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高压架空输电线路防风偏技术分析及应用

2022-08-16国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司

电力设备管理 2022年14期
关键词:重锤绝缘子杆塔

国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司 张 翔

对于用电系统而言,高压架空输电线路发挥了重要作用,提高了用电便利性,有效解决了部分区域未通电的情况,实现了偏远地区日常用电。但是,在实际应用过程中,由于受气候条件等因素的影响,会出现不同程度的风偏现象,这也直接影响了用电安全性和稳定性。针对这种情况,本文总结了产生风偏的原因,并分析了有效控制措施,提出了高压架空输电线路管理的改进措施,便于为实际工作奠定基础,从而降低风偏的危害。

1 高压架空输电线路建设

我国在输电线路建设过程中,引入先进技术,并且不断升级设备,贯彻科学发展的理念,尽可能全面覆盖国家电网。目前,送电线路主要包括电缆以及架空两种,其中架空线路送电主要是通过无绝缘的裸导线实现,同时架设输电线路杆塔,使用绝缘子固定导线,这也是架空输电线路的所有组成。

1.1 输电线路导线

材料的选择主要是以导电性能良好为基本原则,以达到电晕放电的目的,一般情况下,导线应确保曲率半径较大,根据工程输送容量,选择导线截面数值,便于维持合适的通流密度。大多数线路多选择分裂导线,便于增加输送容量,为避免雷电的影响,通常也会在导线上应用避雷线。同时,还需要注意实施保护措施,尤其是比较重要的输电线路,比如增设避雷线等。对于线路架空,还应满足地面宽度的要求,结合周围气候环境以及外界自然条件,设计架空方案,尽可能避免外界因素的不利影响。

1.2 输电线路杆塔

作为主要支撑结构,输电线路杆塔主要是由钢筋混凝土或者铁塔制成,根据实际需求的不同,还可分为换位塔、终端塔、转角塔、分支塔等。对于高压输电线路杆塔建设而言,设计方案是关键之所在,其涉及的内容也比较多,包括构件、基础下压计算、底板承载力等。

2 产生风偏的危害和原因

高压架空输电线路应用比较广泛,而我国地理条件复杂且区别较大,以西北一带为例,高原所占面积较大,风向不稳定,在预料强风来袭方面也存在困难,输电线路容易受到风害影响。就目前来看,风偏造成的输电问题并不少见,甚至有逐渐增多的趋势。风偏主要是由自然风所致,是一种导线摆动现象。对于输电线路安全运行而言,风偏具有明显的威胁性,且比较复杂。一般情况下,风偏的角度比较大,容易造成金属夹具损坏以及闪络等情况,严重时还会引起导线折断、杆塔拉倒、跳闸停电等现象,造成经济损失,这也表明实施防风偏技术的重要性和必要性。

导致风偏的原因较多,首先强风与输电线路接触时,会直接引起输电线路摆动,不同大小的风力引起的摆动幅度也不同,如果超过可承受范围,便会导致高压架、输电线路两者间的间隙缩小,从而导致放电的情况。其次,设计的参数也会直接影响风偏,如果未根据实际情况去考虑风压、风速等指标,便容易造成在风速过大的情况下,线路无法正常工作,出现一定障碍。此外,输电线路高度也是重要影响因素,一般情况下高度越高则风险越大,其风速、压强也更高,会引起线路瓦解,无法较好的抵抗强风作用。

但是,输电线路需具有一定离地高度,确保电力道路通畅,因此无法避免风力影响,这也要求及时进行专业的防范工作,便于更好地应对风力和风向的问题。与此同时,线路和高压架的连接口也是产生风偏的因素,在一定压强下,输电线路和高压架的连接口间隙会随之改变,如果超过自身极限,便会出现漏电、断电的情况,甚至还会造成接口脱落,这也直接增加了维修难度,而高压架不稳定,便会由于强风干扰导致倒塌事件,从而引起输电系统瘫痪,对周围正常供电造成影响。

风偏直接威胁着输电系统的正常运行,同时在发生风偏时,一般会出现雷雨、大风等天气,也会影响故障排查以及修复的效率和效果。在实际工作过程中,可以通过可靠的监测系统,在线监测风偏角、绝缘子串等情况。与此同时,将采集的数据及时上传至平台,通过长期收集的数据资料,为后续的维护以及其他方案的设计提供数据支持。

3 高压架空输电线路管理中的不足

3.1 认识不足

目前,在高压架空输电线路管理方面,多数电力企业并未全面认识线路设计,无法进行系统分析,及时发现实际施工过程中存在的问题,影响工程建设质量和效率,导致输电线路无法满足输送电力的设计要求和标准。

3.2 组织不合理

对于防风偏工作而言,仍存在施工单位组织、划分不合理的情况,各个组织部门之间协调性不佳,仅根据自身理解统计、分析各项数据,无法及时发现风偏的情况,也不能深入分析其原因,并提出针对性的有效应对措施。

3.3 专业人才缺乏

在实际工作中,部分技术人员的业务能力并不高,专业素养欠缺,无法熟练运用各种技能。如果在具体施工过程中,出现了异常情况,无法及时进行处理,或者相关措施无法取得理想效果,从而直接影响工作质量。作为施工企业而言,如果不具备完善的人才奖励机制,也会造成工作人员工作不积极、不主动的情况发生,从而易导致工作失误,也给整个工程带来安全隐患。

