架空输电线路中重冰区设计技术规定条文说明(5)

2019-04-23 19:58

大量的电线覆冰尚未融化”。而高空西风大槽向云南发展,由于槽后气压梯度较大,因此,冷空气退潮时行移较为迅速,这时在局部地形影响下,在高寒山区可能出现6~7级(即10.3~17.1m/s)的较大风速。

(4)据1972年河南覆冰事故时有关气象方面记录:“覆冰前后气温的变化为+2℃~-4℃,开始是风雨交加,后转蒙蒙小雨,风力由4级(5.5~7.9m/s)一直增至7~8级(13.9~17.7~20.7m/s),最大甚至达到11级(28.5~30.6m/s),以致出现大面积倒杆断线事故”。 (5)1980年10月25~27日东北黑龙江合江电网出现大面积覆冰事故,导线覆冰直径120~200mm,据当时佳木斯市气象站资料:“26日4时风速达15m/s,5时达18m/s,阵风可达22m/s”。附近场原县气象站资料:“26日6~7时,正常风速16m/s,阵风可达20m/s”。 (6)2005年2月6~17日,在湖南、湖北、黔东及赣西北等地区大面积冰害事故期间,据各地气象台站资料归纳,其同期风速都比较小都在3~8m/s之间。

综上,可以看出,各地由于覆冰天气形势不同,覆冰同时风速差异很大。为了从安全和经济合理方面考虑,将重冰区覆冰同时风速仍规定为15m/s。但为了合理起见,特注释,当有实测资料时,覆冰同时风速可按实测值选取。 3、其他

覆冰同时气温采用-5℃。 冰的密度一律采用0.9g/cm3。

关于最大风速、最低气温、最高气温、安装条件等,对重冰线路基本上不起重要控制作用,故未另行规定。

4、参照重冰区设计气象条件,现给出中冰线路的气象条件如下

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表。

中冰线路的冰区

表6-5

冰 区 设计冰厚(mm) 同时风速(m/s) 同时气温(℃) 冰的密度(g/cm3) Ⅰ 10 Ⅱ 15 10 -5 0.9 Ⅲ 20 注:根据实测资料,覆冰同时风速可按实测资料选取。 6.6 新增条文。

这是由中重冰区线路的特点决定的。地线的悬挂高度高于导线,地线直径通常小于导线,正常运行时,地线温度远低于导线,这些特征决定了在同一覆冰天气条件下,地线结冰的厚度要大于导线。这在国内多次覆冰及冰害事故中已证实。 6.7 原重冰规定第3.5条保留条文。

我国高压架空线路的设计风速是按30年或50年重现期定下的。而中重冰线路往往由于缺乏应有的冰凌观测资料而无法作到。通过冰冻时期气象要素分析和沿线冰凌资料调查,也只能定性地了解沿线各地段冰凌的轻重程度,无法较准确地选取应有的设计冰厚。在这种情况下,一般选择一个较适中的数值作为设计冰厚,以此作为正常条件下,线路通常应该具有的安全水平。另外,根据调查情况,搜集到或推断出一个较大值作为验算冰厚,并以此作为线路各部件应达到的抗冰强度。

60~70年代,我国早期设计的部份110kV重冰线路,如贵州久遵线、水盘线、云南海因线、海落线、以东一回线、以东改线和四川

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灌映线等都曾在设计冰厚之外,另加一个验算冰厚。据此,以提高线路的抗冰能力。

挪威在规范中规定,在验算覆冰时,容许导线的拉应力达到额定破坏强度的80%。

日本重冰线路设计,除采用常年出现冰荷载(约3~5年一遇数值)作为设计荷载外,另选用异常冰荷载(约30~50年一遇的数)作为验算荷载,以校验线路的抗冰能力。此时,线路各部件材料允许达到弹性限度。

IEC规范中规定,三种等级线路分别在50年、150年、500年一遇的基准冰荷载条件下,线路各部件的材料允许达到弹性限度。

对于处于严重覆冰地段的线路,宜尽可能搜集到或者较确切地推测出该地段可能出现的稀有冰凌荷载,并以此作为验算条件,以提高该线段的安全运行水平。 7 导线、地线

7.1 保留原重冰规定第4.1条精神,略作文字修改。

一、2005年2月大冰冻时期,除导致大量倒塔事故外,导地线损坏也很严重,较典型的有:

