輸電線路覆冰跳閘事故的原因與預(yù)防措施

戴勤政

（四川省電力設(shè)計院, 成都 610072）

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，社會各行業(yè)對電力資源的需求量越來越大，只有保證電網(wǎng)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、持續(xù)、可靠的運行，才能有效地促進社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。輸電線路是連接用戶和電網(wǎng)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，對電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行有直接的影響[1]。當輸電線路覆冰后，很容易發(fā)生跳閘事故，對用戶的安全用電造成很大的影響，因此，筆者對輸電線路覆冰的形成和特點，對覆冰跳閘事故的原因進行認真的分析，并根據(jù)實際情況，探討相應(yīng)的預(yù)防措施，以期達到減少或杜絕因覆冰而產(chǎn)生的跳閘事故，從而保證輸電線路的安全運行。

1 輸電線路覆冰的形成及特點

1.1 輸電線路覆冰的形成

輸電線路覆冰首先是由氣候情況決定的，在溫度、濕度、空氣環(huán)流、對流、風(fēng)力等因素的作用下，當溫度達到0℃及以下時，輸電線路表面的水分會凝結(jié)成冰，在風(fēng)力的作用下導(dǎo)線表面特別是迎風(fēng)面覆冰會不斷增厚，從而形成覆冰[2]。

一般情況當輸電線路處于海拔1000m～3000m的山丫風(fēng)口位置，容易受寒流、暖濕氣流的作用，發(fā)生大面積覆冰現(xiàn)象。但輸電線路覆冰與否與海拔高度沒有絕對的聯(lián)系，只有當輸電線路所處位置的溫度、濕度、地理位置同時滿足覆冰的條件，才能形成覆冰或重冰。特殊情況海拔在1000m以下也能發(fā)生較大覆冰，如2005年2月在湖南、湖北、黔東及贛西北等低海拔地區(qū)就發(fā)生了大面積冰害事故。

輸電線路覆冰的種類大致可以分為霧凇、雨凇、霧凇與雨凇混合的凍雪等幾種情況。當大氣溫度在-10℃—-2℃，風(fēng)速在4m/s-15m/s時，在大霧或者細雨的環(huán)境下，輸電線路很容易出現(xiàn)霧凇，由于霧凇比較松散，沒有密實的覆蓋在輸電線路上，遇到振動時能自由脫落，因此，對輸電線路的危害不大[3]。當風(fēng)速在5m/s，大氣溫度在-5℃—-1℃時，容易出現(xiàn)容重為0.5g/cm3-0.9g/cm3的雨松，雨松對輸電線路的危害很大，需要引起足夠的重視。

1.2 輸電線路覆冰的特點

對于直徑比較小的輸電線路，其覆冰大多呈圓形，對于直徑比較大的輸電線路，其覆冰大多呈橢圓形[4]。輸電線路懸掛越高，其覆冰現(xiàn)象越嚴重，對于覆冰嚴重的絕緣子串，會形成一個冰柱，覆冰厚度可達280mm，同時輸電線路的覆冰厚度是不均勻的，有的覆冰比較嚴重，有的覆冰比較輕，因此，要根據(jù)實際情況進行處理。

2 案例分析

某500kV輸電線路在運行過程中，突然出現(xiàn)B、C相相間故障跳閘，檢修人員對輸電線路進行檢查發(fā)現(xiàn)，該輸電線路3-4號塔檔距內(nèi)B、C相導(dǎo)線有十分明顯的放電燒傷痕跡，同時現(xiàn)場有大量的從輸電線路上脫落的冰凌，檢修人員通過對現(xiàn)場進行分析，結(jié)合當?shù)氐奶鞖鉅顩r，判斷此次跳閘故障是由輸電線路不同期脫冰造成的。

3 事故原因分析

3.1 氣象條件

當輸電線路處于潮濕的空氣中，溫度達到冰點以下后，在風(fēng)力的作用下，很容易發(fā)生輸電線路覆冰現(xiàn)象。在本次案例中，檢修人員向當?shù)氐臍庀蟛块T進行咨詢，發(fā)現(xiàn)事故當天早晨有雨夾雪，空氣比較潮濕，氣溫有明顯的下降，并且伴隨大風(fēng)的出現(xiàn)，因此，輸電線路上形成覆冰[5]。從現(xiàn)場脫落的冰凌看，這次覆冰比較密實，接近中午時，溫度有了提高，空氣濕度有所降低，在風(fēng)力的作用下，出現(xiàn)脫冰現(xiàn)象，輸電線路出現(xiàn)不同期脫冰后，在彈性作用下，導(dǎo)線出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象，因此發(fā)生相間短路跳閘。

3.2 線路走向

大風(fēng)引起導(dǎo)線振蕩是B、C相發(fā)生相間短路跳閘的重要因素之一，由于該輸電線路處于開闊地帶，3、4號塔塔高分別為54m、49m，線路走向為西北到東南，而當時的風(fēng)向是西南風(fēng)，和輸電線路處于垂直狀態(tài)。當風(fēng)向和輸電線路軸線的夾角達到90°時，輸電線路就會發(fā)生劇烈的振蕩。導(dǎo)線在風(fēng)力的作用下發(fā)生劇烈震蕩，致使導(dǎo)線發(fā)生不同期脫冰跳躍，引起B(yǎng)、C相發(fā)生相間短路跳閘。

