電氣工程高級工程師論文淺談輸配電線路覆冰及其消除措施

　　由于瓷瓶或橫擔(dān)上積聚冰雪過多,進而引起絕緣子的閃絡(luò)事故。本文是一篇電氣工程高級工程師論文，文章對輸配電線路覆冰及其消除措施進行了研究。

　　【摘　要】當(dāng)架空輸配電線路冰雪過多,線路導(dǎo)線、避雷線上出現(xiàn)嚴(yán)重覆冰時,首先是加重導(dǎo)線和桿塔的機械負荷,使導(dǎo)線弧垂過分增大,從而造成混線或斷線;當(dāng)導(dǎo)線、避雷線上的覆冰脫落時,又會使導(dǎo)線、避雷線發(fā)生跳躍現(xiàn)象,因而引起混線事故。

　　【關(guān)鍵詞】輸配線路,覆冰形成,覆冰的防止,電氣工程高級工程師論文

　　引言

　　由于架空線路分布很廣,又長期處于露天之下運行,所以經(jīng)常會受到周圍環(huán)境和大自然變化的影響,從而使架空線路在運行中會發(fā)生各種各樣的故障。據(jù)歷年運行情況統(tǒng)計,在各種故障中多屬于季節(jié)性故障。

　　一、架空線路覆冰的原因

　　架空線路的覆冰是在初冬和初春時節(jié)(氣溫在-5℃左右),或者是在降雪或雨雪交加的天氣里,在架空線路的導(dǎo)線、避雷線、絕緣子串等處均會有冰、霜和濕雪混合形成曲冰層。這是一層結(jié)實而又緊密的透明或半透明的冰層,形成冠冰層的原因,是由于在自然界物體上附著水滴,當(dāng)氣溫下降時,這些水滴便凝結(jié)成冰,而且越結(jié)越厚。

　　有時,也會在導(dǎo)線表面上結(jié)上一層白霜,呈冰渣性質(zhì),其重量比堅實的覆冰輕得多,但其厚度卻大得多。一般當(dāng)空氣中有大量水分且有微風(fēng)時,最易形成笛。

　　在濕雪降落時,濕雷一方面粘在導(dǎo)線上,同時又會浸透正在結(jié)冰的木,使冰層越來越厚,最厚可達10cm以上。

　　當(dāng)風(fēng)向與線路平行時,覆冰的斷面里橢圓形;當(dāng)風(fēng)向與線路垂直時,覆冰的斷面呈扇形,即在導(dǎo)線的一個側(cè)面;當(dāng)無風(fēng)時,覆冰則是均勻的一層。

　　此外,覆冰還與線路走向有關(guān),在冷、熱空氣的交匯處經(jīng)過的線路,覆冰就更嚴(yán)重。覆冰在導(dǎo)線或絕緣子上停留的時間也是不同的,達主要決定于氣溫的高低和風(fēng)力的大小,短則幾小時,長則達幾天。

　　二、因覆冰而發(fā)生的事故

　　導(dǎo)線和避雷線的覆冰有時是很厚的,嚴(yán)重時會超過設(shè)計線路時所規(guī)定荷重。如果導(dǎo)線、避雷線發(fā)生覆冰時還伴著強風(fēng),其荷重更要增加,這可能引起導(dǎo)線或避雷線斷線,使金具和絕緣子串破壞,甚至使桿塔損壞。尤其是扇形覆冰,它能使導(dǎo)線發(fā)生扭轉(zhuǎn),所以對金具和絕緣子串威脅最大。常見的線路覆冰事故有以下幾種:

　　1.桿塔因覆冰而損壞

　　一般是由于直線桿塔某一例導(dǎo)線斷線所造成的。此時,由于帶覆冰的導(dǎo)線在該桿塔的另一側(cè)形成較大的張力,使桿塔受到過大的荷重,故造成倒桿或倒塔事故;

　　2.導(dǎo)線覆冰事故

　　如果導(dǎo)線在桿塔上是垂直排列的,當(dāng)導(dǎo)線和避雷線上的覆冰有局部脫落時,因各導(dǎo)線的荷重不均勻,會使導(dǎo)線發(fā)全跳躍現(xiàn)象,從而使導(dǎo)線發(fā)生碰撞,造成短路故障;

