【電力系統(tǒng)的安全會受到天氣方面的影響,輸電線路一般都是暴露在室外,所以很容易受到風(fēng)力的影響而導(dǎo)致線路不穩(wěn)定。本文就對輸電線路風(fēng)偏事故進行分析,同時提出有效的改進措施。
近年來,由于環(huán)境問題造成了氣候的復(fù)雜變化,天氣問題已經(jīng)成為了影響一些國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作的重要原因,尤其是惡劣的天氣問題,對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定帶來了極大的威脅。從電力系統(tǒng)的運行過程中來看,電力運輸工作需要深入到我國的各個角落,而在面對惡劣天氣,尤其是大風(fēng)天氣時,輸電線路的風(fēng)偏故障發(fā)生頻率極高,會對輸電線路的穩(wěn)定性造成影響,導(dǎo)致線路的短路和電弧燒傷等,一旦發(fā)生風(fēng)偏故障,極易造成輸電線路中斷,影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,影響人民群眾正常的生活和工作。
1、輸電線路風(fēng)偏事故分析
1.1桿塔發(fā)生傾斜或歪倒
由于風(fēng)力過大,超過了桿塔的機械強度,桿塔會發(fā)生傾斜或歪斜而造成桿塔損壞或停電事故,主要原因如下:1)風(fēng)力超過桿塔設(shè)計強度。2)桿塔部件腐蝕強度降低。3)桿塔在修建后,由于基礎(chǔ)未實,經(jīng)過一段時間后,基礎(chǔ)周圍的土壤可能腐蝕,不均衡下沉,從而引起桿塔歪斜。4)于冬季施工,回填土是凍結(jié)的土壤,到了春天土壤開始解凍,使基礎(chǔ)附近的土壤松動,造成桿塔歪斜。5)桿塔各連接部分松動或拉線銹蝕,使桿塔發(fā)生故障。
1.2導(dǎo)線對地電位體或?qū)ζ渌鄬?dǎo)線發(fā)生放電
在風(fēng)的作用下,導(dǎo)線與地電位體或與其他相導(dǎo)線之間的空氣間隙小于大氣擊穿電壓而造成放電事故,主要原因和現(xiàn)象如下:
1)架空線路導(dǎo)線,避雷線呈懸鏈狀。當(dāng)風(fēng)速超過設(shè)計時,會造成導(dǎo)線對塔身放電,直線桿塔絕緣子串在水平風(fēng)荷載的作用下產(chǎn)生導(dǎo)線搖擺,使其與地電體(如桿塔、拉線等)之間的空氣間隙減少,形成單相接地短路故障。2)線路施工單位、竣驗收單位和運行管理單位沒有全部復(fù)核導(dǎo)線的弧垂和線路通道兩側(cè)的樹木、建筑物風(fēng)偏的離。在風(fēng)力作用下,導(dǎo)線搖擺使其發(fā)生放電,形成接地短路故障。3)耐張桿塔在施工時跳線太長或跳線串為單鉸鏈掛點,在風(fēng)力作用下左右搖擺,造成跳線對塔身安全間隙不夠,而形成單相接地短路故障。4)運行中為了增加爬電比距,將絕緣子加長,雖然未超過設(shè)計風(fēng)速,但由于風(fēng)的作用,使導(dǎo)線和塔身安全間隙不夠,而形成單相接地短路故障。5)線路施工時,由于未按設(shè)計要求架設(shè),致使各相導(dǎo)線的弧垂不同,檔距中間導(dǎo)線在風(fēng)的作用下?lián)u擺頻率不同,使相間空氣間隙減少而形成兩相短路故障。另外,導(dǎo)線的排列方式在換位處由于風(fēng)作用易出現(xiàn)地線對導(dǎo)線放電或?qū)Ь€之間產(chǎn)生放電,形成單相接地短路和相間短路故障。
1.3風(fēng)偏放電發(fā)生地域不確定
根據(jù)電網(wǎng)公司風(fēng)偏事故的統(tǒng)計結(jié)果,風(fēng)偏包含的范圍很廣,大部分故障發(fā)生在地形和地貌沒有明顯的特征的區(qū)域。結(jié)果使得輸電傳輸線的改造范圍變大,并且風(fēng)偏事故處理變得困難。風(fēng)偏事故是電網(wǎng)正常運行中的主要安全隱患,當(dāng)發(fā)生風(fēng)偏的事故時,將導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟損失。所以,對于高壓輸電線路的防風(fēng)偏措施的研究正引起工程界的關(guān)注。傳輸線風(fēng)偏研究和有效防風(fēng)技術(shù)的詳細(xì)研究有著重要的工程意義和技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢。
2、防風(fēng)害故障措施及實踐
2.1加大預(yù)防力度
要做好前期的預(yù)防工作,就要從輸電線路的設(shè)計階段入手,設(shè)計工作開始前就要同設(shè)計單位、運行部門等建立溝通,確保能夠拿到初始材料,重點關(guān)注所選的桿塔類型,明確其抗風(fēng)能力,既要注重塔體的定型,又要確保定質(zhì)。輸電線路設(shè)計過程中也要考慮到客觀因素,例如地形條件、氣象條件等以及輸電線路經(jīng)過地區(qū)的氣象、氣候條件等,必須深入施工現(xiàn)場做好地形勘察與氣候條件監(jiān)測,深入了解并掌握地形地貌特征對風(fēng)力的影響,同時對特殊的區(qū)段、線路采取必要的安全防護措施,控制風(fēng)力的不良侵襲。
