牛 彪，王春伟，梁 伟

（1.国网山西省电力公司，山西 太原030021；2.国网长治供电公司，山西 长治046011）

0 引言

冬季导线覆冰时，脱冰跳跃产生剧烈运动，导致邻相导线间隙减小，容易造成相间闪络、短路等故障，引起线路跳闸。导线脱冰时产生很强的冲击力，绝缘子串挂点处不平衡张力增强，容易发生塔身塔材破坏、倒塔断线等故障事件[1]。

近年来，山西省220 kV及以上同塔双回线路因脱冰跳跃故障停运8次，造成省内部分电厂机组停运。目前国网山西省电力公司管辖的百万机组送出12个通道就是同塔双回路，在遭遇雨雪冰冻等恶劣天气时，同时发生跳闸的几率大，同一通道内的双回线路同时停运风险高，易引起相关部门的关注。因此，为了抑制覆冰导线脱冰跳跃对输电线路的影响，本文选取2FG－SZC3型双回路直线塔的输电线路为研究对象，建立塔线体系和塔线体系—相间间隔棒的有限元模型，研究导线脱冰跳跃时不同设置情况下相间间隔棒对导线跳跃高度的抑制效果。

1 脱冰跳跃故障特点和机理

1.1 故障机理

脱冰跳跃[2]是指线路覆冰后在气温升高、风力增大或机械外力等作用下发生覆冰整挡脱冰或在一挡内的不同位置先后脱冰，引起线路的跳跃和输电塔的振动，造成线路的闪络跳闸、金具磨损、断股断线，以及输电塔失稳倒塌等事故。

1.2 故障特点

导线脱冰跳跃时主要存在以下特点[3]：一是在挡距较小的时候，脱冰跳跃高度随档距近似线性增长；挡距较大后，跳跃高度呈现出饱和的趋势，随挡距变化不大；挡距进一步增大时，跳跃高度随挡距增大而减小。二是有高差存在时，导线脱冰跳跃的方向为垂直导线斜挡距的方向，且沿垂直斜挡距方向的跳跃位移接近于无高差情况下的垂直跳跃位移。三是垂直排列的导地线除需防止导线脱冰跳跃可能导致导地线在挡距中央动态接近闪络之外，还应考虑导线脱冰后所形成的不均匀荷载，可能导致导地线在挡距中央静态接近闪络。

2 220 kV线路加装相间间隔棒方案

以220 kV朔向双回线为例，制定采用安装相间间隔抑制脱冰跳跃幅值方案。

2.1 设备情况

为简化计算，可将双分裂导线等效为单模型，根据导线等效截面积及覆冰质量等的原则，等效后的单导线直径为冰厚为T=其中，D和T为等效后单导线的直径和冰厚，d和t为原来单根子导线的直径和冰厚。

该段线路导线型号为LGJ-300/40，具体参数见表1。由表1可推算出等效合成单导线直径为33.851 mm，截面积为479.346 mm2。取单根子导线覆雪厚度为20mm，密度为100 kg/m3，则等效冰厚大约为28.28 mm。

导线采用2×LGJ-300/40钢芯铝绞线，导线覆冰取20 mm，127号塔与128号塔高差20 m，档距685 m，按照下相子导线全部脱冰，其他两相子导线仍然保持覆冰进行计算。

表1 LGJ-300/40导线参数表

2.2 方案比选

脱冰时通常在挡距中点位移最大，对各种方案中最大位移进行对比，评估对脱冰跳跃的抑制效果。各种方案中最大位移对比结果见表2，现场安装相间间隔棒布置见图2。

方案一：加装4根间隔棒。方案一A，上相与中相加装2根间隔棒（挡距1/5和3/5处），中相与下相之间加装2根间隔棒（挡距2/5和4/5处）；方案一B，上相与中相加装2根间隔棒（挡距1/5、1/2+10 m处），中相与下相之间加装2根间隔棒（挡距1/2-10 m、4/5处）。

方案二：加装3根间隔棒。方案二A，中相与上相加装1根间隔棒（挡距1/2处），中相与下相之间加装2根间隔棒（挡距1/4和3/4处）；方案二B，中相与上相之间加装2根间隔棒（挡距1/4和3/4处），中相与下相加装1根间隔棒（挡距1/2处）。

方案三：加装2根间隔棒。方案三A，上相与中相加装1根间隔棒（挡距1/4处），中相与下相之间加装1根间隔棒（挡距3/4处）；方案三B，间隔棒均安装在挡距1/2处，在上相与中相、中相与下相之间各加装1根间隔棒。

表2几种方案挡距中点脱冰跳跃位移数值

图2现场安装相间间隔棒布置图（m）

3 加装相间间隔棒不同方案分析

若三相导线同时脱冰，无论间隔棒如何布置，对脱冰高度的抑制效果都较小，各种间隔棒布置方案得到的导线中点最大跳跃高度差别不大。同时脱冰时间隔棒随各相导线做同步等幅振动，间隔棒未对脱冰跳跃起到抑制作用。

对比表明，脱冰相导线挡距中点附近没有布置间隔棒时，导线脱冰后振动幅度明显加大；2根间隔棒方案将三相导线在挡内进行了两等分，不利于舞动和次挡距振荡的防治；由于脱冰位置的随机性，3根间隔棒方案无法同时对三相随机脱冰的工况进行有效抑制；从抑制导线脱冰跳跃的整体效果考虑，方案一B为优选方案，结合舞动防治要求，对其进行适当调整，以同时保证舞动和脱冰跳跃的抑制作用。

4 结论

220 kV朔向双回线按照本方案实施后，相间间隔棒对三相导线呈竖直排列，能对输电线路导线脱冰跳跃时的跳跃高度起到良好的抑制作用。在挡距的上相与中相加装2根间隔棒（挡距1/5、1/2+10 m处），中相与下相之间加装2根间隔棒（挡距1/2-10 m、4/5处）时方案最佳，为最合理的相间间隔棒布置方案。