靈活地線融冰接線裝置的研制

徐望圣，胡　江，賈　迪，程　孟，陳作新，易永亮，李德平

（1.中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司貴陽局，貴州貴陽550003；2.中國能源建設集團南京線路器材有限公司，江蘇南京210037）

靈活地線融冰接線裝置的研制

徐望圣1，胡江1，賈迪2，程孟1，陳作新2，易永亮1，李德平2

（1.中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司貴陽局，貴州貴陽550003；2.中國能源建設集團南京線路器材有限公司，江蘇南京210037）

針對架空輸電線路覆冰問題，提出采用短路電流融冰方式解決地線覆冰問題，并研制了一種靈活地線融冰接線裝置實現導、地線間臨時搭接、過流，該裝置可對任意局部區(qū)段內的地線覆冰進行融化，施工人員可在塔上安裝和拆卸，避免了線上操作的風險，具有質量輕、便于攜帶、操作簡單、通用性好等特點。

地線融冰；接線裝置；直流融冰；地線

在架空輸電線路中，覆冰災害是最典型的自然災害之一。當地線嚴重覆冰，尤其在鐵塔兩側地線或同側兩根地線覆冰厚度差異較大時，塔頭受到的不平衡張力加劇，不能承受此荷載時，塔頭的薄弱部件開始損壞變形，最終導致地線掉落或桿塔倒塌。地線覆冰越厚，其所受的張力越大，當張力超過地線的拉斷力時，即引起地線的斷裂，甚至可能引發(fā)整個電力系統癱瘓，對災區(qū)人民的日常生活和工業(yè)生產帶來極大的不便。因此，為了確保線路安全運行，必需對地線進行融冰。

地線融冰通常采用短路電流融冰方法，即采用導線引接線的方式融冰，首先將線路斷電停運，再通過改接線，將所需融冰的地線區(qū)域，合理有效地接入三相導線中，再通電運行，利用流過地線的電流加熱線纜以融冰。短路電流融冰方法具有融冰效果好，工程應用可行性高等特點，已在國內外達到了工程應用的階段，并且針對該類方案完善改進的研究也較多［1-4］。目前地線融冰大多針對大范圍、固定區(qū)域進行融冰，會出現以下情況：融冰前，當地線局部覆冰嚴重時，導致放電間隙減小，一合閘即易擊穿放電間隙，引起跳閘，導致無法融冰；融冰后，由于地線覆冰厚度不一致，但會出現局部覆冰未融透的現象。針對以上問題，文中提出對任意局部區(qū)域進行快速融冰的方案，并研制配套的靈活地線融冰接線裝置。

1　靈活地線融冰接線裝置的技術特點

1.1地線融冰接線方式

地線融冰時，不能像線路融冰那樣在線路對側將兩相線路短接形成回路，需要輸電人員在架空地線與導線間臨時短接形成回路，才能進行融冰，并采取分段并聯融冰方式。融冰時利用導線作為匯流母線，地線采用并聯接線方式，如圖1所示。

圖1　架空地線融冰接線方式

為實現地線融冰，需加裝地線直流融冰裝置并進行相關地線改造，采取地線絕緣、地線絕緣子間隙距離配置、安裝地線融冰刀閘、安裝地線融冰操作裝置等措施。其中地線融冰接線裝置主要是實現導、地線臨時搭接的目的［5］。

1.2靈活地線融冰接線裝置的性能及技術要求

靈活地線融冰接線裝置是在融冰前將融冰接線段劃分在一小范圍內，確認融冰電壓和電流，這樣可有效降低融冰電壓，解決目前已有地線融冰方式下出現的局部偶發(fā)覆冰較重導致融冰電壓較高、易擊穿覆冰條件下的放電間隙等問題，地線融冰后可有效提高輸電線路的防冰抗冰能力。

靈活地線融冰接線裝置具有以下性能特點：（1）該裝置可對任意區(qū)間段的覆冰進行地線融冰；（2）小巧、輕便、便于施工人員攜帶上塔、安裝；（3）該裝置實現在塔上安裝、調試；（4）操作簡單，減少了施工人員塔上操作時間，降低作業(yè)風險；（5）該裝置性能穩(wěn)定可靠，可有效完成導、地線之間的過流連接，同時不能損傷導線；（6）融冰結束后，該裝置可快速拆卸，由施工人員帶回地面。

