输电线路改造范文（精选12篇）
输电线路改造 第1篇
关键词：输电线路跨越,迁移改造,施工方案
一、改造工程工程概况
原 ±500k V天广直流线路的2064#-2067#、2024#-2025# 需跨越新建的广州西二环高速公路,由于安全距离不够,需要对原线路进行改造。原线路导线型号为:LGJ-400/50,左地为GJ-70 钢绞线,右地线为OPGW光缆。
本次改造线路架线将采用张力放紧线方法施工,2064#-2067# 耐张段长1159 米;该耐张段内跨越较多,其中跨越河流1 次,跨越机耕路6 次,跨越低压电力线5 次,跨越鱼塘3 次,跨越鸭棚、住房、工棚共5 次,跨越西二环高速公路材料场1次,跨越西二环高速路1 次。改造线路平面图如图1 所示。
二、施工步骤
(一)停电前的准备工作
1. 技术负责人会同施工负责人及有关人员到现场进行调查,拟定出最可行的施工方法,然后编写施工方案。
2. 停电施工前,应由技术负责人向全体施工人员进行技术和安全交底,明确施工要求,确定分工情况。
3. 与供电部门联系,向供电部门提出停电申请,同意后填写停电申请票。停电申请获批准后,填写停电工作票。
4.搭设跨越改造段的机耕路、电力线、施工棚等跨越架。并申请和办理跨越巴江河的封航施工相关手续。
5.开挖过轮临锚、铁塔临时拉线、锚线地锚、倒塔的地锚,地锚鼻对地夹角不应大于30。
6.在保证人员、各工器具、机械距离电力线8.5米安全距离的情况下组立新2065#~2067# 塔塔腿段。不能吊装的塔片清点好,并地面组装好各段的塔片。
(二)停电后的施工步骤
1. 停电工作负责人接到±500k V天广直流正式停电的通知后,确认好线路名称,在500k V天广直流线2063# 塔进行验电,验电时应用相应电压等级(500k V)的合格的验电器进行验电,验电时必须戴绝缘手套,并逐相进行,验电时,必须设专人监护,在确认无电后,分别在2063# 的后侧和2069#的前侧挂工作接地线,同时,将三相短路接地。
2.接地装拆顺序:安装时先装接地端,后装导线端;拆除工作接地线时,先拆导线端,后拆接地端。
3. 新建2065#、2066#、2067# 按杆塔组立作业指导书进行组立铁塔。因停电施工期时间短,应尽量利用吊车进行吊装铁塔。
4.拆除2064#-2069# 的间隔棒。
5.在2068# 换成放线滑车,2069# 打过轮临锚,每两根导线共用一个埋深2.5 米的地锚,每根导线用一条 ф15 钢丝绳,一个6T的手板葫芦进行锚线。直线塔临锚施工示意图2 如下所示。
6.2064# 打临时拉线;每一相导线需打2 根ф15.5 的钢丝绳,每条拉线各需埋一个地锚,地锚埋深2 米,左右地线的导线临时拉线共用一个地锚。在打拉线的过程中注意保护好横担的主材和挂点的联板。
7.拆除旧导地线。由于导地线放下时影响到了巴江河上船只的通行,所以在施工前必须和航监海事局取得联系,征得他们的同意和协助封航。
8.导地线的拆除。由于停电时间紧,先施工放下直线塔悬挂的导线,导线到地后断线、拆线的方法进行施工。
9.在原2065#、2066#、2067# 按图3 所示,进行布置拆线准备工作,待封航后,依次用绞磨将2065#、2066#、2067# 的导线放下来,导线着地后在2067# 利用旧塔的基础对大号方向对导线进行二次锚线,2067# 锚好线后,在断线的地方,两端用线夹固定好导线,两端的导线用滑车和钢丝绳组成滑车组,收紧使中间段的导线松驰后,才用大剪进行断线。
10.断线后,慢慢松出钢丝绳,直到导线没有张力后,方可解开线夹,严禁带张力断线。在巴江河岸把导线剪断后和回收江中的导线完毕后,恢复巴江河的通航。同样,另外的导线及地线按同样的方法拆线。在2067# 断线时要注意,要留有足够长的导线在新2067# 上挂线。
(三)旧铁塔的拆除
1.整体拆除方法如下:
(1)根据现场地形确定倒塔的方向和位置。因需倒2065#、2066#,为了简述,对塔腿进行编号,如图4 所示。
(2)采用整基铁塔拉倒的施工方法,即在一侧利用一台绞磨放置铁塔前侧100m以外的安全处,采用通过磨绳连接一段钢丝绳绑扎铁塔上部,现场布置如图4 所示。
(3) 先用火焊将倒塔方向的与塔座的斜材割掉(2066# 在塔身中间割),同时将主材割余下约3厘米停下,然后使绞磨带力,将反方面的主材和斜材全割断。
(4)所有人员离开塔高2 倍以外的距离,并检查无误,由施工负责人下令,启动绞磨收紧钢丝绳使塔整基倾倒(2066# 高空割切人员必须先下塔撤离后方可拉倒铁塔)。
(5) 杆塔倒地后清理现场、回收所用的工器具。
2. 天广线旧2065# 的拆除,该基所处地型较平,周围无阻隔的建筑物,可以整体拉倒。为了争取到更多的架线时间,所以该基决定采用整体拉倒的拆塔方法。充分考虑到安全和架线的后续工作,决定把铁塔往线路的左边拉倒,拉倒铁塔布置图如图5 所示。
3. 天广旧2066# 塔的拆除,该基位于鱼塘中间,地形不好,前、左、右侧都是鱼塘,右侧60 米左右还有一500k V电力线。现右侧的鱼塘已放干,为了保证安全地拆塔,而又不影响后续工作,决定把2066# 分两次向右侧的鱼塘拉倒。第一次先拉倒一半,第二次拉倒另一半。施工现场布置图图6 如示。
4.天广直流原2067# 塔的拆除,该基位于鱼塘间的塘埂上,四周都是鱼塘,不能整体拉倒,只能成片拆卸,拆卸是组立铁塔的逆过程。拆除铁塔的顺序是先利用地线横担将导线横担拆除后,后拆地线支架,再拆塔身。主体塔身只能是一根根地进行拆除了。地线支架和导线横担的拆除示意图如图7 所示。
五、施工安全措施
(一)停送电安全措施
1.停电作业前,应向运行单位提出停电申请,并办理工作票。
2.停电、送电工作必须指定专人负责,严禁采用口头或约时停电、约时送电的方式进行任何工作。
3.在未接到停电工作命令前,严禁任何人接近带电体。
4. 在接到停电工作命令后,必须首先进行验电;验电必须使用相应电压等级的合格的验电器。验电时必须戴绝缘手套并逐相进行;验电必须设专人监护。
5.验明线路确无电压后,必须立即在作业范围的两端挂工作接地线,同时将三相短路。
6.施工结束后,现场作业负责人必须对现场进行全面检查,待全部作业人员(包括工具、材料)撤离杆塔后方可命令拆除停电线路上的工作接地线;接地线一经拆除,该线路即视为带电,严禁任何人进入带电危险区。
(四)其他安全措施
1.停电前,组塔必须严格控制扒杆高度及扒杆提升高度,组塔过程中扒杆、钢丝绳等工器具及任何吊件严禁靠近电力线及碰刮原杆塔。对电力线的安全距离符合安全规程规范要求。
2.在剪断旧线时,开断段导线或避雷线必须是在完全松弛时方可剪断。严禁带张力剪线。
