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架空输电线路覆冰故障分析

时间:2017-11-19 19:34 来源:广东11选5走势图

架空输电线路覆冰故障分析
目前,线路覆冰可以从很多种角度进行分类,一般情况下,根据其危害程度及电力系统运行、维护、设计和科研的要求,将导线覆冰分为白霜、雾凇、雨淞和混合凇等四类,雾凇是冬季高寒高海拔山区输电线路最常见的一种覆冰形式。输电线路覆冰事故与各地的年平均雨凇日数和年平均雾凇日数有关。一般来说,年平均雨凇日数的影响较年平均雾凇日数更为严重。

导线覆冰主要发生在严冬或初春季节,当气温降至-5℃~0℃,风速在3~15 m/s时,空气中的很小的过冷却水碰到导线,使得液体的过冷却水发生形变后依附在导向上面形成雾凇。如遇大雾或小雨加雪,则在导线上形成雨凇;如果气温继续下降,冻雨和雪则在粘结强度很高的雨凇冰面上迅速增长,形成冰层。如果气温继续下降,在原来的冰层外层会积覆雾凇。这种过程将导致导线表面形成雨凇一混合淞一雾凇的复合冰层。

覆冰对线路的危害有过负荷、覆冰舞动和脱冰跳跃、绝缘子冰闪,会造成杆塔变形、倒塔、导线断股、金具和绝缘子损坏、绝缘子闪络等事故。

输电线路不仅承受其自重、覆冰等静荷载,而且还要承受风产生的动荷载。在一定条件下,覆冰导线受稳态横向风作用,可能引起大幅低频振动,即舞动。此时,导线脱冰跳跃也会使导线发生舞动。导线舞动是威胁输电线路安全运行的重要因素。

当导线上均匀覆冰时,虽然其载面增大,但其形状仍保持为均匀圆形,因此,一定的风力所引起的导线振动,其频率低于裸线时的频率,而振幅比裸线时小,并且频率下降可能低到防振装置的有效运行范围以下。

当导线上覆冰不均匀时,由于其断面的不对称,风吹导线时就会产生空气动力学上的不稳定,在相应风力作用下,导线会发生低频(0.1~3Hz)、大振幅(可达10m以上)的舞动。导线舞动将引起差频荷载,从而导致金具损坏,导线断股,相间短路、线路跳闸及杆塔倾斜或倒塌等严重事故。

在单导线覆冰时,由于扭转刚度小,在偏心覆冰作用下导线易发生很大扭转,使覆冰接近圆形;而分裂导线覆冰时,由于间隔棒的作用,每根子导线的相对扭转刚度比单导线大得多,在偏心覆冰作用下,导线的扭转极其微小,不能阻止导线覆冰的不对称性,导线覆冰更易形成翼型断面。因此,对于分裂导线,由风激励产生的升力和扭矩远大于单导线。

大截面导线的相对扭转刚度比小截面大,在偏心覆冰作用下扭转角要小,导线覆冰更易形成翼型断面,在风激励作用下,产生的升力和扭转要大些。因此分裂导线和大截面导线更易产生舞动。

覆冰导线在气温升高,或自然风力作用,或人为振动敲击之下会产生不均匀脱冰或不同期脱冰。导线不均匀脱冰也会使线路产生危害很大的机械或电气事故。因为随着导线覆冰量增加,相应地张力明显增大,弧垂也有所下降,当大段或整档脱冰时,由于导线弹性储能迅速转变为导线的动能、位能,引起导线向上跳跃,进而产生舞动,使相邻悬垂串产生剧烈摆动,两端导线张力也有显著变化。

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