關(guān)于《國網(wǎng)十八項反措》防覆冰、舞動條文的分析探討

謝欣 劉剛

摘 要 對于高壓輸電架空線路而言，防覆冰、舞動是一項季節(jié)性基礎(chǔ)工作，有效的防控手段可以保障在惡劣環(huán)境下持續(xù)性供電，最大限度提高電網(wǎng)可靠性，防范系統(tǒng)性風(fēng)險。國家電網(wǎng)公司修訂的《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版）》[1]相關(guān)條文對輸電線路防覆冰、舞動工作進行了專門規(guī)范指導(dǎo)，作者根據(jù)其文本結(jié)合武漢電網(wǎng)輸電線路實際案例進行專業(yè)分析探討，以便運維人員能夠更好地進行輸電線路防覆冰、舞動工作。

關(guān)鍵詞 十八項反措;武漢電網(wǎng);覆冰;舞動

前言

國家電網(wǎng)公司自2005年起經(jīng)過3次修訂，于2018年11月發(fā)布了《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版）》（以下簡稱《十八項反措》），目的防止重大電網(wǎng)事故、重大設(shè)備損壞事故和人身傷亡事故為重點，以提高電網(wǎng)安全生產(chǎn)為目標(biāo)，在全面總結(jié)公司系統(tǒng)各類事故教訓(xùn)基礎(chǔ)上指定針對性條款，從規(guī)劃可研、工程設(shè)計、運行維護等10個階段提出反措和要求。在此基礎(chǔ)上結(jié)合反措落實排查情況、現(xiàn)場實際問題，確保有效應(yīng)對公司內(nèi)外部環(huán)境變化，解決電網(wǎng)安全生產(chǎn)面臨的新問題。本文作者將《十八項反措》中防覆冰、舞動條款與自身工作實際相結(jié)合進行分析探討，特別是武漢電網(wǎng)2019年接連發(fā)生220kV泉徑一二回覆冰、舞動和220kV孝馮一二回覆冰斷線故障的發(fā)生，對今后武漢地區(qū)的防覆冰、舞動工作開展都具有特殊現(xiàn)實意義。

1輸電線路覆冰和舞動的概念

所謂覆冰是指當(dāng)環(huán)境氣溫為–5～0℃，風(fēng)速為3～15m/s時輸電線路導(dǎo)線上結(jié)了一層冰，當(dāng)氣溫繼續(xù)下降風(fēng)速不變或變大，冰層繼續(xù)增加達到一定厚度，當(dāng)導(dǎo)地線覆冰厚度超過設(shè)計值時，導(dǎo)地線和鐵塔荷載增加，會造成輸電線路斷線、斷聯(lián)、斷串事故，造成停電。所謂舞動，當(dāng)導(dǎo)線不均勻覆冰厚度達3MM以上，氣溫在0℃附近，風(fēng)速在10-20m/s時發(fā)生并且導(dǎo)地線覆冰后，當(dāng)水平方向的風(fēng)吹到因覆冰而變?yōu)榉菆A斷面的輸電導(dǎo)線時，會誘發(fā)一種低頻率大振幅的振動，稱為舞動，長時間舞動會造成導(dǎo)線間隔棒破損、金具磨損、導(dǎo)地線放電、絕緣子破損、桿塔彎折或拉垮。覆冰和舞動密切關(guān)聯(lián)，《十八項反措》中防覆冰、舞動條款分為設(shè)計基建階段和運行階段兩部分。

2對《十八項反措》防覆冰、舞動設(shè)計和基建階段條文的分析探討

2.1 對6.5.1.1條文分析探討

6.5.11條文：線路路徑選擇應(yīng)以冰區(qū)分布圖、舞動區(qū)域分布圖為依據(jù)，宜避開重冰區(qū)及易發(fā)生導(dǎo)線舞動的區(qū)域。2級及以上舞動區(qū)不應(yīng)采取緊湊型線路設(shè)計，并采取全塔雙帽放松措施。