3.参加施工人员必须戴安全帽,高空作业必须扎好安全带,穿胶底鞋。无高空作业证的人员及民工不允许登高作业,非施工人员不得进入作业区。参加施作业工人员要集中思想,听从指挥,不得擅自离开岗位。任何人不得在受力钢丝绳内角侧逗留。吊件垂直下方严禁有人。
4.现场组装人员应带手套及安全帽;找正螺孔时应使用尖扳手,严禁将手指伸入孔内;地面相互传递或上下传递工具、构件等物件一律禁止抛扔,作业区下方不得有人。
5.严禁将辅材浮放在塔上,以免误抓误踩酿成事故;在起吊过程中严禁将手脚伸进吊件的空隙内或在吊件上作业。
6.用吊车协助拆塔、组塔时,应注意保持与周围电力线的距离。在起吊过程中,应设专人监护,防止吊车与电力线的距离不足而发生重大事故。
7.拆塔时,观察各受力点布置均衡并可靠且无异常的情况下,方可拆除最后的连接螺栓,施工人员站位必须正确。
8.外拉线悬浮抱杆分解组塔时,拉线必须与邻近带电线路有7 米以上的安全距离。作业人员的活动范围与带电体的距离要满足安全要求。
9.杆塔上应避免上下交叉作业。上下交叉作业或多人在一处作业时,应相互照应、密切配合。
10.在临近带电体处作业时,施工人员及施工工器具与带电体的距离要保证安全距离符合要求。
六、结语
输电线路运行管理 第2篇
随着我局输电线路的建设发展，输电线路作为电网的重要环节，能否做到安全、可靠、优质、经济运行，依赖于科学管理。运行单位必须建立健全岗位责任制，运行、管理人员应掌握设备状况和维修技术，熟知有关规程制度，经常分析线路运行情况，提出并实施预防事故、提高安全运行水平的措施。为了确保我局2012年电网的安全经济可靠供电，对线路运行管理工作提出要求。
一、加强运行设备管理
（一）线路运行维护管理是电网安全可靠运行的基础
1、在线路运行维护工作中发现的设备缺陷，必须认真做好记录，及时汇报，并根据设备缺陷的严重程度进行分类和提出相应的处理意见。对于近期内不会影响线路安全运行的一般设备缺陷，应列入正常的、季度检修计划中安排处理。
对于在一定时期内仍然可以维持线路运行，但情况较严重并使得线路处于不安全运行状况的重大设备缺陷，应在短期内消除，消除前要加强巡视。
对于已使得线路处于严重不安全运行状况、随时都可能导致事故发生的紧急设备缺陷，必须尽快消除或采用临时安全技术措施后尽快处理。
2、检修应遵循的原则是：
（1）运行单位必须认真抓好设备检修工作，加强设备检修管理，使线路设备经常处于健康完好状态，保证电网安全经济运行；
（2）线路设备检修，必须贯彻“预防为主”的方针，坚持“应修必修，修必修好”的原则，并逐步过渡到状态检修；（3）线路设备检修，应充分利用春检停电时间，加大设备的消缺力度，逐渐减少停电检修的次数；
（4）线路设备检修，要尽量采用先进工艺方法和检修机具，提高检修质量，缩短检修工期，确保检修工作安全。
（二）实行计划管理
1、运行单位应根据线路设备健康状况、巡视检测结果、设备检修周期和反事故措施的要求，确定线路设备的计划检修项目。
2、运行单位应在每年九月份，编制下一的检修计划，并报局上级部门审批。
3、运行单位应根据上级审批的检修计划内容和实际情况，编制季度、月度检修计划。
4、线路运行工区在检修计划下达后，应认真做好各项检修准备工作，严格按计划执行。
（三）加强施工及质量管理
1、检修施工中应健全完善检修岗位、施工质量和安全
工作等责任制度，要认真执行工作票和工作监护制度，并做好检修施工记录。
2、重大检修项目和大型更改工程要按正常审批程序，完成施工设计，编制施工技术、安全、组织措施，明确工艺方法及质量标准，并认真组织实施。
3、参加带电作业、焊接、爆压等技术项目的检修施工人员，必须经专门技术考试并持有合格证明方能上岗操作。
4、检修施工所用器材及更换零部件必须选用经鉴定合格、性能符合要求的产品。
5、检修施工的外包工程项目必须签订正式合同或协议，并认真做好中间验收和竣工验收工作。
二、认真做好线路运行工作
线路的运行工作必须贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，严格执行《电力安全工作规程》（电力线路部分）的有关规定。运行单位应全面做好线路的巡视、检测、维修和管理工作，应积极采用先进技术和实行科学管理，不断总结经验、积累资料、掌握规律，保证线路安全运行。
（一）强化线路巡视工作
线路巡视包括正常巡视，事故巡视，特殊巡视，夜间、交叉和诊断性巡视，登杆塔巡视，监察巡视等。各种巡视工作在不同需要时进行。
事故之后还要组织巡视检查，找出事故地点和原因，了
解当时气象条件及周围环境，并作好记录，以便事故分析。对重大事故要进行分析提出对策和措施、做到“四不放过”，即事故原因不清楚不放过，事故责任者和应受到教育不放过，没有采取防范措施不放过，对责任人没有得到处理不放过。
送电线路运行时故障频发的线段，可划分线路运行特殊区域，特殊区域一般包括污秽区、雷击区、风害区、鸟害区、导线和避雷线振动区及易受外力破坏区等。可以有针对性地、有重点地做好这些区域的线路运行工作。
（二）完善检查和测量工作
线路应加强接地的检查和测量、导地线的检查和测量、绝缘子清扫和零值测试、杆塔倾斜和拉棒锈蚀腐烂检查和测量以及架空线路交叉跨越其他电力线路或弱电线路的定期检查和测量。
（三）加强设备缺陷管理和事故与设备健康统计工作
运行单位应加强对设备缺陷的管理，做好缺陷记录，定期进行统计分析，提出处理意见。设备缺陷按其严重程度分为三类：
1、一般缺陷，是指对近期安全运行影响不大的缺陷，可列入年、季度检修计划中消除。
2、重大缺陷，是指缺陷比较重大但设备在短期内仍可继续安全运行的缺陷、应在短期内消除，消除前应加强监视。
3、紧急缺陷，是指严重程度已使设备不能继续安全运行，随时可能导致事故发生的缺陷。必须尽快消除或采取必要的安全技术措施进行临时处理，随后消除。
运行人员发现紧急缺陷后应视现场交通和通信情况，迅速向工区领导或安全员报告。事故统计和汇编是运行经验的积累。运行单位必须按责任分类做好历年的事故统计和分析，为修订规程、制度和反事故措施提供可靠的依据。
设备的健康状况，应按“电力设备评级办法”的规定进行评级。线路设备评级每年不少于一次，并提出设备升级方案和下一大修技改项目。设备评级与设备缺陷分类有密切联系。只有缺陷分类严密，定级才能正确，才能指导每年大修、技改工程的进行。线路运行单位技术资料和有关规程应保持完善和准确。
三、加强线路的检修管理
运行单位必须以科学态度管理送电线路，可依据线路运行状态开展维修工作，但不得擅自将线路分段维修或延长维修周期。
