淺析輸配電線路冰災(zāi)事故原因及預(yù)防消除措施

1、淺析輸配電線路冰災(zāi)事故原因及預(yù)防消除措施 2008年一場大范圍的持續(xù)低溫、雨雪冰凍天氣襲擊我國南方地區(qū)，經(jīng)受了百年不遇的冰凍災(zāi)害，對輸配電線路造成不可估量的損失，當(dāng)時倒桿、斷線無數(shù)。今年據(jù)分析，很可能又出現(xiàn)持續(xù)低溫、雨雪冰凍天氣，為提高輸配電線路抵御自然災(zāi)害能力，分析輸配電線路發(fā)生冰災(zāi)的特點及原因，預(yù)防和消除輸配電線路發(fā)生倒塔斷線、設(shè)備損壞、電網(wǎng)解列、大面積停電等冰災(zāi)事故，本文對輸配電線路的冰災(zāi)事故原因及預(yù)防消除措施作淺析介紹。 一、輸配電線路覆冰事故成因分析。輸配電線路覆冰事故的原因可歸納為：一是由于輸配電線路覆冰的規(guī)律認(rèn)識不足，線路設(shè)計時，線路路徑選擇不合理，同時缺乏抗冰害的經(jīng)驗

2、，導(dǎo)致冰害事故的發(fā)生；二是輸配電線路的設(shè)計抗冰厚度低于實際覆冰值，目前本供區(qū)輸配電線路覆冰厚度設(shè)計值為10mm，當(dāng)遇到嚴(yán)重覆冰時，覆冰事故就會發(fā)生。覆冰導(dǎo)致輸配電線路機械性能和電氣性能下降時造成覆冰事故的直接原因，主要體現(xiàn)在以下方面：一是嚴(yán)重覆冰引起過荷載。覆冰會增加所有支持結(jié)構(gòu)和金具的垂直荷載，輸配電線路的水平荷載也會隨著導(dǎo)線迎風(fēng)面覆冰厚度增加而增加。嚴(yán)重覆冰會造成導(dǎo)線、地線斷裂，桿塔倒塌，金具損壞。二是因輸配電線路相鄰各檔間距離、高度不同，使導(dǎo)線在覆冰時引起縱向張力不平衡，產(chǎn)生縱向荷載。不均勻覆冰或不同期脫冰引起張力差，使導(dǎo)線斷裂，絕緣子損壞和破裂，桿塔橫擔(dān)扭轉(zhuǎn)和變形，同時還會發(fā)生線間距離

3、減小，導(dǎo)致導(dǎo)線放電燒傷。三是絕緣子串覆冰閃絡(luò)。絕緣子覆冰，絕緣子強度就會下降，泄漏距離就會縮短，從而降低閃絡(luò)電壓，形成閃絡(luò)事故。四是覆冰引起導(dǎo)線舞動。不均勻覆冰及防震錘覆冰使防震錘失去作用，會使導(dǎo)線產(chǎn)生自激震蕩和舞動，從而造成金具損壞，導(dǎo)線斷股及桿塔傾斜或倒塌現(xiàn)象。 二、影響輸配電線路覆冰的因素。一般來說，覆冰的影響因素主要包括空氣溫度、風(fēng)速風(fēng)向、空氣中或云中過冷卻水滴直徑、空氣中液態(tài)水含量，這些因素的不同組合確定了導(dǎo)線覆冰的形狀、密度及厚度，而輸配電線路產(chǎn)生覆冰的氣象條件為：氣溫及設(shè)備表面溫度達到0以下；空氣相對濕度在85%以上；風(fēng)速1m/s。當(dāng)具備了形成覆冰的溫度和水汽條件時，風(fēng)對覆冰起著

4、重要的作用，它可將大量的過冷卻水滴源源不斷地輸向輸配電線路，與導(dǎo)線碰撞而被截獲并增大形成覆冰現(xiàn)象。覆冰首先在迎風(fēng)面成長，當(dāng)迎風(fēng)面達到一定覆冰厚度時，導(dǎo)線因重力作用而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，從而出現(xiàn)新的迎風(fēng)面，這樣，導(dǎo)線通過不斷扭轉(zhuǎn)而使覆冰逐步增大，最終導(dǎo)線上形成圓形或橢圓形的覆冰。除了風(fēng)速的大小對覆冰有影響外，風(fēng)向?qū)Ω脖p重也起著決定的作用，一般風(fēng)向與導(dǎo)線之間的角度小于45°時，覆冰較輕，風(fēng)向與導(dǎo)線之間的角度大于45°時，覆冰較嚴(yán)重。 我國北方冬季氣候干燥，輸配電線路上主要為積雪，而南方冬季低溫天氣時多產(chǎn)生凍雨，雨凇在輸配電線路上易形成密度較大且不宜脫落的覆冰。另外，輸配電線路的海拔高度