靈活地線融冰接線裝置的技術參數［6-8］：采用LGJ-300/40、LGJ-630/45導線，地線采用GJ-80、GJ-100、LBGJ-150-20AC、LBGJ-120-40AC等；額定融冰電壓：±2 kV；融冰電流：20 A；工作環(huán)境溫度：-25～+40℃，可在低溫冰凍條件下正常運行。

2　靈活地線融冰接線裝置的研制

根據靈活地線融冰接線裝置的性能及技術要求，對裝置進行研制，主要研究內容包括三部分：該裝置與導線的連接形式、過流線的選型及布置以及該裝置與地線的連接形式。

2.1與導線連接方式

為滿足施工人員在鐵塔上安裝、調試及拆卸等，即不需要下到架空導線上操作，靈活地線融冰接線裝置應具有小巧、輕便、便于攜帶、操作簡單等特點，同時鐵塔橫擔與導線之間的距離一般為4～6m，因此，該裝置與導線連接主要考慮以下幾個方面，如圖2所示。

圖2　與導線連接特點

2.1.1觸頭結構形式

該項目的地線融冰電流為200 A，對應導線為LGJ-300/40或LGJ-630/45，因此，選用單根導線過流，即可滿足融冰的過流要求。為方便施工人員在鐵塔上對導線進行夾緊和拆卸，且不損傷導線，故與導線連接部位采用彈簧觸頭結構，為提高觸頭的過流效果，觸頭選用銅制觸指。

2.1.2絕緣棒之間連接結構

在不同工程、不同串型中，鐵塔橫擔與導線之間距離不等，這主要與串長有關，一般為4～6m，因此，為使施工人員在鐵塔上實現將觸頭送至6m外導線處，選用一種絕緣棒，該絕緣棒由一節(jié)一節(jié)的絕緣桿組成，根據每個塔型實際串長，絕緣棒可選用不同長度和個數的絕緣桿組裝起來。絕緣桿采用輕型環(huán)氧樹脂材質，具有質量輕、便于攜帶上塔、耐壓、絕緣性好等特點。

絕緣桿之間可采用螺旋式、插接式、滾珠式等連接方式，為方便施工人員在鐵塔上安裝操作，建議選用滾珠式連接，施工人員可省去螺旋擰緊的操作工序。

2.1.3觸頭與絕緣棒連接結構

觸頭與絕緣棒之間可采用固定式和拆卸式2種連接方式。固定式就是將觸頭固定于絕緣棒端部，它的優(yōu)點是不需施工人員在塔上安裝；拆卸式就是將觸頭和絕緣棒分別攜帶至鐵塔上再安裝，它的優(yōu)點是當夾持不同規(guī)格導線時，可直接更換觸頭，而不需更換絕緣棒，具有較好的通用性，如圖3所示。

圖3　觸頭與絕緣棒連接形式

2.1.4絕緣棒尾部與鐵塔連接結構

當觸頭夾緊導線后，為防止靈活融冰裝置掉落，需將其固定在鐵塔上，特選用了轉動夾具，轉動夾具的一端夾持于絕緣棒，另一端固定在鐵塔角鋼上，中間采用萬向節(jié)結構，可多個方向旋轉，其結構如圖4所示。

圖4　轉動夾具結構形式

2.2過流線的選型

該項目還需選用過流線以實現導線與地線之間的過流連接，過流線的一端與觸頭過流連接，另一端與地線過流連接［9］。

根據靈活融冰裝置的性能要求，為便于施工人員攜帶上塔、安裝以及拆卸，要求過流線整體質量輕，并滿足電壓等級和載流量要求，可選用JKLYJ型鋁芯絕緣架空電纜，此種連接方式不需攜帶支柱式絕緣子，上塔安裝方便。