线路计划检修是保证线路的健康和正常运行的必要工作，应贯彻“应修必修、修必修好”的原则。做好检修施工管理工作是保证完成任务的重要组织措施。检修施工期间是检修活动高度集中的阶段，应充分发挥各级人员作用。
现场工作负责人在开工前要办理好停电申请和工作票
许可手续；严防发生人身和设备事故，保证检修质量，坚持“质量第一”的方针，在进度、节约等和质量发生矛盾时，应服从质量的要求。
为了保证线路检修质量，检修人员要做到质量精益求精，不合格的不交验，运行人员要依照验收制度，对每一个项目认真进行检查，质量达到标准的，在验收簿上作出评价及签名。
输电线路改造 第3篇
关键词：35kV输电线路 杆塔 接地 问题 改造措施
对于输电线路而言，杆塔接地的核心价值在于：当雷电击中避雷线或杆塔的过程当中，雷电流能够经由杆塔、接地网流入大地，避免电力线路受到雷击作用力的影响，从而保障整个电力线路运行的安全性与可靠性。从这一角度上来说，接地网设计质量的水平高低会直接对整个电力线路的防雷效果产生至关重要的影响。结合相关实践工作经验来看，大量的输电线路都曾经出现过雷电绕击、反击、以及跳闸等方面的安全事故，由此所引发的经济性损失。人身损失都是不可预估的。而产生以上问题的最根本原因就在于：接地电阻过大，接地网设计不够合理。从这一角度上来说，对35kV输电线路而言，研究其杆塔接地存在的主要问题，探究相应的改造措施是至关重要的。本文即针对以上相关问题作详细分析与说明。
1 35kV输电线路杆塔接地存在的问题分析
1.1 接地网设计存在一定的不合理之处。杆塔线路接地网设计不合理主要体现在：二十世纪八九十年代设计投运的35kV输电线路有很多目前仍在使用，当时我国接地系统设计及建设标准偏低，接地网大多利用扁钢作为接地体材料，不耐腐蚀，运行时间长后，造成接地电阻过大，引起接地电阻不符合要求。
1.2 施工达不到工程要求。接地网施工作业属于隐蔽工程，施工质量极易达不到工程要求。高压输电线路施工线长面广，各处土壤、地质环境又不相同，加上施工人员责任心不强，监督不到位，造成接地体埋深不够，有的甚至部分裸露；回填土未达要求，使得接地电阻过大，腐蚀严重，有的甚至断开，不能很好起到泄流作用。
1.3 接地网腐蚀严重。接地网由于常年埋于地下，极易发生腐蚀，造成接地电阻增大。通常接地网呈现局部腐蚀状态，碳钢材料变脆、起层、松散，甚至会出现多处断裂，特别是埋设在酸碱性较强土壤中的接地体，腐蚀更是严重。在开挖检查中发现所有被锈蚀的接地网，其锈蚀最严重的部位是在接地引下线、垂直接地体入土处至水平接地体弯曲处，有的接地引下线竟被锈断。
2 35kV输电线路杆塔接地改造措施分析
2.1 从地下引接线的角度上来说，接地引下线作为接地体与35kV输电线路杆塔相互连接的最重要载体，其通过电流可以视作系统接地的全部电流。换句话来说，接地引下线截面的实际面积需要高于接地网用材的截面面积。结合实践工作经验来看，两者之间的比值应当控制在1.4：1及以上水平。特别是针对具有高土壤电阻率的地区而言，在有关接地引下线的设计方面，需要采取两根引下线分别连接纵交叉接地带以及横交叉接地带中交叉结地带，在此基础之上还需要确保两者之间焊接的牢固性，从而确保接地引下线的职能能够得到充分的发挥。
2.2 从接地体的角度上来说，对于我国而言，现阶段35kV输电线路杆塔接地改造过程当中，有关接地体截面积的计算是至关重要的。实际工作当中，应当严格参照电力设备接地技术设计技术规程中的相关要求开展。具体的计算公式为：
接地体截面积数值（单位：mm2）≥流经接地体所对应的短路电流稳定数值（单位：A）/接地材料所对应热稳定系数[趋肤效应系数（单位：系数）·短路电流所对应等效持续时间（单位：s）]-1；（其中，接地材料所对应的热稳定系数应当取值为70，同时，趋肤效应系数的取值应当以1.0为准）。
在此基础之上，针对土壤电阻率相对较高的地区而言，需要将接地体的截面积进行适当的调整，同时还需要通过增设垂直接地体的方式，提高此区域内输电线路杆塔的泄流能力，确保整个35kV输电线路运行的可靠性与安全性。
2.3 从施工的角度上来说，要求重点关注以下几个方面的问题：第一，在有关接地网的埋设作业过程当中，由于浅层土壤当中蕴含着大量的杂质以及化合物，以上因素可能会导致浓差电势的产生。而浓差电势的存在使得接地气体的腐蚀速度明显加快。对于深层土壤而言，由于其中的杂质含量相对较小，且受到了接地气埋设深度提升的因素影响，导致了季节性变化系数得到良好的控制。从这一角度上来说，为了能够使接地网的整体使用寿命得到延长，提高运行性能的稳定性，应当对接地网的埋设深度进行适当的拓展。通常，需要将接地网埋设深度控制在0.8m以上，接地体回填土每间隔30cm还需要进行一次夯实处理；第二，接地网的焊接操作过程当中，需要严格参照相关的规范标准加以完成。确保焊接长度的合理性。同时，焊接作业应当自两段向中间逐步开展，杜绝出现点焊等方面的问题。针对十字行以及T字型的焊接位置而言，需要架设扁铁，从而确保焊接的可靠性与合理性。
2.4 从防腐的角度上来说，相关研究结果证实：对35kV输电线路杆塔接地而言，如接地网出现严重的腐蚀问题，势必会适其避雷效果的发挥大打折扣，对于保障整个线路运行的安全性而言也是极为不利的。因此，需要采取必要的防护措施，主要包括以下两点：第一，针对腐蚀不严重的接地网而言，可以通过改造的方式，将其与新接地网相连接，通过多点连接的方式节约人力、物力，从而取得事半功倍的防腐效；第二，针对腐蚀问题相对严重的接地网而言，需要重新铺设并落实相应的防护措施。其中需要关注以下两个方面的问题：①为了能够有效控制接地网的电阻数值，改造过程当中应当增设相应的膨润土防腐降阻剂，提高其腐蚀性能，此项措施对于输电杆塔接地引下线而言尤为适用；②在接地引下线对接过程当中，应当自地面入土位置至水平接地体位置涂抹相应的沥青，避免出现电化学腐蚀问题。
3 结束语
如果将县级供电企业网络框架视作一个整体的话，那么35kV输电线路就好比这一整体中的基础与核心所在。然而从35kV输电线路杆塔接地的角度上来说，仍然存在着设计不合理、施工不达标等方面的问题，由此导致了输电线路运行质量堪忧，并频频发生雷击等相关的安全性事故，也无法保障整个电力系统运行的安全性、稳定性、以及可靠性。为此，有必要对其相关问题进行合理的认识分析，并加以改造。总而言之，本文主要针对35kV输电线路杆塔接地方面存在的主要问题以及相应的改造措施进行了简要分析与说明，希望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。
参考文献：
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输电线路改造 第4篇