武漢電網(wǎng)110kV及220kV線路在2000年以前冰區(qū)、舞動區(qū)數(shù)據(jù)缺乏，許多110kV等級線路在設(shè)計階段主要采取方便施工立塔的原則，形成了大量超過20公里的超長線路，例如某條線路從洪山區(qū)花山鎮(zhèn)送往中心城區(qū)和平變電站，經(jīng)過多個不同等級的冰區(qū)、舞動區(qū)，但受制于當(dāng)時數(shù)據(jù)較少的客觀原因，造成在設(shè)計階段沒有因地制宜影響后期運維工作開展，大量數(shù)據(jù)說明早期的線路設(shè)計缺乏科學(xué)依據(jù)?！妒隧椃创搿分刑岬揭员鶇^(qū)、舞動區(qū)分布圖為依據(jù)，不是簡單了對照資料，是以5年為一個標(biāo)準(zhǔn)，即對照平均值也要參考極端數(shù)據(jù)，及時修正冰區(qū)和舞動區(qū)分布圖，最好做到精確到每300米一個單位;宜避開重冰區(qū)及易發(fā)生導(dǎo)線舞動區(qū)，要求對重冰區(qū)的數(shù)據(jù)收集分析結(jié)論要精確也要考慮實際，如設(shè)計及基建上無法避開，則必須在架設(shè)方式和防覆冰、舞動等級上的升級給予必要的數(shù)據(jù)支撐。

2.2 對6.5.1.2條文分析探討

6.5.1.2條文：新建架空輸電線路無法避開重冰區(qū)或易發(fā)生導(dǎo)線舞動的區(qū)段，宜避免大擋距、大高差和桿塔兩側(cè)檔距相差懸殊等情況。

經(jīng)過多年修訂國網(wǎng)公司對線路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進行了相當(dāng)程度的完善，也貫穿于輸電線路從無到有，從有到精的全過程，線路建成后可以通過基建大修技改不斷完善，這也是技術(shù)經(jīng)濟性的最好體現(xiàn)。按照Q/GDW182-2008《中重冰區(qū)架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)定》進行設(shè)計，對線路擋距長短不等的直線桿塔應(yīng)更改為耐張桿塔、減少桿塔擋距不均或落差過大現(xiàn)象，同時增加導(dǎo)地線、金具、本體螺栓防松等級措施。對設(shè)計冰厚取值偏低而又未采取防覆冰措施的位于中重冰區(qū)的線路應(yīng)進行改造，特別時埡口、跨越峽谷、風(fēng)道、高海拔地區(qū)的桿塔，使其與具備較好的抗冰能力并留有裕度。

2.3 對6.5.1.3條文分析探討

6.5.1.3條文：重冰區(qū)和易舞動區(qū)內(nèi)線路的瓷質(zhì)絕緣子串或玻璃絕緣子串的聯(lián)間距宜適當(dāng)增加，必要時可采取聯(lián)間支撐間隔棒。

適當(dāng)增加聯(lián)間距離給設(shè)計提出更高的要求，絕緣配置是一個科學(xué)的系統(tǒng)，在原有的基礎(chǔ)上距離增加了相關(guān)聯(lián)的絕緣配置也要做相應(yīng)的調(diào)整，例如金具的尺寸，絕緣間隙的重新計算。另外利用在玻璃絕緣子或瓷質(zhì)絕緣子插花式安裝大盤徑絕緣子，使絕緣子不能形成套管形狀覆冰，使其不能形成連續(xù)短接水流，防止絕緣子融冰閃絡(luò)。采取聯(lián)間支撐間隔棒，已經(jīng)在現(xiàn)有武漢電網(wǎng)線路上有相當(dāng)成熟運用，例如220kV鳳廟一二其中一段在海拔300米大山的山脊上，2010年發(fā)生了舞動，次年就安裝了聯(lián)間支撐間隔棒至2019年再未發(fā)生舞動，取得良好的效果，但支撐間隔棒的磨損較嚴(yán)重，需定期進行檢測。

《十八項反措》防覆冰、舞動運行階段的分析條文的分析探討

2.4 對6.5.2.1條文分析探討

6.5.2.1條文：加強導(dǎo)地線覆冰、舞動的觀測，對覆冰及易舞動區(qū)，安裝在線監(jiān)測裝置及設(shè)立觀冰站（點），加強沿線氣象環(huán)境資料的調(diào)研收集，及時修訂冰區(qū)分布圖和舞動區(qū)域分布。