2.3與地線連接方式

工程中使用的地線多為鋼絞線或鋁包鋼絞線，不同規(guī)格的地線其線徑不同。為使過流線與不同規(guī)格的地線之間過流連接，可選用異形并溝線夾或螺栓式T型線夾進行連接，這2種線夾除了具有連接、過流的作用外，還具有一定的通用性，每種規(guī)格的線夾均可適用一定線徑范圍的地線，其結構如圖5所示。

2.4結構布置

經過以上討論，確定靈活地線融冰接線裝置主要零件如圖6（a）所示，其在鐵塔上的布置如圖6（b）所示，施工人員在鐵塔上安裝操作，絕緣電纜的一端通過異形并溝線夾與地線連接，另一端與觸頭螺栓連接，同時觸頭與絕緣桿連接，觸頭和絕緣電纜通過絕緣桿送至導線處，并將觸頭夾緊在導線上，安裝完畢后通過轉動夾具將靈活地線融冰接線裝置固定在鐵塔上。

圖5　與地線連接形式

圖6　靈活地線融冰接線裝置結構圖及布置

3　結束語

為提高輸電線路的防冰抗冰能力，可采取短路電流融冰方法，通過加裝地線直流融冰裝置對地線進行融冰，介紹了一種靈活地線融冰接線裝置，可對任意局部區(qū)域進行快速融冰，實現導、地線間臨時搭接、過流。該靈活地線融冰接線裝置可在整體融冰后出現局部覆冰較重情況下，進行局部融冰；也可在整體融冰前，對覆冰嚴重區(qū)域進行局部融冰。該裝置具有：外形設計小巧，便于施工人員攜帶上塔；安裝、拆卸簡便，實現塔上操作，性能穩(wěn)定可靠；可有效完成導、地線之間的過流連接，起到融冰的作用等特點。

［1］郭開祿，曾智鋒，張宇，等.110 kV輸電線路實戰(zhàn)融冰及進一步改進措施的探討［J］.江西電力，2013（5）：52-54.

［2］鄧健，肖順良，姚墣，等.220 kV線路融冰方案的改進［J］.電網技術，2008，32（4）：29-31.

［3］申屠剛，程極盛，江道灼，等.500 kV直流融冰兼動態(tài)無功補償系統研發(fā)與工程試點［J］.電力系統自動化，2009，33（23）：75-79.

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［5］韋德重.實例探析電網地線融冰技術——關于對桂林站融冰裝置地線融冰改造工程的分析［J］.通訊世界，2014（1）：100-102.

［6］王靚.直流融冰裝置地線融冰功能改造研究［J］.電工技術，2013，34（8）：26-27.

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［8］鐘萬才.一起地線融冰不成功事件原因分析及處理［J］.廣西電力，2015，38（4）：29-31.

Development of a Flexible Connection Device of G round W ire for Ice Melting

XUWangsheng1，HU Jiang1，JIA Di2，CHENGMeng1，CHEN Zuoxin2，YIYongliang1，LIDeping2
（1.Guiyang Bureau，CSG EHV Pow er Transm ission Com pany，Guiyang 550003，China；2.Nanjing Line AccessoriesCo.Ltd.of China Energy Engineering Group，Nanjing 210037，China）

According to the icing problem of overhead transm ission lines，short circuit currentmethod is proposed to solve it. A flexible connection device of groundwire forde-icing isalso developed for connecting and flowing between the conductors and ground w ires contingently.The developed device can be utilized tomelt the ice in any section of the transm ission tow er，and can be installed or disassembled on the tower by the construction personnel.The connection device avoids the risk of onlineoperation and has the featuresof lightweight，good portability，easy operation，and high versatility，etc.

icemelting by groundwire；connection device；DC icemelting；groundwire

TM 755

B

1009-0665（2016）05-0077-03

徐望圣（1982），男，湖南益陽人，工程師，從事超高壓輸電線路運行維護工作；

胡江（1978），男，河南駐馬店人，工程師，從事超高壓輸電線路運行維護工作；

賈迪（1984），女，河北青龍人，工程師，從事電力金具設計與研發(fā)工作；

程孟（1987），男，貴州遵義人，助理工程師，從事超高壓輸電線路運行維護工作；

陳作新（1973），男，江蘇宜興人，高級工程師，從事電力金具設計與研發(fā)工作。

2016-06-28；

2016-08-02