中国高铁工程举世瞩目。自2004年国务院正式通过《中长期铁路网规划》以来, 全国高铁施工建设突飞猛进, 在纵横交错的铁路网建设中, 有许多地方要钻越高压输电线路, 至此揭开了输电线路改造的宏伟壮观一幕。据截止到一零年五月底统计, 保定地区因高铁工程需要改造的线路共计34条, 共计79基杆塔, 涉及保定地区共计六个县市, 地域之广、范围之大、设备之多都绝无仅有。根据改造工程进度, 线路工区先后组织质检验收工作不下一百多人次。为严把质量关, 工区领导对此召开多次专题会议一再三令五申, 强调三级负责制 (个人向班组负责, 班长向工区负责, 主任向公司负责) , 实行验收档案管理终身制, 明确验收人员职责, 结合在以往线路验收发现的常见问题为培训素材, 加大对验收人员的专业技能培训力度, 多措并举确保跨越高铁线路设备验收全面合格。
1 跨越高铁线路杆塔型式选择
高铁输电线路区段改造和以往新架线路工程不同, 它的各方面设计指标均高出于常规许多, 不仅在杆塔基础、杆塔本体用材、电气部分、附属设施方面都相应高出一个等级。并且要求跨越高铁杆塔必须采用独立耐张段形式, 即直线塔-耐张塔-耐张塔-直线塔 (Z-N-N-Z形式) , 跨越高铁两侧都是承力铁塔, 能够承受不平衡张力, 可以有效的防止临档断线时输电线路对高铁网线的影响。如下图1跨越高铁铁塔型式照片。
2 线路杆塔基础检查验收重点
线路基础是杆塔根本, 杆塔在运行中完全依托地面以下基础对其的支撑固定作用, 防止发生上拔下陷、倾覆不稳的倒塔 (杆) 事故。根据规定杆塔基础、接地装置、导地线接续等属于隐蔽工程范畴, 在施工时由工程监理人员负责质检验收, 但根据以往经验, 运行管理单位切莫一味完全依赖竣工交接资料中隐蔽工程记录, 应采用隐蔽工程验收在隐蔽前进行的全程跟踪方式, 或采用抽查开挖隐蔽部分逐步核实的方法, 确保杆塔基础、接地装置等符合规定要求。跨越高铁两侧铁塔基本上都是采用灌注桩式基础, 其施工工艺和质量有严格要求, 要求基础养护完成后必须采用回弹仪对其强度进行检查测试。根据《110~500kV架空电力线路施工及验收规范》2.0.19条中第2款“普通钢筋混凝土预制构件不得有纵向裂纹, 横向裂纹的宽度不得超过0.05mm”的规定, 在以往线路验收时, 曾经发现过灌注桩基础不合格的严重缺陷, 灌注桩桩体沿面部分出现蜂窝、麻面形状, 对缝开裂、横向裂纹等, 如下照片2, 基础表面浇筑不合格照片。
照片3, 杆身出现裂缝。
3 线路杆塔防盗防松检查验收重点
为防止发生因外力破坏倒塔事故, 公司规定跨越高铁两侧铁塔必须采取全塔防盗 (防松) 措施, 其相邻杆塔均采用不低于9至12米防盗 (防松) 措施, 但在以往验收时曾发现施工单位不按照公司规定施工的严重问题, 施工单位为节约成本 (防盗螺母成本高于普通螺母很多倍) 或便于安装, 采取防盗高度不足或部分防盗。铁塔螺栓紧固一定要满足规程要求, 现在跨越高铁输电线路杆塔螺栓使用强度不应低于6.8级, 紧固要求为M16螺栓扭矩值应高于80N.m;M 20螺栓扭矩值应高于100N.m等, 在对螺栓紧固检查时, 应采用登塔抽测的方法, 抽测数量不得低于总数的25%, 并且当发现不合格数量超过5%时, 应令其返工复紧。更有甚者, 施工人员责任心缺失, 为便于塔材安装将防盗螺母中钢珠抠出丢弃, 验收人员如不登塔打开螺栓检查, 根本就不能发现此类严重安全隐患。如下照片4, 被扣掉钢珠的防盗螺母。
4 线路杆塔电气部分检查验收重点
电气部分是线路组成的重中之重, 它是整个线路核心组成。跨越高铁杆塔停电检修计划在今后高铁投入运行后将是难上加难, 这就要求我们验收人员一定要心细如丝明察秋毫。其验收重点为电气绝缘连接固定等金具的完整可靠情况, 如引流线压接板、开口销、弹簧销、平垫、弹簧垫, 铝包带缠绕情况, 导地线连接固定后有无松股、灯笼状隆起、压接管抽头等不可恢复缺陷, 另外电气部分的螺栓穿向、防震锤、均压环的安装方向也应作为特别关注项目, 下图5为防震锤安装缺陷。
5 线路防雷措施测试检查验收
线路接地系统合格与否直接影响到防雷效果, 因为跨越高铁基本采用的都是高跨塔, 塔高一般在七八十米以上, 线路平常就暴露在空旷山野之中, 这些巍峨耸立的“大个子”在雷雨季节就自然而然的成为“雷神”, 如果杆塔接地系统不通畅, 地阻超高, 绝缘配置再不足, 极易发生雷击线路跳闸事故。所以在线路验收时测量手段是关键环节, 高铁接地电阻测量应使用ZC-8接地摇表, 合理布线实际测量后乘以季节系数, 方为该铁塔实际地阻值。跨越高铁杆塔一定要满足接地电阻规定数值要求, 一旦发现问题, 应通知施工单位及时采取有效的科学降阻措施。另外根据输电线路等级差异不同, 提出在110~500kV线路改造区段的全部杆塔安装氧化锌避雷器的建议。
6 结束语
总之, 高铁线路改造输电线路验收要做到高标准、严要求、不能存在丝毫马虎大意。在验收人员的选派上要认真甄选, 抽调那些技术过硬, 责任心强、经验丰富的同志参加, 在组织时最好采用全程跟踪随工质检的方式, 才能做到及时发现问题及时处理, 保证线路设备的零缺陷投运, 为日后的安全可靠运行奠定基础。
摘要：因国家重点高铁工程, 保定供电公司多条高压输电线路需进行杆塔升高等技术改造工作, 线路工区在对其进行全面竣工验收中, 根据公司系统各种验收指导管理规范的有关要求, 加大对线路技改关键项目的质检验收力度, 同时, 结合在以往其他验收过程中发现的常见问题用以为鉴重点关注, 严格把好线路验收关, 以确保百年高铁在钻越输电线路区段时能安全可靠运行。
关键词：高铁工程,输电线路,验收
参考文献
输电线路专业介绍 第5篇
一、专业简介：
我校电气类（输电线路工程）专业自1991年依托机械设计制造及其自动化（输电线路工程方向）开始在全国率先招收全日制专科生，1997年开始在全国招收全日制本科生，是国内最早招收本专业本科学生的大学。2005年以机械类（输电线路工程）设单独专业代码（0803）招收全日制本科生和硕士研究生，2010年调整为电气类（输电线路工程）招收全日制本科生和按电力系统及其自动化专业招收硕士研究生，电力系统及其自动化为湖北省重点学科、品牌专业。经过近20年的建设和发展，已经建立了一支职称、学历、年龄结构合理，有较强科研开发及工程应用能力的教师队伍，专业发展方向明确，专业人才培养方案成熟，学科建设规划科学，实验室建设初具规模，实践教学基地稳定，办学基础条件厚实，科研、教学、教材等建设成果突出，在全国具有广泛影响并被广泛采用。毕业生就业良好，多年来，毕业生就业率稳定达到98%以上，为我国电网建设输送了近2000余名高级工程技术人员，正成为我国电网建设领域技术及管理等重要岗位的骨干力量。