運行階段偏重現(xiàn)場數(shù)據(jù)的收集，輸電運檢室自行修訂的二十四節(jié)氣表，覆冰、舞動通常發(fā)生在當(dāng)年12月-次年2月，根據(jù)武漢電網(wǎng)近10年的數(shù)據(jù)表明，發(fā)生舞動故障數(shù)量逐年減少，但埡口、湖面大跨越等區(qū)域仍是武漢電網(wǎng)舞動的高發(fā)區(qū)。武漢電網(wǎng)2019年12月至2020年2月未發(fā)生因線路舞動而發(fā)生的故障，設(shè)計與運行的數(shù)據(jù)一致性越來越高，隨著覆冰在線監(jiān)控和氣象環(huán)境精細化管理，運行單位可以做到實時干預(yù)，這些數(shù)據(jù)是可以很大程度給設(shè)計單位幫助。武漢電網(wǎng)對大跨越、湖面風(fēng)口、埡口、高山的桿線視頻監(jiān)控逐步覆蓋，但對高山區(qū)域桿線短時間內(nèi)快速覆冰隱患處理還是存在不足，例如2019年2月的220kV孝馮一二回的覆冰斷線故障的發(fā)生，該線路既是鐵路保障線路也處于高海拔地區(qū)，斷線發(fā)生后無法短時間內(nèi)恢復(fù)，該線路因為春運也缺乏采取停電融冰的條件，主客觀上都缺乏提前防控手段，因此3月份立即啟動技改工程增加了直線桿塔此后未發(fā)生覆冰故障。提前防控還是首選，及時修訂冰區(qū)分布圖和舞動圖也提出了具體指導(dǎo)意見，不再刻意遵照“修訂一次管10年”的老方法，特殊情況特殊處理，一年一修是可行的。

2.5 對6.5.2.2條文分析探討

6.5.2.2條文：對設(shè)計冰厚取值偏低，且未采取必要防冰害措施的中、重冰區(qū)線路，應(yīng)采取增加直線塔、縮短耐張段長度、合理補強桿塔等措施。

這一條主要考慮原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不能滿足現(xiàn)行運行要求，首先是建議線路受到冰害后，改變線路路徑。增加直線塔、縮短耐張段是從運行經(jīng)驗角度采取的措施，直線塔的垂直荷載系數(shù)更高，往往是按斷一相導(dǎo)線沖擊校核強度，分裂導(dǎo)線線路縱向不平衡張力百分比小，不考慮斷線沖擊，如兩側(cè)擋距嚴(yán)重不均時，可將直線塔改為耐張塔，避免導(dǎo)線張力差拉跨桿塔，應(yīng)按照差異化設(shè)計，提高設(shè)計覆冰厚度和分裂導(dǎo)線縱向不平衡張力的百分比。

2.6 對6.5.2.3條文分析探討

6.5.2.3條文：防舞動治理應(yīng)綜合考慮線路防微風(fēng)振動性能，避免因采取防舞動措施而造成導(dǎo)地線微風(fēng)振動時動彎應(yīng)變超標(biāo)，從而導(dǎo)致疲勞損傷;同時應(yīng)加強防舞動效果的觀測和防舞動裝置的維護。

按導(dǎo)線頻率和振幅來看，分為舞動和振動、次擋距振動，導(dǎo)線振動持續(xù)時間長、頻率高、振幅小，振動是的導(dǎo)線線股之間發(fā)生滑移摩擦，振動使導(dǎo)線在懸掛點處反復(fù)被拗折，引起材料疲勞，導(dǎo)致斷股、斷線事故，而安裝相間間隔棒是一個很常見有效使用廣泛的防舞動措施，但是同時安裝相間間隔棒容易造成導(dǎo)線疲勞損傷，所以在安裝相間間隔棒必須考慮安裝密度和間隔棒的整體機械強度符合防舞動且不容易導(dǎo)線疲勞損傷。強化防舞動效果觀測和裝置的維護，注重“與時俱進”，維護單位除了更好地提供相關(guān)數(shù)據(jù)外，更需要進行創(chuàng)新型的探索，如果在金具層面無法滿足防舞動技術(shù)要求，可以采取加大線間距離和導(dǎo)線、架空地線水平位移、縮小桿塔擋距等措施提高可靠性。

2.7 對6.5.2.4條文分析探討

6.5.2.4條文：覆冰季節(jié)前應(yīng)對線路作全面檢查，落實除冰、融冰和防舞動措施。

為防止覆冰、舞動應(yīng)做到精確對策，不論桿塔是否發(fā)生覆冰要遵循應(yīng)修盡修的原則，對易覆冰、舞動區(qū)即使采取防舞動措施也應(yīng)在冬季前后進行特巡監(jiān)控和接點、桿塔螺栓檢查加固，采取防冰環(huán)防覆冰、舞動是一個經(jīng)濟有效的手段。

2.8 對6.5.2.5條文分析探討

6.5.2.5條文：具備融冰條件的線路覆冰后，應(yīng)根據(jù)覆冰厚度和天氣情況，對導(dǎo)地線及時采取融冰措施以減少導(dǎo)地線覆冰、冰雪消融后，對已發(fā)生傾斜的桿塔應(yīng)加強監(jiān)測，可根據(jù)需要在直線桿塔上設(shè)立臨時拉線以加強桿塔的抗縱向不平衡張力能力。