　　3.線路各檔距覆冰不均引起事故

　　由于線路各檔距內(nèi)的覆冰不均等原因,會使各檔距內(nèi)的弧垂發(fā)生很大變化。有嚴(yán)重覆冰的檔距內(nèi)的導(dǎo)線荷重很大,特使導(dǎo)線嚴(yán)重下垂,以致有時使導(dǎo)線離地面距離減小到十分危險的程度,因而發(fā)生事故;

　　4.絕緣子串覆冰事故

　　雖然絕緣子上冰層厚度所增加的重量不大,但卻降低了絕緣子串的絕緣水平,會引起閃絡(luò)接地事故,甚至燒壞絕緣子,其后果也很嚴(yán)重。

　　三、覆冰的防止和消除措施

　　為了防止覆冰所引起的故障,設(shè)計桿塔時,應(yīng)考慮由于覆冰所形成的外加荷重。對經(jīng)常發(fā)生嚴(yán)重覆冰的地區(qū),架設(shè)耐覆冰式的線路,這種線路的桿塔較一般桿塔的機械強度大,檔距較短,導(dǎo)線張力較小。為了避免碰線,導(dǎo)線應(yīng)采用水平排列的布置方法并應(yīng)適當(dāng)?shù)丶哟髮?dǎo)線和避雷線之間的距離。

　　選擇線路路徑時,應(yīng)注意避開冷、熱空氣的交匯處。但是在覆冰特別嚴(yán)重的地區(qū),上述措施還是不夠的,覆冰仍可引起破壞線路的事故。因此,在運行中必須觀察導(dǎo)線上產(chǎn)生理冰的情況,并采取適當(dāng)?shù)拇胧┯枰韵?。消除?dǎo)線上的覆冰,有電流熔解法和機械打落法。

　　1.電流熔解法

　　這種方法,主要是加大負荷電流或用短路電流來加熱導(dǎo)線使覆冰熔解落地,達到除冰的目的。具體做法有以下3種:用改變電力網(wǎng)的運行方式來增大線路負荷電流;將線路與系統(tǒng)斷開,并將線路的一端三相短路起來,另一端用特設(shè)的變壓器或發(fā)電機來供給短路電流。

　　當(dāng)采用增大線路負荷電流來加熱導(dǎo)線的做法時,應(yīng)在覆冰開始形成的初期即加大負荷電流,作為預(yù)防措施。但是這種辦法會使線路的電壓降低、增大電能損耗,所以不能長期使用。當(dāng)用短路法來熔化覆冰時,則應(yīng)根據(jù)線路長度,導(dǎo)線的截面和材料,淮備好必要的設(shè)備,其容量應(yīng)事先計算好,使之能夠滿足熔冰的要求。

　　在進行熔冰以前,應(yīng)注意檢查長時間通過短路電流的系統(tǒng)結(jié)線和設(shè)備。用短路電流熔冰時最好不要使用發(fā)電廠和變電所的接地網(wǎng),而采用單獨的接地裝置,以免發(fā)生危險。用短路電流镕冰時,還應(yīng)派人到線路上去觀察覆冰的熔化過程,當(dāng)覆冰已開始從導(dǎo)線上脫落時,應(yīng)立即切斷熔冰電流,否則時間一長,會使導(dǎo)線過熱,特別應(yīng)注意導(dǎo)線的連接處。在一般的設(shè)備條件下,電流熔冰法是很難實現(xiàn)的,因此,除了在重冰區(qū)外,其實用價值不大。

　　2.機械除冰法

　　機械除冰主要采用下列幾種做法:

　　(1)從地面上向?qū)Ь€或避雷線拋擲短木棍,打碎覆冰,使之脫落。也可以用木桿或竹竿進行放抓使覆冰脫落。如果線路停電困難也可用絕緣桿來敲打覆冰;

　　(2)用木制套圈套在導(dǎo)線上,并用繩子順著導(dǎo)線拉,便可消除覆冰;

　　(3)用滑車式除冰器來除冰。

　　總之,機械除冰法是比較原始的,除冰器的樣式各地區(qū)也都不相同,其種類很多。 機械除冰法主要缺點是,必須停電進行,費時、費力。采用機械除冰法時,必須保證導(dǎo)線和避雷線不發(fā)生任何機械損壞。

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