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热忱欢迎各位领导和专家指导工作!中国电力工程顾问集团西南电力设计院二○○六年四月成都重冰区输电线路设计中国电力工程顾问集团西南电力设计院目录事故的原因解决的办法带来的问题重冰的产生中国电力工程顾问集团西南电力设计院重冰的产生:在高海拔和中低海拔地区,冬季由于气候寒冷,如果水汽充足,过冷却水滴就会粘附在导线上而形成覆冰。如覆冰过程持续时间较长,将造成线路覆冰厚度过大,引发覆冰事故。中国电力工程顾问集团西南电力设计院影响覆冰的因素气象条件:温度、湿度、风速风向、水滴大小、水汽是否充足地形及地理条件:线路走向、海拔高度、凝结高度、是否风口中国电力工程顾问集团西南电力设计院机械方面:由于覆冰厚度增加,对线路各部件必须进行特殊设计铁塔、导地线、金具、绝缘子等由于线路覆冰、脱冰的多变性,特别是不均匀覆冰时引起的张力差,将使得铁塔承受较大的弯矩和扭矩,必须全方位模拟铁塔荷载组合工况。电气方面:由于电线脱冰、覆冰舞动,有可能引起导、地线之间或导线之间混线而闪络绝缘子串覆冰后,将引起绝缘强度的降低,泄漏电流增大,严重时可引起绝缘子串覆冰闪络带来的问题中国电力工程顾问集团西南电力设计院事故的原因:导线覆冰观测资料缺乏,对导线覆冰问题研究较少,对覆冰的机理及规律认识不足;在送电线路勘测设计中,仅靠调查方法来获取覆冰资料,确定的设计冰厚难以反映其客观规律;重冰区线路设计经验不足,设计条件选择不当,线路抗冰能力差。送电线路在发生冰害事故时,一般气候恶劣,冰雪封山,交通受阻,通讯中断,抢修十分困难,常常造成系统长时间停电,蒙受巨大经济损失。中国电力工程顾问集团西南电力设计院解决方案确定覆冰厚度及冰区划分路径选择上避冰线路设计上抗冰运行维护融冰及防止覆冰线材研制融冰厚度和融冰频率确定融冰时机决策融冰电流和融冰时间确定融冰设备的研发中国电力工程顾问集团西南电力设计院重冰区输电线路设计设计覆冰路径选择导地线选择铁塔设计金具设计绝缘设计交叉跨越要求中国电力工程顾问集团西南电力设计院存在的问题气象台(站)一般没有用于线路设计覆冰厚度分析的原始观测资料设计覆冰中国电力工程顾问集团西南电力设计院覆冰厚度确定的常用方法及其优缺点对沿线的各种地物的覆冰情况和冰害进行收资调查,仅能对线路冰厚作定性分析,花费少但误差大。在沿线建立覆冰观测站(点)进行线路覆冰的观测,花费较多,但数据可信度和准确性较高。重要或投资较高的工程应采用该方法。设计覆冰中国电力工程顾问集团西南电力设计院我院对重冰线路设计进行观冰的情况简介二滩送出--雷波县境内的黄茅埂建立了覆冰观测站三峡送出--三峡地区中低海拔覆冰地区覆冰规律康定、丹巴、泸定境内水电的送出--二郎山覆冰观测瀑布沟、深溪沟水电送出--瓦屋山覆冰观测楚雄~穗东特高压直流--东列岭脊地区1站5点,梁王山地区1站3点金沙江一期、锦屏送电--4站25点覆冰观测设计覆冰、2雪峰山观冰站导线覆冰实景雪峰山观冰站导线覆冰实景中国电力工程顾问集团西南电力设计院设计冰厚对线路造价和安全运行影响很大重冰区线路的单位造价指标明显高于轻冰区,根据多个工程统计分析,20mm、30mm、50mm冰区单位本体投资分别是轻冰区的1.58倍、3.23倍、7.56倍。因此,单纯比较线路长度不足以准确反映出线路的经济性。路径选择中国电力工程顾问集团西南电力设计院•选择路径应遵循“避冰”或“避重就轻”原则路径选择应结合气象资料及线路周围地形,应尽量避开暴露于风口的微地形、微气象段(点),以阻止导线捕获水滴、冰晶的机率,减小覆冰;线路尽量避开横跨垭口,风口和水源丰富的地带;线路宁可适当离开公路,也应尽量降低海拔高程,在背坡、山麓等荫蔽的地形走线,以利用屏障作用,减小严重覆冰。路径选择中国电力工程顾问集团西南电力设计院选择起伏不大的地形走线,避免大档距、大高差、大转角,以减小不均匀脱冰时的电线跳跃和不平衡张力重冰线路应充分利用全数字摄影系统并结合计算机排位软件,选择起伏不大的地形走线,避免大档距、大高差、大转角路径选择中国电力工程顾问集团西南电力设计院路径优化重冰区线路,路径优化的重点应是覆冰厚度和冰区长度的确定,施工图设计阶段应加强覆冰调查,明确冰区分界点。路径选择中国电力工程顾问集团西南电力设计院路径优化实例宝(峰)罗(平)500kV线路设计中,对干洞~下营30mm冰区段在初设完成后又再次进行了补充勘测,对该段线路通过的微地形、微气象区进行了进一步深入调查,确定了覆冰厚度,同时,对该段按施工图深度进行了选线、定位,控制路径走向和档距、高差、转角,保证线路安全。