二、培养目标
本专业培养适应21世纪社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面发展，具有输电线路工程专业的基础知识，掌握专业技术理论，具备实际工程应用能力，能从事输电线路工程设计、施工与施工管理、线路运行、维护与管理等实际工作，具有一定科学研究能力的高级工程技术人才。
三、培养要求与特色
（1）培养要求、特色
本专业主要学习输电线路设计、输电线路施工、输电杆塔及杆塔基础设计、线路运行、维护与管理的基础理论和实际应用的基本知识，通过专业学习和实践，毕业生应具有进行输电线路设计、线路施工与施工管理、线路运行、维护与管理的能力和一定科学研究能力。
（2）毕业生应获得以下几方面的主要知识和能力：
①具有较扎实的自然科学基础，较好的人文社会科学基础、管理科学基础和外语和计算机应用能力；
②掌握本专业领域必需的较宽的技术理论基础知识，主要包括高等数学、大学物理、工程力学、工程测量、土力学、钢筋混凝土、电工学、电力系统基础、高电压技术、电磁场、电力金具、电力电缆技术、机械基础、金属结构设计、输电线路CAD技术基础等课程； ③掌握本专业领域必需的技术理论专业知识，主要包括输电线路设计、输电线路杆塔及杆塔基础设计、输电线路施工、输电线路工程概预算、输电线路运行与检修、配电线路设计、运行与管理、直流输电等专业课程知识，了解本专业学科前沿和发展趋势；
输电线路防雷电设计 第6篇
【关键词】输电线路；防雷设计；雷电放电；雷电压；雷电流
前 言
随着全球气候异常状况的加剧，雷电活动也异常频繁。雷害作为主要影响因素之一（雷击是造成输电线路跳闸停电事故的主要原因，在电力系统非计划停运中，雷电事故一般占30%以上，有的地区甚至达到80％以上），对电力安全传送的影响及危害非常大。输电线路雷害事故引起的跳闸，不但影响电力系统的正常供电，增加输电线路及开关设备的维修工作量，而且由于输电线路上落雷，雷电波还会沿线路侵入变电所。
1.线路避雷器防雷的基本原理
当杆塔被雷电击时，雷引发的电流通过避雷线流到相临杆塔，另一部分雷电流经杆塔流入大地，杆塔接地电阻呈暂态电阻特性，一般用冲击接地电阻来表征。
雷击杆塔时塔顶电位迅速提高，其电位值为：Ut=iRd+L.di/dt
式中i——雷电流；Rd——冲击接地电阻；L.di/dt——暂态分量。
当塔顶电位Ut与导线上的感应电位U1的差值超过绝缘子串50%的放电电压时，将发生由塔顶至导线的闪络。即Ut-U1＞U50，如果考虑线路工频电压幅值Um的影响，则为Ut-U1+Um＞U50。因此，线路的耐雷水平与3个重要因素有关，即线路绝缘子的50%放电电压、雷电流强度和塔体的冲击接地电阻。一般来说，线路的50%放电电压是一定的，雷电流强度与地理位置和大气条件相关，不加装避雷器时，提高输电线路耐雷水平往往是采用降低塔体的接地电阻，在山区，降低接地电阻是非常困难的，这也是为什么输电线路屡遭雷击的原因。
2.输电线路雷电防护装置
2.1接闪器
接闪器是用来接受直接雷击的金属物体。接闪器的金属杆称为避雷针，主要用于保护露天变配电设备和建筑物；接闪器的金属线称为避雷线或架空地线，主要用于保护输电线路；接闪器的金属带、金属网称为避雷带、避雷网，主要用于保护建筑物。它们都是利用其高出被保护物体的突出地位，把雷電引向自身，然后通过引下线和接地装置把雷电流泄入大地，使被保护的线路、设备、建筑物免受雷击。
2.2避雷器
避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其他建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器一般装在各段母线和架空线的进口处。避雷器的主要类型有阀型避雷器，排气式避雷器，金属氧化物避雷器，和保护间隙。
2.3消雷器
消雷器是一种新型的防雷设备，它通过一直放电的形成条件或利用电晕电流中和效应，去中和掉雷云电荷中的一部分，使雷云电场达不到放电极限，从而防止雷击发生。
3.输电线路防雷措施
加装避雷器以后，当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生变化，一部分雷电流从避雷线传入相临杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相临杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，因此，线路避雷器具有很好的钳电位作用，这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。
以往输电线路防雷主要采用降低塔体接地电阻的方法，在平原地带相对较容易，对于山区杆塔，则往往在4个塔脚部位采用较长的辐射地线或打深井加降阻剂，以增加地线与土壤的接触面积降低电阻率，在工频状态下接地电阻会有所下降。但遭受雷击时，因接地线过长会有较大的附加电感值，雷电过电压的暂态分量L.di/dt会加在塔体电位上，使塔顶电位大大提高，更容易造成塔体与绝缘子串的闪络，反而使线路的耐雷水平下降。因为线路避雷器具有钳电位作用，对接地电阻要求不太严格，对山区线路防雷比较容易实现。
（1）降低杆塔接地电阻对提高线路反击耐雷水平效果非常明显。
（2）弧垂是影响线路耐雷水平的一个重要因素，线路耐雷水平会随着弧垂的增大而逐渐降低，对于大档距线段，不能简单地只考虑工频接地电阻值是否满足规程要求，还必须校验其反击耐雷水平。
（3）规程上雷击跳闸率和绕击率计算公式显得比较笼统，对于地处恶劣山区的线路实际上没有太多的参考意义。
（4）地形的变化是形成绕击区的主要原因，对于位于大斜坡上的杆塔，不能只用满足规定的保护角来确定防雷方式，还应把杆塔保护角与临界保护角相比较，来判定杆塔是否存在绕击区，这样更有利于线路防绕击性能的分析。
（5）线路防雷用金属氧化锌避雷器可以防止雷击塔顶和雷绕击导线后绝缘子的冲击闪络，但是其防雷效果主要取决于氧化锌避雷器其本身的稳定性能。
（6）线路各种防雷措施都有其针对性，在选择线路的防雷方式时必须先找出线路遭雷击跳闸原因，然后采取相应的防雷措施，只有这样才能在防雷保护上取得真正的实效。
在确定输电线路的防雷方式时，应全面考虑线路的重要程度、系统运行方式、线路经过地区雷电活动的强弱、地形地貌特征、土壤电阻率的高低等条件，并结合当地已有的线路的运行经验，进行全面的技术经济比较，从而确定出合理的保护措施。现有的输电线路防雷保护措施一般有以下各项.
