1、凍土和冰雪對輸電線路的影響
在寒冷地區(qū)或特殊季節(jié),輸電線路面臨著多種由凍土和冰雪引發(fā)的問題,主要包括以下四大類:
(1) 過負載:當(dāng)導(dǎo)線覆冰超過設(shè)計抗冰厚度時,導(dǎo)線覆冰后的質(zhì)量和風(fēng)壓面積增加,可能引發(fā)事故。同時,還可能導(dǎo)致機械方面的損壞,如金具損壞、導(dǎo)線斷股、桿塔損折、絕緣子串翻轉(zhuǎn)、撞裂等。覆冰還會使線路弧垂增大,從而造成閃絡(luò)和燒傷,甚至燒斷導(dǎo)線。
(2) 不均勻覆冰或不同期脫冰事故:相鄰檔的不均勻覆冰或線路的不同期脫冰會產(chǎn)生張力差,導(dǎo)致導(dǎo)線斷裂、絕緣子損傷或破裂、桿塔橫擔(dān)扭轉(zhuǎn)或變形、導(dǎo)線和絕緣子閃絡(luò)及導(dǎo)線電氣間隙減少而發(fā)生閃絡(luò)等。
(3) 覆冰導(dǎo)線舞動事故:當(dāng)導(dǎo)線覆冰且為非對稱覆冰(迎風(fēng)側(cè)厚,背風(fēng)側(cè)?。r,線路易發(fā)生舞動。大截面導(dǎo)線比小截面導(dǎo)線易舞動,分裂導(dǎo)線比單導(dǎo)線易于舞動。導(dǎo)線舞動的運動軌跡順線路方向看近似橢圓形,由于舞動的幅度較大,持續(xù)時間較長,輕則引起相間閃絡(luò),損壞地線、導(dǎo)線、金具等部件;重則導(dǎo)致線路跳閘停電、斷線倒塔等嚴重事故。
(4) 絕緣子冰閃事故:覆冰可以看成一種特殊的污穢,覆冰的存在改變了絕緣子的電場分布,而冰中含有污穢等導(dǎo)電雜質(zhì)時更易造成冰閃。
圖1冰雪對輸電線路影響(圖源:網(wǎng)絡(luò))
2、如何減少凍土和冰雪對輸電線路的影響
減少或消除凍土和冰雪對輸電線路的影響是確保線路穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。在寒冷地區(qū),凍土和冰雪可能會導(dǎo)致凍脹、斷線、設(shè)備損壞等問題,因此需要采取一些措施來降低這些問題的影響,具體包括:
(1)做好抗凍設(shè)計,對線路合理布局。在規(guī)劃和設(shè)計輸電線路時,應(yīng)考慮凍融影響,采用抗凍設(shè)計原則,并選擇耐凍結(jié)材料和結(jié)構(gòu),以確保線路設(shè)施在寒冷環(huán)境下的穩(wěn)定性。在規(guī)劃線路走廊時,避免選擇易受冰雪侵襲的區(qū)域。選擇較平坦且易于除雪的地區(qū)作為線路路徑。
(2)采取保溫措施。在容易受凍土影響的地區(qū),可以在線路設(shè)施上采取保溫措施,如絕緣包覆、加溫設(shè)備等,以防止設(shè)備被凍結(jié)。
(3)采取除冰設(shè)施。在輸電線路上設(shè)置除冰設(shè)施,如加熱線夾、除冰噴霧裝置等,可以防止冰雪在設(shè)備上積累,以減少對線路的影響。
圖2 導(dǎo)線除冰(圖源:網(wǎng)絡(luò))
(4)預(yù)防凍脹。對于凍土區(qū)域,可以通過加強基礎(chǔ)設(shè)計,減少地基的凍脹變形。選擇合適的基礎(chǔ)形式和深度,以降低地基受凍脹影響的可能性。
(5)定期檢查和維護,做好應(yīng)急響應(yīng)。在冰雪季節(jié),應(yīng)定期檢查線路設(shè)施的狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)冰雪堆積和凍脹問題,并采取維護措施。如設(shè)置防雪崩設(shè)施、削減冰掛等,以保護線路安全。在冰雪季節(jié),應(yīng)定期對線路進行除雪作業(yè),以防止冰雪積累在線路上,影響設(shè)備的正常運行。建立冰雪天氣的應(yīng)急響應(yīng)機制,一旦發(fā)現(xiàn)線路受到冰雪影響,能夠迅速采取措施進行應(yīng)對。
圖3 導(dǎo)線覆冰在線檢測(圖源:網(wǎng)絡(luò))
圖4 定期除雪 (圖源:網(wǎng)絡(luò))
圖5 覆冰檢測并做出應(yīng)對(圖源:網(wǎng)絡(luò))
總之,降低凍土和冰雪對輸電線路的影響需要綜合考慮抗凍設(shè)計、保溫措施、除雪管理等多個方面的措施。在規(guī)劃、建設(shè)和維護過程中,采取合理的措施,可以最大程度地減少寒冷環(huán)境對輸電線路的影響。
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供稿:段國勇,黃逍,王彥海,陳將宏
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