曲靖~罗平500kV线路设计中,在路径选择时,根据调查、分析结果对路径方案进行优化,努力避让重冰区,对无法避让的重冰区段尽力缩短其长度,控制档距、高差、转角,通过优化使20mm、30mm冰区段由可研阶段的约40km缩短为初步设计时的约29km,再到施工图设计时的25.895km,既保证了工程质量,又有效地节省了工程投资。路径选择中国电力工程顾问集团西南电力设计院当线路路径选择不能避开重冰区时,就须按抗冰进行设计为满足抗冰强度要求,需选用机械强度较高的导地线。铝合金线其强度较铝线高一倍,延伸率与钢丝相当,屈服比铝大1.5倍,硬度亦大1倍以上,故重冰区线路常选用。由于铝合金丝的导电率较铝线低约15%,其铝合金的截面应可比铝线增加15%。地线采用高强度钢绞线导地线~30mm的OPGW,目前运行情况良好。目前设计覆冰最大的为60mm,正在建设中。为有效保证通信畅通,在特重冰区段另设一根埋地光缆作为备用。重冰区OPG中国电力工程顾问集团西南电力设计院满足各种工况下相应间隙要求考虑导地线脱冰后动、静态电气间隙要求采用水平排列铁塔设计中国电力工程顾问集团西南电力设计院铁塔荷载保证线路在常年的冰风荷载(设计冰厚)条件下,线路的安全水平应达到常规线路的建设标准增加稀有荷载的验算冰厚:在稀有冰荷载(验算覆冰)条件下,线路各部件材料应力允许达到屈服应力或弹性限度荷载组合中,增加不均匀覆冰、脱冰时产生的纵向弯矩和扭矩荷载,验算覆冰过载。铁塔设计中国电力工程顾问集团西南电力设计院“V”串的优缺点:优点:较Ⅰ串能提高绝缘子串的覆冰耐压10~20%;导线脱冰跳跃时稳定性好;塔头尺寸减小、塔重略轻。缺点:“V”串将折减绝缘串允许垂直档距,使配置绝缘子强度选择困难;国内缺乏V串覆冰耐压数据;削弱绝缘子串减小不均匀覆冰或脱冰引起的不平衡张力和覆冰情况断线张力的能力。铁塔设计中国电力工程顾问集团西南电力设计院二自线设计了30mm冰区0o~20oL串型悬垂转角塔,并通过了铁塔真型试验,投入工程使用至今运行良好。在20mm冰区已有中相V串布置的铁塔设计。为充分利用走廊,重冰区同塔双回路铁塔的研究已列入工作日程。铁塔设计中国电力工程顾问集团西南电力设计院覆冰绝缘子的闪络特点:绝缘子串在覆冰期间很少发生闪络,闪络主要发生在融冰期间,而且融冰期间的绝缘子串闪络电压明显降低,覆冰绝缘子串的闪络电压与融冰时间呈“U”形分布;覆冰绝缘子的闪络电压随覆冰量的增加而降低,随冰水电导率的增加而降低;覆冰绝缘子串的闪络电压随串长或绝缘子片数的增加而增大,但并非线性关系。绝缘设计中国电力工程顾问集团西南电力设计院通过低气压下短串和真型长串绝缘子覆冰闪络的研究,取得了覆冰绝缘子串绝缘强度的耐压校验数据,并应用于工程。我院在西南地区建设的5条500kV重冰线路,按70kv/m工频覆冰耐压配置绝缘,运行情况良好,反推相应冰水导电率小于50~100s/cm。30mm冰区海拔较高,该地段人类活动较少,冰水导电取50s/cm,20mm冰区线路较长,有人类生产、活动,大气有轻度污染,冰水导电率取100s/cm。冰水电导率对绝缘子串覆冰闪络电压影响很大,重冰线路应尽量避开污秽区。覆冰观测时要重视冰水电导率的测试。绝缘设计-10:0025.120.221.526.5注:A为雨凇塔二层南北4-1#B为雨凇塔二层东西5-1#C为雨凇塔三层南北4#D为雨凇塔三层东西5#,补偿温度取25℃2006.2.5-10:002006.2.9-10:0047.237.349.141.52006.2.10—10:452006.2.17-8:5024.420.823.524.52006.2.18-9:002006.3.13-9:0029.225.92823.02006.3.14-10:30金沙江、锦屏±800KV直流特高压送电线路湖南雪峰山站冰雪导电率中国电力工程顾问集团西南电力设计院较大荷载需要金具具有较高的机械强度和灵活性将传统悬垂顺线路方向布置双联绝缘子串改进为垂直线路方向布置的双联绝缘子串,更好适应了不均匀脱冰荷载枢轴式旋转挂点新试制的非标金具主要的还有15吨级装护线条防晕线夹;按IEC标准试制了21、30吨的球头和碗头挂板。金具设计中国电力工程顾问集团西南电力设计院以孤立档跨越重要被交叉物时,应按验算冰厚条件校验;以连续档跨越一般交叉跨越物、乡村主要道路、林区以及居民区附近地面时,应按不均匀覆冰条件校验;对于可靠性高的连续档重要交叉跨越,按相邻档断线情况校验与被交叉跨越物的最小距离。交叉跨越要求中国电力工程顾问集团西南电力设计院结束语送电线路覆冰事故损失巨大建立覆冰观测站点系统观测是确定设计覆冰的有效途径路径选择上尽量避冰线路设计上在机械和电气两方面采取有效的抗冰措施继续加强防冰措施的研究中国电力工程顾问集团西南电力设计院谢谢各位领导和专家
本文标题:重冰区输电线路设计特点介绍
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