（1）合理选择输电线路路径；（2）架设避雷线；（3）降低杆塔接地电阻；（4）安装线路避雷器；（5）架设耦合地线；（6）采用中性点非有效接地方式；（7）装设自动从合闸装置；（8）合理选择输电线路绝缘配合.
输电线路改造 第7篇
关键词：农村电网,10kV输电线路,设计,问题措施
随着经济的不断发展和我国综合国力的快速提升, 我国农村电网的建设也得到了促进, 给农村电网的建设和发展带来了新的活力和动力。10kV输电线路在农村电网中扮演着十分重要的角色。对农村电网的设计进行有效并合理地改造, 可以极大地提高农村电网的供电质量和效率, 推进农村电网的建设进程。
输电线路作为农村电网中必不可少的一部分, 对于维持电力系统的正常运行发挥着十分关键的作用, 已经引起相关人员的高度重视。近年来, 我国新农村建设给农村电网提出了越高的要求, 不仅输电线路的传输容量得到了较快增长, 而且其总长度也得到了不断的延伸, 这就从很大程度上加大了对输电线路的管理和维修的难度, 使得输电线路难以安全运行, 稳定性大大降低, 不仅增加了生产成本, 而且导致电网所需的数据难以及时准确获取。因此, 加强对10kV输电线路设计的改造就显得尤为必要, 势在必行。
1 加强对输电线路路径的合理选择
不同输电线路路径所消耗的成本以及对农村电网带来的影响均不相同, 可见选择适合农村电网发展的输电线路路径是非常重要的。在对输电线路路径进行选择时, 通常会考虑以下几个方面, 以便满足相关电路设计的相关要求和规定, 提高输电线路的质量和电流的传输效率。首先, 应该对输电线路路径进行初步的确定。要想使得输电线路路径的选择取得成效, 在定线之前确定变电站的位置以及处理一些相关手续是十分必要的。然后相关设计人员才能够在充分考虑农村当地实际情况的基础之上进行定线, 将输电线路的路径大体确定下来, 并进行整理, 整理过后, 一遍初步的定线方案就形成了。不过值得注意的一点是, 类似之字形或者是大拐角之类的走向应该尽量避免不予考虑, 从而有效防止传输成本的增加;其次, 当完成对路径的定线工作之后, 还必须对线路的走向进行现场勘探定位。这是因为图上的分析情况并不能完全反应出农村当地实际的地质状况, 只有亲自到现场进行勘测, 才能保证定线的准确性, 并且能够及时对不合理的情况进行修改和处理, 以便使得线路路径的选择能够切实反应当地的情况, 促进农村电网能够安全稳定的运行, 并提高其传输效率, 为人们的生产和生活提供保障, 避免不必要的安全隐患出现。
2 改造10kV输电线路设计时面临的问题
人们生活水平和生活质量的不断提高和改善, 使得人们对电力提出了越来越高的要求, 对电力的需求量急剧增长。输电线路作为农村电网中十分重要的一个环节, 对农村电网的发展起着十分重要的作用。然而, 输电线路在设计过程中仍然存在着很多问题亟待解决。现做如下分析。第一, 压缩工期。有些工程负责人一味的追求在短时间内取得经济效益, 而忽略了输电线路的质量, 使得在施工过程中压缩工期的现象频频发生, 大大加大了相关施工设计人员的压力, 给输电线路的设计带来很多不利影响, 使得其运行的安全性大大降低。第二, 赔偿制度仍然存在着缺陷, 有待完善。在对输电线路设计进行改造时, 难免会对农民的土地进行占用, 提供一定的赔偿是十分必要的。但是目前的土地赔偿制度仍然存在着很多问题, 不能很好地解决设计改造中所出现的所用问题, 使得赔偿费用不明确, 过高的赔偿费用极大的加大的施工单位的承受力, 使得施工工程的进度被拖延, 线路设计的管理效率难以提高。第三, 线路设计人员的专业技术水平和综合素质不高也极大的影响和拖延了线路设计的改造进程。
3 提高10kV输电线路设计改造水平的有效措施
输电线路设计的改造能否取得成效直接关系着农村电网能否取得较快发展, 因此提高10kV输电线路设计的改造水平就显得十分重要。首先, 不断建立和完善与线路设计改造相关的制度。在对线路设计的改造过程中, 经常会由于很多问题不能及时解决拖延了施工极度, 给线路设计带来损失。因此, 只有不断加强对相关制度的建立和完善工作, 真正做到有法可依, 使得各项事情都能按照相关制度进行, 就可以提高解决问题的效率和速度, 加快对线路设计的改造速度, 提高输电线路的质量。其次, 明确责任, 安全生产。对线路设计进行改造主要是为了提高线路运行的安全和稳定性, 可见必须在生产过程中明确职责, 加强对线路各个环节的管理并提高检测和监督力度, 才能为输电线路的传输提高安全保障。另外, 提高设计人员的专业水平和素质。设计人员对于线路的改造问题起着极为重要的作用, 其专业技术水平的高低在很大程度上决定了线路设计的合理性和准确性。因此施工单位必须不断加大对技术人员的培训力度, 提高其专业技术水平, 建立一支高素质高技能的设计队伍, 以便促进线路设计改造工作的正常进行。
4 结语
综上所述, 只有不断提高10kV输电线路设计的改造水平, 保证输电线路的传输质量和效率, 才能促进我国农村电网朝着积极的方向不断发展。然而输电线路在设计改造过程中仍然存在着很多问题, 给农村电网的发展带来很多限制和阻碍作用。能否提高线路设计质量, 对于设计、运维人员来说, 仍然任重而道远。
参考文献
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输电线路改造 第8篇
1 绕击耐雷性能研究
以EGM法为基础建模,并采用VB语言编写相关的程序[1]。
1.1 雷绕击时导线上的电压
依据《行标》,计算过程中导线与雷电通道波阻抗Zo及Zc各取300Ω及900Ω,通过彼德逊法则可以得出
即U=IZc/2.33。E.R.Whitehead认为U=IZC/2.2,本文计算中取U=IZc/2.33。
