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架空输电线路地线融冰改造工程实践

2022-03-26赵斌吴钢杨明伟

家园·电力与科技 2022年2期
关键词:架空线路工程实践改造

赵斌 吴钢 杨明伟

摘要:2008年初,大范围低温雨雪冰冻灾害造成贵州、湖南、广东、云南、广西和江西等区域架空输电线路倒塔、断线,引发大面积、长时间供电中断,严重影响地区经济发展和人民生活。据统计,2008年初发生的低温雨雪冰冻灾害,共造成110kV~500kV线路共有8381 基杆、塔倾倒及损坏。如此大范围的电力设施损坏,主要原因是由于线路覆冰后荷载严重超过了杆塔、地线、金具等承载力极限使用条件。目前,针对已投运线路进行“融冰改造”是提升架空输电线路防冰抗冰能力较为经济、有效的手段之一。

关键词:架空线路、融冰、改造、工程实践

引言:本人参与了多条次线路地线融冰改造,长期负责覆冰架空输电线路运维与检修,现将架空地线融冰改造施工及運行过程中遇到一些实际问题及采取的处理方式简介如下,希望能够为后续相关工程提供工程实践参考。

电气间隙是融冰功能可靠的必要条件

(一)放电间隙距离不足或短接是影响融冰成功的常见因素

架空输电线路在具备地线融冰能力并不影响其防雷功能的情况下,仍保留放电间隙。常规“棒板式”放电间隙,采用螺栓连接固定于绝缘子两端,在覆冰及风的长期作用下螺栓松动现象频发,间隙棒、棒扭转造成间隙短接或距离过小,是造成融冰不成功的常见因素。因此,基于现场问题已研发出具备防扭功能的固定距离式放电间隙。在选用放电间隙固定距离时,需根据融冰线路长度验算防雷所需,从而向生产厂家定制所需放电间隙。验收阶段要严格执行设计规定,逐一检查安装情况并测量间隙距离,确保融冰功能可靠性。

各位置引线与杆塔间距离容易被忽视

架空地线融冰改造不可避免需制作耐张塔地线跳线、接线装置引线、接地刀闸引线等必要引线。为便于施工安装及降低工程成本,多采用裸铝绞线,因其在杆塔上布置长度大,引线与杆塔间距离易发生安装工艺不满足设计距离的情况,从而造成融冰失败。因此,在施工阶段、验收阶段需着重关注耐张塔跳线对地线横担及塔身、接线装置引线及接地刀闸引线与塔身各部位的距离控制,同时可采用绝缘导线代替铝绞线,以防上下杆塔时误碰造成感应电伤人。另,制作耐张塔跳线时考虑风偏因素,必要时加装支撑绝缘子。

二、异种金属间电化学腐蚀是保证地线长期安全运行的必要条件

二十世纪后期,我国建设的架空输电线路普通多采用GJ-80、GJ-100等型号镀锌钢绞线,因其造价低、加工及施工工艺成熟等优点,应用较为普遍。在500kV施贤工程在90%以上区段均采用镀锌钢绞线,造融冰改造过程中需在耐张塔位通过跳线搭接方式绕过塔头实现电流接通。在不断开原地线的情况,采用C型线夹压接连接方式。经过3-5年的运行多次出现地线掉落事件。根据现场对地线断点检查,发现C型线夹为铝制材料与镀锌钢绞线连接处出现较明显锈蚀现象,与C型线夹压接范围外地线表层差别明显(图一)。

两种不同活泼性质的金属相互接触,在运行感应电流、融冰直流电流的作用下,加快了异种金属间电化学腐蚀效率。

为此,在条件允许的情况下,建议优先采用将镀锌钢绞线更换为导电性能更好的铝包钢绞线方式。此方案因改造需在融冰段全线重新展放地线,工程范围大、投资高。如更换地线难度较大,可采用“加长型带凸台”(图二)的导流线夹并配合相应金具补偿断线损失的地线长度,在保证不降低地线耐张压接管握力的情况下,为铝管与导流线夹之间异种金属接触电化学腐蚀预留足够的腐蚀裕度。

三、光缆融冰中温升控制是保证光缆运行安全的关键

OPGW光缆在线路施工中,需考虑流经接续盒的电流对OPGW光缆的温升影响。常规做法是在接续盒出口处加装并沟线夹以减少流经接续盒内部的融冰电流。OPGW光缆外层多为铝包钢材料,若仍采用铁质并沟线夹将会出现锈蚀现象,通电情况下因电阻升高导致异常温升,严重情况下会造成光纤受损。因此,在选择并沟线夹时需避免异种金属接触的情况,建议采用铝制并沟线夹或预绞丝引流金具。

四、地线融冰改造中新技术的应用

(一)自动融冰接线装置的应用大幅度提升接线效率

覆冰季节,融冰工作不分昼夜。现场接线作业安全及作业效率是影响融冰工作成效的重要因素。自动融冰接线装置避免人工登塔高空作业风险,提升线路现场融冰接线效率显著。尤其是夜间融冰,其效果更佳突出。

地线融冰温度及电流监测是线路运行安全的重要保障

直流融冰跨度大,沿线逐基布置融冰观测手段难以实现,尤其是夜间融冰其观测难度更加无法实现。地线融冰温度及电流监测装置可实时监测融冰地线的温度及通流情况,避免温升过高发生地线断落事件。对于OPGW光缆的温升监测,及时控制电流值及时长,更是保证光缆运行安全的重要手段。

地线融冰故障测距装置精准定位故障

一般地线融冰均跨越几十上百公里,一旦发生融冰失败,需及时排除故障。精准的故障测距,为运维人员提供准确的数据,提升故障排除效率,保证后续融冰工作顺利开展,保证架空输电线路运行安全。

结束语:

新线路工程建设选线应极力避开易覆冰区域,从根本上杜绝线路覆冰故障,保障线路运行安全。本文仅针对老旧线路融冰改造剔除浅显建议,望同行专家批评指正,不胜感激。

参考文献

[1] 吴强,吴向东 . 输电线路地线直流融冰绝缘间隙的研究和应用 [J].

[2] 中南电力设计院 . 2012 年施贤线防冰抗冰项目施工设计说明书

[3] 傅闯,饶宏,许树楷,黎小林 . 输电线路融冰技术研究与应用评述 [J]

输电线路钢结构腐蚀安全评估导则DL/T 2055-2019

作者简介

赵斌(1987.1.6),性别:男;籍贯:吉林伊通;民族:满;学历:本科、学士;职称:工程师;研究方向:架空输电线路运行与维护;

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