現(xiàn)行融冰技術(shù)有帶負荷融冰、短路電流融冰、安裝直流融冰裝置、增加符合融冰、附加電流脈沖、提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，從武漢地區(qū)歷史數(shù)據(jù)看，沒有出現(xiàn)大面積長時間線路的覆冰情況發(fā)生，對于個別覆冰較嚴(yán)重線路主要采用短路電流融冰，該辦法需要停電進行融冰，不需要長時間專門擠占多余負荷，從整體看能夠保證電網(wǎng)風(fēng)險降到最低。防止絕緣子覆冰閃絡(luò)是另一個從技術(shù)層面需要重視的問題，現(xiàn)有的增大絕緣子傘間距離、插入大傘徑絕緣子等方式在武漢電網(wǎng)運用的不多，近兩年在220kV新建線路上多配置V型懸掛絕緣子如220kV鳳珞一二回、夏巡一二回等遷改線路都使用了該配置，這些線路雖然在以往數(shù)據(jù)上是偶見的舞動和覆冰，但是是作為變電站單電源線路或關(guān)系城市重要保障線路，該配置形成了一種趨勢，宏觀上可見電網(wǎng)建設(shè)從量到質(zhì)的轉(zhuǎn)變趨勢愈加明顯。

至于在覆冰后桿塔的傾斜監(jiān)測，武漢電網(wǎng)輸電桿塔的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)較高，輕微覆冰、舞動對桿塔的影響不大，在加強運維同時，嚴(yán)格按照狀態(tài)檢修標(biāo)準(zhǔn)進行即可。值得一提的是，武漢供電公司輸電運檢部門研發(fā)了桿塔傾斜監(jiān)測儀，高效簡易，在易覆冰線路可以做到實時監(jiān)測，起到了很好的效果，對確實發(fā)生傾斜桿塔做到應(yīng)修盡修。

2.9 對6.5.2.6條文分析探討

6.5.2.6條文：線路發(fā)生覆冰、舞動后，應(yīng)根據(jù)實際情況安排停電檢修，對線路覆冰、舞動重點區(qū)域的桿塔螺栓松動、導(dǎo)地線線夾出口處、絕緣子鎖緊銷及相關(guān)金具進行檢查和消缺;及時校核和調(diào)整因覆冰、舞動造成的導(dǎo)地線滑移引起的弧垂變化缺陷。

校核和調(diào)整因舞動造成的弧垂變化缺陷既需要“按章辦事”也要“特事特辦”，《輸電線路運行規(guī)程》導(dǎo)線間距有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，《輸電線路設(shè)計規(guī)范》里面也有設(shè)計要求，但也出現(xiàn)特殊情況，2019年8月武漢電網(wǎng)漢口地區(qū)一條110kV線路發(fā)生故障，故障原因為瞬時大風(fēng)造成導(dǎo)線舞動，故障發(fā)生區(qū)域為市內(nèi)區(qū)域，該處曾多次發(fā)生較明顯振動，但線路現(xiàn)行狀況符合《輸電線路防舞動設(shè)計規(guī)范》，但還是發(fā)生了舞動故障，事后分析該處多次發(fā)生振動和次擋距振動對導(dǎo)線滑移造成影響，應(yīng)及時對振動或次擋距振動后的導(dǎo)地線滑移進行校核彌補，從這個角度分析不應(yīng)靜態(tài)的看《輸電線路防舞動設(shè)計規(guī)范》，今后面對類似這種輕度易舞動區(qū)域的導(dǎo)線風(fēng)偏設(shè)計上要留有裕度，同時也給運維人員更高的要求，面對相對復(fù)雜的運維環(huán)境，規(guī)程不再是唯一可參照的標(biāo)準(zhǔn)，運行經(jīng)驗往往起到?jīng)Q定作用[2]。

3結(jié)束語

防覆冰、舞動是一個季節(jié)性循環(huán)性工作，未來運維的重點的預(yù)防為主，這也符合《十八項反措》“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的總體要求，設(shè)計、基建和運維，也不是單純的先后關(guān)系，而是相互關(guān)聯(lián)影響，運維單位應(yīng)該在可研階段提出有權(quán)威性的意見至關(guān)重要，重心適當(dāng)前移，在運維上也應(yīng)著重預(yù)先防控上，同時要借助創(chuàng)新平臺研發(fā)創(chuàng)新方法往往可以起到事半功倍的效果。

參考文獻

[1] 佚名.國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版）[S].北京：國家電網(wǎng)有限公司，2018.

[2] 國家電網(wǎng)公司人力資源部.輸電線路運行[M].北京：中國電力出版社，2010：107.