1.2 击距公式及系数
传统电气几何模型中,击距大小r只与雷电流幅值I有关[2],并有相关公式r=AIb。目前存在多种形式的击距公式,常见的有如下:
Golde击距公式为
Whitehead击距公式为
IEEE雷电工作组击距公式为
朱氏模型击距公式为
击距系数β可以描述雷电先导对地面和导体之间击穿强度的大小,许多绕击计算模型都表述了β与h间的关系,主要有
上述公式中h为导线对地平均高度,本文计算中取式(1)。
1.3 雷电流幅值概率函数
计算超过Ii的雷电流幅值概率的公式为
式中,雷电放电参数对数正态分布特征的数学期望和变异系数分别用和σlg I表示,它们与h之间的关系如下:
当h≤20时
当h>20时
1.4 绕击跳闸率的计算
如图1直角坐标系中,原点取杆塔与地面交点,横轴x取地面方向,杆塔方向则作纵轴y。在该直角坐标系中可知避雷线和三相由上至下的导线悬挂点A、B、C、D的坐标分别为A(X1,Y1)、B(X2,Y2)、C(X3,Y3)和D(X4,Y4),Ak点的坐标为。则弧AkBk和弧BkCk分别满足下列方程:
联立式(2)和式(3),取其中x值较大的解,可得地线与上导线的击距弧交点Bk(Xb,Yb)。
同理可得点Ck坐标(Xc,Yc)与点Dk坐标(Xd,Yd)。而Ek的坐标,可通过下述方法求得[3]。
设点D与斜面之间距离为d,则,再由下面两式:
若d'>(1+β)r,则令点D至直线(tanθ)x+y-b=0的距离等于r并求解,即可得b值;如果d'<(1+β)r,则以原点到直线(x-X4)2+(y-Y4)2=r的距离等于βr来求解并取其中较大值为b。而通过式(4)、(5)来求解y,取其中较小的一组解即为Ek点坐标。
单根导线发生绕击的概率随着雷电流增大而减小,计算220 k V同杆双回输电线路绕击跳闸率的具体流程如图2所示,并依此编写相关程序。
2 反击耐雷性能研究
2.1 雷电流模型
雷电流模型的建立是将其物理过程看做一个沿着固定波阻抗通道通向地面的电磁波过程,图3所示为等值电路。其中i0及I分别为流过雷电通道及被击物体的电流,Z0和Z则分别为雷电通道和被雷击物的波阻抗。Z0一般取300Ω。
如图3所示,模型由两部分并联而成,分别为波形是2.6/50μs的电流源与被击电路部分。防雷设计则由现行规程推荐采用波头时间为2.6μs,幅值为I的雷电流波形。
2.2 杆塔模型
图4为同杆双回输电线路的杆塔模型。
杆塔主干部分波阻抗的计算公式为
支架部分波阻抗为
横担部分波阻抗为
其中rAi为横担的等效半径,约为其与主干连接宽度的1/4[4]。
横担和主干波阻抗可以通过上式求得,其中波速取为光速。试验表明,当雷电进行波在杆塔内传播时,支架中的进行波传送与在主干中的传送过程相比较存在延迟现象,一般将前者长度取为后者的2/3[5]。
某些线路中(例如220 k V线路)高度平均的杆塔,一般其波阻抗都远大于接地电阻,从塔顶端到塔底部传播的波会产生与之相反极性的波并由下至上传播。该波瞬时即到达主干与横担交汇处,再与该交汇处的已有电位叠加,从而抑制了电压升高。反射波到达时,波头形状为斜坡的雷电流还没有达到它的峰值。雷电流到达峰值的时间相对于反射波由塔底返回塔顶的时间越长,且杆塔接地电阻值越小时,其能引起的雷电流幅值下降越多。
2.3 避雷器模型
目前在电力系统应用最为广泛的避雷器材料为氧化锌。当有雷电进行波通过时,金属氧化物避雷器的阀片可以看成是电容与高阻值非线性电阻并联而成。当阀片上的电压值在一定范围内时斜率无限大,它就相当于一个阻值极高的电阻。然而它的阻值又随着电压的不断升高最终趋于零,也就是说在过电压保护范围内,其数值基本保持不变。表1给出了220 k V无间隙金属氧化物避雷器的伏安特性。
2.4 绝缘子串闪络模型
绝缘子串的闪络模型如图5所示。
当雷击事故发生时,绝缘子串的伏秒特性和它的过电压幅值都与时间相关,前者可由有名+固定阙限值来进行相关的模拟,后者则能用52#电平触发开关来进行模拟,TACS包含有FORTRAN表达式,一般都应用它。随着雷电进行波传播,一旦某一条件得到满足,即驱动信号达到或超过有名+固定阙限值的条件得到满足时,52#电平触发开关被触发,开关合上,并导出一个正数。此结果又能控制13#TACS开关使其闭合,后者状态又代表着绝缘子串的状态,它打开就表明绝缘子串正常,并未发生闪络。在52#开关及被其控制的13#TACS开关间有一个64#最小值/最大值跟踪器,它的作用是在52#开关输出为正数时将其锁定,从而防止绝缘子串两端的电压小于伏秒特性时13#TACS开关重新断开,使其闪络的状态能够得到确认,从而保证所得到模拟结果的准确性[7,8]。
3 故障分析
3.1 故障概述
2009年8月14日11:14,包青Ⅰ、Ⅱ回纵差保护动作跳闸,此后断路器重合,两回线路的故障相都是C相。包北变故障录波器测距:包青Ⅰ回257断路器13.9 km、包青Ⅱ回258断路器14.6 km。原因:故障线路中35#杆塔C相绝缘子发生闪络,当天为雷雨天气。2011年7月11日8:17,包青Ⅰ、Ⅱ回两端RCS-931B、CSC-103B纵差保护动作跳闸,C相故障,此后断路器重合,包北变故障录波器测距显示各为14.7、15.5 km。原因:故障线路37#塔C相绝缘子发生闪络。
3.2 双回同跳故障分析
雷电绕击线路时,由于避雷线的屏蔽作用,导致雷电流幅值不会很大,因此通常只能引起一相导线闪络。而反击雷幅值则可以高达200 k A以上,能量远大于绕击雷,流过的雷电流非常大,足以能够引起使线路发生多相闪络事故,从而引起线路的双回同跳事故[9,10]。
本项目通过对双回同跳的故障进行分析,以电磁暂态计算程序为基础,并以相关故障塔的检测数据为依据进行仿真模拟,从而研究反击雷对220 k V线路双回同跳事故的影响,最后提出对应的解决方案来改善其防雷性能。