2.2采用防風(fēng)偏絕緣子
大風(fēng)地區(qū)常年頻繁的橫線路大風(fēng)是造成絕緣子傘裙疲勞破損的主要外界原因。受風(fēng)速、頻率影響,傘裙出現(xiàn)迎風(fēng)偏折變形、周期擺動現(xiàn)象,根部與芯棒護套交接處產(chǎn)生周期性的應(yīng)力集中,導(dǎo)致絕緣子局部硅橡膠材料應(yīng)力疲勞,出現(xiàn)初步裂紋并最終發(fā)展成傘裙撕裂破損。防風(fēng)偏絕緣子目前是通過改變絕緣子傘形結(jié)構(gòu),降低絕緣子風(fēng)壓荷載,減小線路風(fēng)偏,配合改進絕緣子端頭金具,使之與桿塔橫擔(dān)直接相連,將其與桿塔固定,從而減小絕緣子串風(fēng)偏,保證與塔身的空氣間隙。
2.3防風(fēng)偏閃絡(luò)措施
規(guī)范跳線安裝和改造措施,采用雙絕緣子串加裝支撐管改造(后期也采用雙聯(lián)支柱絕緣子),檢測支撐管兩側(cè)跳線松弛度,應(yīng)盡量收緊,強化施工和驗收,必須實測數(shù)據(jù)并建立臺賬。跳線、引線整治措施。細(xì)化線路跳引線標(biāo)準(zhǔn),對220~500kV線路跳引線,風(fēng)偏設(shè)計應(yīng)按最大風(fēng)速檢驗,且風(fēng)速不均勻系數(shù)按1.2取值,大于45°轉(zhuǎn)角塔的外側(cè)跳線應(yīng)采用雙絕緣子串加支撐管或采用硬支撐棒式復(fù)合絕緣子方式固定。110kV線路跳引線,轉(zhuǎn)角小于20°的,兩側(cè)均應(yīng)加掛單跳線串;轉(zhuǎn)角在20°~40°的,轉(zhuǎn)角外側(cè)應(yīng)加掛單串跳線串,內(nèi)角側(cè)可不加跳線串;轉(zhuǎn)角大于40°的,轉(zhuǎn)角外側(cè)應(yīng)加掛雙跳線串或加裝硬支撐復(fù)合支柱絕緣子固定,內(nèi)角側(cè)可不加跳線串。全面開展引線線路跳引線松弛普查和治理,對松弛的跳引線按標(biāo)準(zhǔn)采取固定或收緊整治措施。導(dǎo)線風(fēng)擺整治措施如下:220~500kV線路風(fēng)擺治理措施:在設(shè)計基本風(fēng)速為32m/s及以上的220~500kV線路,風(fēng)壓不均勻系數(shù)按0.75進行風(fēng)偏校驗,對風(fēng)擺角不滿足要求的,按加掛重錘,絕緣子串改雙串或改成V型串等技術(shù)方案進行改造。對同桿架設(shè)雙回線檔距不小于850m的,進行實測弧垂并校核風(fēng)偏相間安全距離,對導(dǎo)線型號規(guī)格不一的更換成同一規(guī)格導(dǎo)線。站(廠)進線段導(dǎo)線相間風(fēng)擺治理措施:對終端塔進站(廠)段導(dǎo)線由垂直轉(zhuǎn)水平交叉處相間凈空間距離進線實測校核,對松弛的導(dǎo)線盡量收緊滿足距離要求,不滿足要求的采取間安裝復(fù)合絕緣相間隔棒固定,或原雙分裂導(dǎo)線更換為單根大截面導(dǎo)線,以增加相間距離。防止交叉跨越線路下方地線上揚治理措施:對沿海地區(qū)大檔距有交跨的檔距進行安全距離校核,必要時對下方進行壓低改造,拆除下方耦合地線(采取其他防雷措施)。
2.4根據(jù)實際情況對應(yīng)決定耐張塔的跳線
要切實根據(jù)實際情況、面臨的具體問題來對應(yīng)決定耐張塔的跳線,其中要重點考慮導(dǎo)線的類型,如果是分裂導(dǎo)線,其引線的改造適合選擇特殊的鏈接模式,最合適的為角鋼、雙并溝線夾鏈接。因為直線搭線夾會長時間承受載荷力,應(yīng)該選擇V型串。同時要重點關(guān)注合成絕緣子,一般來說合成絕緣子只有在平原地區(qū)相對能發(fā)揮良好的絕緣效果,對于山地則處于不利地位,特別是當(dāng)遇到高度差距較大,垂直檔距相對較小的區(qū)位,合成絕緣子的防風(fēng)效果都相對不佳,會造成絕緣子串的隨風(fēng)搖擺,出現(xiàn)風(fēng)偏故障問題,此時可以考慮瓷瓶整串,其防風(fēng)效果相對較好,也能有效發(fā)揮其絕緣功能。
近年來,電網(wǎng)在風(fēng)偏防范措施的理論研究以及實踐等方面取得了豐碩的成果。不斷出現(xiàn)不同類型的防風(fēng)偏技術(shù),線路風(fēng)偏故障的發(fā)生日益減少,并且電網(wǎng)的可靠性得到了極大的提高。我們提交了各種技術(shù)思路來抑制線路的風(fēng)偏,但防止風(fēng)對輸電線路的影響不能只以單一方式進行,在實際工作中,它通常是一種多方面、綜合控制措施,才可以有效防止事故的發(fā)生。