(1)500kV咸宁-昌西线路,在通化地区的#201塔,因过载而倒塌,现场检查时发现12根子导线(LGJ-400/35)断裂了9根,其中左相导线、中相导线全部断线,右相导线断1根,且同金具一起坠落,地线(GJ-80)两根全部断裂。据从导线上脱落的冰柱推算,实际覆冰度超过50mm(约合109N/m),系严重超载所导致的断线,并使铁塔扭曲倾覆。

(2)贵州220kV玉黎线处湘黔边境地区,在这次大冰凌时期也出现类似倒塔断线事故。其中N2088~N2102段20mm冰区,长4.014km,

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铁塔未出现事故,但在13个档线中,有8档发生了导地线断线、断股事故,其中导线(2×LGJ-240/40)断线6根,铝股全断,仅剩钢芯者9处,地线(GJ-100)断线1根。据现场冰样测试,实际冰重为79~113N/m(约合45~54mm)亦系冰凌严重超载导致断线、断股事故。

从以上事例中可以看出,重冰线路的导线必须具备足够的抗冰强度,以备过载时不致出现频繁的断线事故。

二、早期重冰线路,多采用钢芯铝绞线,运行中,除因设计冰厚不足而出现断线事故外,另一个事故就是断股问题,即在导线悬垂线夹处出现多股,甚至全部铝股被拉断仅剩钢芯的现象。

初步分析,产生这种事故的原因是:在大冰凌时期,导线悬垂线夹两侧由于覆冰或脱冰不均匀,在悬垂线夹处产生很大的不平衡张力。又因为线夹不能很好地握紧导线,在不平衡张力作用下,线夹将带着夹紧的部分或全部铝股在钢芯上滑动,从而造成这部分铝股被伸长而拉断。这种情况,在早期的110kV六水、水盘、羊盘等重冰线路上多次出现过。上述玉黎线重冰区的9处断股事故也是这样产生的。为了避免普通钢芯绞线在重冰区使用的缺陷,从70年代开始,国内部分工程已作了改进,如:

1970年,330kV刘关线,在关山重冰地段采用非热处理的加强型钢芯铝合金线LHGJJ-300,铝钢比K=4.12,未见有不良情况报导。

1972年,芜抚供电局在6510工程重冰线路改造中,将原LGJ-120导线改为仅一层铝股的特强型钢芯铝绞线,铝钢比K=2.348,破坏拉断力达到495MPa。为配合这种导线使用,又特制了环形耐张线夹。1977年大冰时,导线运行情况良好,以后的运行情况,尚待总

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结。

1981年四川220kV南九线,在30mm冰区采用LH4GJ-400铝镁硅加稀土的钢芯铝合金线,经历几次大冰凌经验,运行情况良好。 云南110kV洛昭线,在海拔2519~2730m的30mm冰区,原设计LGJ-150导线,投运后,在大冰凌年发现断铝股8处。1993年改造中将导线更换为JLBGJ-150铝包钢绞线,运行至今良好。 根据目前的设计情况来看,在一般中、重冰区(20mm)通常仍采用普通钢芯铝绞线,铝钢比6左右。30mm及以上冰区则改用钢芯铝合金绞线,既提高导线的抗冰能力,也可避免断股事故的发生。 三、关于重冰线路导线分裂根数的选择提供如下情况供参考 (1)从荷载方面来看,分裂根数越少,导线抗冰能力越强,杆塔荷载也随之较显著地减少。正是利用了这个有利条件,在330kV龙花Ⅱ回冰害事故后的改造方案中,将原有2×LGJQ-400两分裂导线,改为单根ZBLH55GJ-500/70高强度耐热铝合金钢芯绞线,利用原有铁塔不变而有效地提高了线路的抗冰能力,节省了改造费用。 (2)从运行情况看,分裂导线覆冰,尤其是在冻雾覆冰条件下,冰凌主要结集在导线的迎风侧,对导线束会产生一定的扭转力矩。而在某种条件下,如果前侧导线冰凌先行一起脱落时,又会产生导线束很大的翻转力矩。在这种情况下,二分裂间隔抵抗上述两种力矩都不如三、四分裂间隔棒有利。在黄茅埂观冰站试验线路的长期观测中,曾记录到二分裂导线在档距中央一处间隔棒因翻转成死绞而不能自行恢复的现象。

(3)从施工维护条件来看,二分裂导线截面大,施工机具需改造 ,而运行维护检修也不如三、四分裂导线方便。 7.2 原重冰规定第4.2条修改条文。

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