3.3 線路結(jié)構(gòu)

在同樣的外在環(huán)境中，大截面、分裂導(dǎo)線更容易發(fā)生振蕩現(xiàn)象，而設(shè)計緊湊的線路容易發(fā)生相間故障，該輸電線路在設(shè)計過程中，屬于緊湊型鐵塔，3-4號段輸電線路的導(dǎo)線型號為LGJ—300/40六分裂結(jié)構(gòu)，為大截面導(dǎo)線，其檔距為453m，比整條線路的平均檔距約大，并且導(dǎo)線呈三角型排列，這也是引起相間短路放電跳閘的因素之一。因為如果輸電線路位于重冰區(qū)段導(dǎo)線應(yīng)采用水平排列。

4 防止輸電線路覆冰跳閘的措施

4.1 從線路設(shè)計源頭加強防冰抗冰

我國幾乎所有的氣象站都沒有覆冰的記載資料，因此輸電線路設(shè)計之初收集、調(diào)查了解線路沿線的覆冰資料尤為重要。目前我國各大設(shè)計院收集覆冰資料的方法主要有：建立觀冰站，但絕大多數(shù)線路沒有這個條件；到當?shù)貧庀笳臼占€路附近地區(qū)的風(fēng)速、溫度、濕度等氣象資料進行分析；到線路沿線詢問當?shù)乩相l(xiāng)了解覆冰資料；觀察沿線植被情況分析判斷覆冰的大小[6]。收集并參照線路附近已建線路的設(shè)計資料。只有充分收集了解到線路沿線的覆冰資料，才能設(shè)計出具有較強抗冰能力的線路。

4.2 輸電線路路徑的選擇要避開重冰區(qū)

由于位于重冰區(qū)的線路更易發(fā)生單相或相間短路故障，因此輸電線路在選擇路徑時，要盡量避開重冰區(qū)段，避開山丫風(fēng)口地段。在設(shè)計定位時要盡量減小檔距，縮短耐張段長度，避免出現(xiàn)大跨越，大檔距，這樣可以有效提高輸電線路的抗冰能力[7]。

4.3 從結(jié)構(gòu)設(shè)計上考慮加強抗冰能力

由于輸電線路在發(fā)生不同期脫冰時會上下跳躍，因此重冰區(qū)的線路一般都采用水平排列，所以重冰區(qū)線路的桿塔應(yīng)按水平排列設(shè)計，這樣可以避免因不同期脫冰跳躍而發(fā)生的相間短路。

4.4 做好線路通道的清理工作

輸電線路通道中和通道兩側(cè)的樹木會對輸電線路的穩(wěn)定運行造成很大的影響，因此，要做好線路通道清理工作，避免因樹木長高或傾倒引起線路的短路跳閘[8]。巡檢人員在對輸電線路進行檢查時，要認真的觀察線路通道內(nèi)以及通道兩側(cè)樹木的生長情況，發(fā)現(xiàn)樹木超高后，要及時將超高部分砍伐掉，從而為輸電線路的安全運行提供保障。

4.5 采用合理的防振蕩裝置或融冰措施

對于一條新設(shè)計的輸電線路，要根據(jù)具體情況，選用合理的防振裝置，制定合理的融冰措施，可以降低冰害跳閘事故。

5 總結(jié)

輸電線路覆冰對線路的安全運行有很大的影響，因此，要對輸電線路覆冰跳閘事故原因進行認真的分析，并根據(jù)具體情況制定合理的防冰抗冰措施，為輸電線路的穩(wěn)定運行提供保障，從而保證電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行，有效地促進社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。

[1]張建平，潘玲玲.郴州地區(qū)輸電線路覆冰事故分析及應(yīng)對措施探討[J].電氣應(yīng)用，2008（21）：125-126.

[2]蔡文彪.500 kV輸電線路覆冰舞動跳閘原因與對策[J].東北電力技術(shù)，2009(12)：141-142.

[3]吳文輝.湖南電網(wǎng)覆冰輸電線路跳閘事故分析及措施[J].高電壓技術(shù)，2006(02)：132-133.

[4]胡毅，胡建勛，劉庭.我國南方地區(qū)電網(wǎng)大范圍覆冰災(zāi)害的特點分析與防治措施[J].電力設(shè)備，2008（06）：18-19.

[5]張鋒，張怡.浙江電網(wǎng)輸電線路跳閘的原因分析及防范措施[J].華東電力，2005(02)：174-176.

[6]陳漢軍，郝祉.對輸電線路覆冰問題的技術(shù)探討[J].甘肅科技縱橫，2009（03)：116-117.

[7]閔新榮.探討輸電線路跳閘事故的原因及對策[J].中華民居旬刊，2011(09):14-16.

[8]王金林.輸電線路覆冰事故及預(yù)防措施分析[J].現(xiàn)代制造，2013(36):320-321.