关于输电线路阻尼线与导线摩擦导致断股的思考
2021-12-22岳斌全
岳斌全
摘要:输电线路运行过程中,为防止导线振动采用不同的防振手段,本文就线路运行过程中阻尼线与导线摩擦并最终导致导线断股进行分析,并总结了相关预防措施。
关键词:输电线路;防振手段;断股;预防措施
一、输电线路导线振动及防振措施
1.导线的振动
在线路档距中,由于风力作用而引起的导线的周期震荡,称为导线的振动。导线振动是由从线路侧面吹来的均匀的微风所造成的,当这种微风垂直于线路方向作用在导线上时,在其背风面上、下侧将交替形成气旋,这种气旋越过导线便产生一些轻微的垂直方向的冲击。当冲击频率与档距中拉紧的导线的固有频率相等时,便产生谐振,此谐振称为导线的振动。
导线的振动除与风速、风向及路径有关外,还与导线的悬挂高度、线路档距和导线平均运行应力等有关。
2.输电线路导线防振措施
导线的防振方法主要有两种:1)用护线条或特殊线夹防止所引起的导线损坏;2)采用防振手段来吸收振动的能量以消除振动。常用的防振手段包括防震锤、阻尼线等。
大跨越由于振动时间长,要求将振幅限制在更低水平,振幅不超过普
通档位的50%,一般采用阻尼线与防震锤相结合的手段,此外部分风振条件特别恶劣,防震锤无法满足要求的区域,需采用阻尼线加防震锤方式时间实现风振抑制。
阻尼线一般用于被防护导线相同的导线形成“花边”装悬挂在一档两侧导线,可以获得较宽的频率特性,适用于大跨越档内导、地线的防振。阻尼线与导线连接的位置相当于有防震锤,多个连接点相当于有多个防震锤联动作用,实现对振动的抑制。单用阻尼线时容易在外侧末端引发断股,一般采用阻尼线和防震锤配合使用的方式,部分设计将防震锤安装在阻尼线花边内,使防振方案对于低频和高频均有良好的防振效果。
二、现场情况
2020年5月,某班组在无人机巡视过程中發现500kV××线路某塔大号侧发现阻尼线与导线摩擦,导致导线铝股断股15股,占导线截面积27.7%,为紧急缺陷。该班组查阅数据如下:
根据设计要求,导线使用LGJ-400/50导线,防震锤使用FR-4,当档距大于1000m时,使用交叉阻尼。经核实,该相左上、右下子导线各加装3个FR-4型防震锤,右上、左下加装交叉阻尼防振措施,于导线两侧斜向下45°加装,阻尼线花边弧垂根据档距不同,取值各有不同(花边档距为3m的对应弧垂为0.5m,花边档距为2.5m的对应弧垂为0.4m,花边档距为2.2m的对应弧垂为0.3m),以悬垂绝缘子串为中心外5m加装交叉阻尼线夹,档距依次为3m、2.5m、2.2m、2.2m、2.2m。本次与导线摩擦档距为2.5m档。
现场照片如下:
三、处置情况
500kV××线路某塔大号侧发现阻尼线与导线摩擦,导致导线铝股断股15股,占导线截面积27.7%。根据DL/T741-2019版架空输电线路运行规程要求:导线损伤范围导致强度损失在总拉断力的17%-50%间,且截面积损伤在总导电部分截面积的25%-60%,应使用加长型补修管、预绞式接续条进行补修;结合南网反措3.1.5条:110kV及以上运行线路导地线的档中接头严禁采用预绞式金具作为长期独立运行的接续方式,对不满足要求的接头应于2023年12月前改造为接续管压接方式连接。在接头未改造前,现场应加强红外测温,发现异常立即处理。该班组与上级部门商议后决定以带电作业方式完成缺陷临时处置(导线断股位置采用预绞式接续条进行断股补修,阻尼线损伤位置使用铝股单丝缠绕处理),待停电时对导线损伤位置切断重接。
四、原因分析
导致500kV××线路某塔大号侧导线断股的直接原因为阻尼线与导线摩擦,该档距为大档距,位于沟谷风口处,导线振动过程中与阻尼线摩擦
导致断股。
可能的原因为:1)设计要求右上、左下加装交叉阻尼防振措施,于导线两侧斜向下45°加装,可能安装时角度未达到要求;2)施工过程中未按阻尼线安装档距要求进行安装,弧垂设置偏大,超出分裂间距;3)交叉阻尼线夹未紧固到位,交叉阻尼线夹与导线本体连接时,应用测力扳手拧固,扭矩应满足50-60N.m;4)交叉阻尼线夹胶垫老化松动,长时间导线振动导致线夹移动,弧垂增大。
经班组人员现场检查,发现第二个防震阻尼线线夹胶垫老化,且将线夹复原后,弧垂、档距满足设计要求,判定发生断股的原因为:阻尼线线夹胶垫老化导致阻尼线弧垂增大、阻尼线夹角呈垂直后与导线摩擦导致断股。
五、预防措施
设计方面:导线分裂间距为0.45m,交叉阻尼第一档弧垂为0.5m,可能在大风天气下,阻尼线晃动鞭击导线,导致导线损伤,或者因线夹松动,阻尼线垂落与导线摩擦。另外,由于交叉阻尼多用于大档距,往往杆塔以外及存在较大高差,设计过程中应设计防止阻尼线夹松动的后备措施。
施工方面:严格按照设计要求开展施工,阻尼线压接过程中符合施工工艺,螺栓紧固符合要求,扭矩应满足设计要求。
运行方面:1)组织排查采用防震阻尼线的特殊区段,特别是风口、大跨越,充分发挥多旋翼无人机的机动性和可操作性,针对相应的杆塔开展精细化巡视,重点检查阻尼线弧垂、安装夹角进行检查,及时发现并处理阻尼线弧垂大或安装夹角不满足设计要求的缺陷及隐患。2)结合停电计划对阻尼线夹胶垫进行检查更换,定期对线夹螺栓进行紧固,对安装交叉阻尼的导线进行检查。
结语:
运行中的输电线路应加强使用防震阻尼线的相关区段隐患排查治理,在确保线路防振效果的前提下,加强防振手段的创新研究,保障输电线路安全稳定运行!
参考文献:
[1]陈蕾(主编)架空电力线路运行管理与检修
[2]架空输电线路运行规程(DL/T741-2019)
[3]中国南方电网有限责任公司反事故措施