重量不大,但卻降低了絕緣子串的絕緣水平,會引起閃絡接地事故,甚至燒壞絕緣子,其後果也很嚴重。
3 覆冰的防止和消除措施
為了防止覆冰所引起的故障,設計杆塔時,應考慮由於覆冰所形成的外加荷重。對經常發生嚴重覆冰的地區,架設耐覆冰式的線路,這種線路的杆塔較一般杆塔的機械強度大,檔距較短,導線張力較小。為了避免碰線,導線應採用水平排列的佈置方法並應適當地加大導線和避雷線之間的.距離。
選擇線路路徑時,應注意避開冷、熱空氣的交匯處。但是在覆冰特別嚴重的地區,上述措施還是不夠的,覆冰仍可引起破壞線路的事故。因此,在執行中必須觀察導線上產生理冰的情況,並採取適當的措施予以消除。消除導線上的覆冰,有電流熔解法和機械打落法。
3.1電流熔解法
這種方法,主要是加大負荷電流或用短路電流來加熱導線使覆冰熔解落地,達到除冰的目的。具體做法有以下3種:用改變電力網的執行方式來增大線路負荷電流;將線路與系統斷開,並將線路的一端三相短路起來,另一端用特設的變壓器或發電機來供給短路電流。
當採用增大線路負荷電流來加熱導線的做法時,應在覆冰開始形成的初期即加大負荷電流,作為預防措施。但是這種辦法會使線路的電壓降低、增大電能損耗,所以不能長期使用。當用短路法來熔化覆冰時,則應根據線路長度,導線的截面和材料,淮備好必要的裝置,其容量應事先計算好,使之能夠滿足熔冰的要求。
在進行熔冰以前,應注意檢查長時間通過短路電流的系統結線和裝置。用短路電流熔冰時最好不要使用發電廠和變電所的接地網,而採用單獨的接地裝置,以免發生危險。用短路電流鎔冰時,還應派人到線路上去觀察覆冰的熔化過程,當覆冰已開始從導線上脫落時,應立即切斷熔冰電流,否則時間一長,會使導線過熱,特別應注意導線的連線處。在一般的裝置條件下,電流熔冰法是很難實現的,因此,除了在重冰區外,其實用價值不大。
3.2機械除冰法
機械除冰主要採用下列幾種做法:
1)從地面上嚮導線或避雷線拋擲短木棍,打碎覆冰,使之脫落。也可以用木杆或竹竿進行放抓使覆冰脫落。如果線路停電困難也可用絕緣杆來敲打覆冰;
2)用木製套圈套在導線上,並用繩子順著導線拉,便可消除覆冰;
3)用滑車式除冰器來除冰。
總之,機械除冰法是比較原始的,除冰器的樣式各地區也都不相同,其種類很多。 機械除冰法主要缺點是,必須停電進行,費時、費力。採用機械除冰法時,必須保證導線和避雷線不發生任何機械損壞。
參考文獻
[1]魏長喜.110kV線路覆冰防範措施及對策[J].四川電力技 術,2010(3):30-32.
[2]楊小桐.輸電線路執行事故與維護[J].中國新技術新產 品,2010(2):132-133.
[3]馮雄偉.探討對郴州輸電線路冰災的處理對策與措施[J]. 廣東科技,2010(4):162-163.
[4]山霞,舒乃秋.關於架空輸電線除冰措施的研究[J].高電 壓技術,2006(4):30-32.