4 高压架空输电线路防风偏技术应用

结合风偏距离和角度分析,从可控制因素角度考虑,可以从减小档距、导线安全系数等方面着手,尽可能避免风偏的形成。如果地貌环境比较复杂,如丘陵、山区等,由于地理环境的因素,往往无法掌握风力的大小和方向规律,这也要求工作人员进行全面考虑,尽可能保证建设的质量。一般情况下,如果是环境比较恶劣的地区,需要进行全线检验,结合气象局的相关数据,通过加装重锤等方式,尽可能避免受风偏的影响,并对实际路段深入分析,采用多种防控方法,提高防风偏能力。

4.1 减小档距

在所有条件一致时,如果能够适当减小档距,便可以减小弧垂,进一步实现减小风偏的目的,更好地控制线路。对于路径狭窄的位置,通过塔位的合理布局,进一步缩小档距[1]。另一方面,档距的减小也能够有效减少杆塔耗材,提高风偏控制的效果。但是,档距的减小也会造成杆塔的增加,从而加大投资成本。对于施工单位而言,应结合现场实际情况考虑,分析是否有减小档距的必要性,从而决定是否以此方法降低风偏影响。

4.2 减小导线安全系数

在实际工作过程中,适当减小导线安全系数的设计,能够促使弧垂进一步减小,也具有控制风偏的效果[2]。通过这种方法,也能够减小杆塔数量、呼高,但是值得注意的是,该方法会导致转角塔受力增加,造成相关耗材、混凝土以及钢管杆增加,最终造成工程建设资金投入大幅提高。

4.3 改变导线形式

这种方法主要是通过特殊的材料制作导线,实际工作时以耐热导线较为常用,比如碳纤维复合芯、铝包钢芯等多种类型。通过此类耐热性导线,能够减小风偏的不利影响,主要需结合经济性、输送容量、线损以及维护情况等多种因素综合考虑,选择更为合适的材料。

4.4 选择V型串

在绝缘子串的使用方面,如果选择V型串,能够有效控制其摆动情况,即便在强风的作用下,也能够减小风偏的影响。针对线路比较紧凑的位置,可以考虑更换悬垂串的方法,也具有良好的效果[3]。在实际应用时,该方法可能会造成绝缘子损坏、脱落等情况,这主要是由于其仅能够承受一定拉力,对于较大的压力无法抵抗,容易引起相关安全事故发生。在设计具体线路过程中,应考虑此类因素,避免绝缘子串受压的现象发生。

图1 V型绝缘子串

4.5 增加重锤的重量

一般情况下,施工单位通常采用自制重锤片、均压环以及标准重锤片等,达到增加重锤重量的目的。如果选择标准重锤片,订货相对比较方便,可以提高工作效率,但是该方法会导致悬垂串长度增加,更易导致风偏。而均压环通常是和绝缘子配套提供,相对而言订货也比较便捷,同时不会引起其长度增加的情况发生,目前应用比较广泛[4]。此外,自制重锤片也不会造成垂串长度增加,但由于是自制的配件,与标准件有明显差异,应用时具有一定局限性。在具体施工时,如果安装的重锤不超过60kg,便可达到抑制风偏的效果,如果需要60kg以上的重量,则需结合实际情况,选择上述方式增加重锤重量,从而提高风偏控制效果。

5 加强高压架空输电线路管理

5.1 明确安全管理目标

严格遵循相关法律法规,以保证施工安全性为目标,在设计具体方案过程中,工作人员应充分考虑当地气候、现场环境等因素,参考相关行业规定,不断强化质量要求,提高工作人员重视程度,确保每个施工环节有章可依,进一步保证整体工程的质量,提高施工安全性。

5.2 强化管理力度

作为电力施工企业而言,为保证输电线路建设的科学可靠性,需构建安全管理体系,科学设计输电线路方案,尽可能降低电能损耗,保证输电线路符合安全标准。在建设分工时,应加强组织管理,提高各单位的合作意识,保证工作协调性,推进输电线路有序进行,全面提升工程建设质量,在建立我国电力运输体系方面具有积极意义。

要加强人员管理,定期组织学习培训,确保其熟练掌握相关知识,针对出现的问题,及时予以有效地解决方法,尤其针对一些小问题,避免安全隐患进一步扩大。此外,加强职业道德感建设,提高其职业素养,重视风偏的形成和危害性,便于相关工作严格落实。

5.3 定期维护

根据相关规定标准,如果是近郊区域或者是城镇,通常需要每1个月进行1次巡视,而平原或者是远郊,通常需要每两个月巡视1次,对于比较难以抵达的区域,比如沙漠、隔壁、高山等偏远地区,一般每3个月巡视1次。此外,如果出现大雪封山等情况,可以选择其他方式监测,包括在线监测以及空中巡视等方式,巡视周期以6个月以内为准。在定期维护方面,巡视是所有工作的前提,必须规范完成操作。

完成定期巡视后,如实记录具体数据以及结论,并注意进行备份。在查阅资料过程中选择副本,避免丢失巡视结果。如果定期巡视过程中出现异常问题,在及时记录的同时,应立即予以处理,并向有关部门进行报备处理。作为巡视部门而言,应根据报告文件,制定定期大修方案,保证输电线路安全运行。

图2 高压架空输电线路监测

目前,我国经济发展速度不断加快,生活用电量也随之越来越高,这也对电力建设行业提出了更高的要求。为满足时代需求,优化高压架空输电线路非常重要,因高压架空输电线路容易受到风偏的影响,造成相应的安全事故发生,通过加强安全管理,结合实际状况,采用减小档距等有效措施,最大限度预防或减小风偏,促使电力运输安全运行,也为经济建设提供必要能源。

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