5、、導(dǎo)線懸掛高度以及覆冰發(fā)生的凝結(jié)高度，也會對線路覆冰產(chǎn)生影響，一些受風(fēng)較突出的地形或空氣水分較充足的微地形、微氣象的區(qū)域，其覆冰頻率和程度也更為突出。 三、冰雪對輸配電線路的危害。冰是冷雨或雪水遇強冷空氣凝結(jié)而成，對輸配電線路的危害程度主要與沉積在輸配電線路及周圍樹木表面冰層的厚度有關(guān)。主要危害表現(xiàn)在：一是冰雪直接凝結(jié)在導(dǎo)線上產(chǎn)生的危害。當(dāng)導(dǎo)線表面冰雪越積越厚，導(dǎo)線將承受幾百公斤到幾十噸的荷載，這時導(dǎo)線自重及所覆冰重產(chǎn)生的拉力將通過導(dǎo)線、金具、絕緣子傳遞給桿塔，桿塔又將拉力傳給拉線，只要導(dǎo)線、金具、絕緣子、桿塔、拉線、拉線固定件等其中一個環(huán)節(jié)承受不住拉力，就會出現(xiàn)倒塔(桿)和斷線的事故，并將事

6、故擴展至下一個耐張段。二是冰雪凝結(jié)在導(dǎo)線周圍的樹木上產(chǎn)生的危害。輸配電線路周圍有高樹木，當(dāng)樹木上的積冰雪過厚時，將倒向沒有任何支撐的線路，輸配電線路不堪承受大樹及冰雪的重壓，將在導(dǎo)線、絕緣子、桿塔、拉線、拉線固定件等其中一個較薄弱的環(huán)節(jié)上打開缺口，最終形成大面積的倒塔(桿)斷線。 四、輸配電線路的冰災(zāi)事故預(yù)防措施。一是提高工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，抓好工程施工質(zhì)量。從設(shè)計和施工上把好質(zhì)量關(guān)，盡量采用保守設(shè)計，至少要按3050年一遇的強冰雪天氣進行設(shè)計；減少檔距，多設(shè)耐張段，多采用耐張塔，盡量減少事故面積，防止事故擴大。二是搞好線路廊道清理工作。廊道樹障是影響安全供用電的主要因素，加強線路廊道清理以及廊道兩

7、側(cè)高大樹木的清除工作，可有效防止線路冰凍，防止大樹倒覆到導(dǎo)線及桿塔上。三是加強維護管理。認(rèn)真細(xì)致地搞好維護管理：如拉線的調(diào)整，螺栓的堅固，拉線的檢查更換，導(dǎo)線弧垂的調(diào)整等可避免部分倒塔(桿)斷線事故的發(fā)生。四是加強輸配電線路覆冰觀測，在輸配電線路可能產(chǎn)生覆冰的氣象條件時，對輸配電線路覆冰情況進行觀測，對可能導(dǎo)致輸配電線路破壞前及時進行處理。五、輸配電線路防冰、除冰方法。一是對聯(lián)絡(luò)線路改變潮流分配融冰，輸配電線路防冰、除冰最方便、最有效使用的除冰方法為增大線路負(fù)荷電流。通過調(diào)度提前改變電網(wǎng)潮流分配，讓其輸配電線路帶重負(fù)荷運行，對重要的輕載線路，在末端裝設(shè)足夠容量的電容器或電抗器以增大無功電流，到達不覆冰的目的。二是短路融冰，將輸配電線路一端短接，另一端加低電壓大電流的電源加熱導(dǎo)線，使導(dǎo)線上的覆冰融化。三是在輸配電線路表面涂上防冰涂料。四是采用一種表面很光滑的防覆冰導(dǎo)線，達到防止覆冰