3.3 线路参数
根据所提供的杆塔信息可以知道,35#、37#塔均为直线塔,塔型及相应的参数如图6、图7和表2所示。
1)导线和地线参数:导线为2×LGJ-400/35钢芯铝绞线,双分裂垂直排列;架空地线型号则为JLB40-120型铝包钢绞线及OPGW复合光缆,两种型号各一根。
2)绝缘配置:类型为FXBW-220/160棒形绝缘子。
3)接地装置:导体采用铜包钢的材料并采用放射式的布置方式。35#杆塔埋深2.7 m,地角螺栓型号M42,现场实测接地电阻为49Ω;37#杆塔埋深3.6 m,地角螺栓型号M49,现场实测接地电阻为12.1Ω。
3.4 模型仿真结果
反击发生时会在杆塔上引起各种幅值大小的雷电流,其会导致同杆双回线路发生一相甚至多相导线绝缘子闪络。为重现35#和37#杆塔的反击跳闸事故,基于电磁暂态程序来建立相关的仿真模型,并以此计算杆塔的一相闪络时的耐雷水平及两相同时发生闪络的耐雷水平。
在不同大小的雷电流下,35#号杆塔分别发生单相闪络和两相同时闪络的情况如图8和图9所示。在雷击中杆塔的一瞬间,A相工频相位是0°,接地电阻值是49Ω,当雷电流幅值比51 k A大时会使包青Ⅰ回线C相跳闸;而大于76 k A又会使包青Ⅰ、Ⅱ回线C相同时跳闸,Ⅰ、Ⅱ回线C相分别在对应三相的中、下相。
在不同大小的雷电流下,37#号杆塔发生单相闪络和两相闪络情况(绝缘闪络时绝缘子两端电压差降为零)如图10和图11所示。在雷击杆塔瞬间,工频相位为0°,现场实测接地电阻为12.1Ω,当雷电流幅值大于102 k A时将引起包青Ⅰ回线C相(中相)跳闸;雷电流幅值大于125 k A时将引起包青Ⅰ回线C相(中相)、包青Ⅱ回线C相(下相)同时跳闸。
4 结论
以EMTP为基础建立相关的仿真模型,对包青Ⅰ、Ⅱ回输电线路的35#杆塔、37#杆塔双回同跳事故实现故障重现。计算结果与实际情况相符,成功复现了两起双回同跳事故。
在考虑220 k V线路和包青线路的运行经验之后,确定了本次对杆塔的改造以防反击为主、防绕击为辅来降低雷击跳闸率的解决方案。综合考虑线路特点及改造成本等因素,对于包青线路给出改造接地电阻和在线路易击段架设避雷器的方案。
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输电线路改造 第9篇
根据线路输送功率的公式P=U*I可以看出,为了提高系统的输送容量,可以通过增加电压或者增加电流的方法达到目的,但在改造过程中面临的问题是,当电压不断增加时,同时要求提高输电线路的绝缘能力以及杆塔的高度问题,而输电电压一般是在建造以前规定好的,所以在电压一定的条件下,我们只能通过提高电流密度即提高输电线路允许容量的方法来达到目的,我们目前常见的增容导线有普通钢芯耐热铝合金绞线(TACSR)、殷钢心超耐热铝合金导线(ZTACIR)、殷钢心特耐热铝合金导线(XTACIR)。
1增容工程中主要常见的几种导线
1.1普通钢芯耐热铝合金绞线(TACSR)的特点
殷钢心超耐热铝合金导线的组成部分主要使用高强度的钢作为线芯,采用软铝作为导体,在实际运行中,软铝也承担一定的张力,但大部分张力是由钢芯承担的,所以钢芯的强度是导线选型中主要考虑的问题,为了符合导线的抗拉强度,在导线制作中,需要通过增加钢芯的截面来保证整体的抗拉效果,增加钢芯的截面会导致导线重量的增加,这样增加了导线的弧垂。所以这种导线并不能满足大部分的增容工程要求, 通常新建线路中得到广泛的应用。
1.2殷钢心超耐热铝合金导线(ZTACIR) 的特点
殷钢心特耐热铝合金导线主要使用高强度的钢材作为导线的芯,选取特耐热的铝合金作为导线的铝层,铝层与钢芯之间留有一定的间隙,采用这种型号的导线时,能够通过特殊的施工工艺,施工前就能确定导线的张力迁移点,施工时,只要紧钢芯以达到导线的弧垂要求。这种导线在正常的运行过程中,或者在温度为达到一定的条件时,由钢芯和铝层共同承担导线的张力,而当温度达到特定条件时,由导线的钢芯独自承担导线的张力,所以, 我们在选择导线的膨胀系数时一般只考虑钢芯的膨胀系数,通过电力系统改造后线路的运行情况得出的实时数据可以分析出,采用这种特性的导线时,其线路的输送容量是普通钢芯铝绞线的2倍以上。
1.3殷钢心特耐热铝合金导线(XTACIR) 的特点
殷钢心特耐热铝合金导线的主要组成部分主要包括高强度的铝包殷钢芯、超耐热性能的铝合金绞线,是一种由殷钢芯和铝合金绞线同心绞合而成的架空线路, 它的工作原理主要是利用殷钢材料的底线性膨胀特点,从而达到导线低驰度的要求,而采用的超高性能的耐热铝合金为线路的大容量输送提供了可行的条件,这种特性的导线,能更好的利用原来的线路路径以及杆塔资源,能够有效实现简化电力电网,节约空间,节省土地资源的目的。
2三种导线的比较
随着导线运行温度的提高,对导线的强度有明显的要求,而导线的拉伸强度以及弧度也将随着增大,为了的达到都显得弧垂度要求,殷钢芯耐热材料不断的得到了应用,殷钢的主要组成元素师铁和镍等元素,同时殷钢的膨胀系数只是一般钢材的三分之一,具体数值为在100℃以下时为2.8,高于100℃时为3.6,而在同样的条件下,普通钢材的膨胀系数为11.5。而殷钢心材料的耐热铝合金导线具有高强度的耐热性的特点,能够在大容量、大电流、 高温度下长期运行,为输电线路的可靠性提供了有力的保障,因此殷钢材料的导线在输电线路中得到广泛的应用。
3增容耐热导线的选择
3.1型号选择
并不是所有导线能够在导线的更换中得到广泛的应用,在选线时不仅仅要考虑导电率、载流比、耐热强度以及输电线路的抗拉强度等要求,还要兼顾实际负荷量、工程预算与造价比、以及耐热传输特性比,只有确定合适型号的导线,才能够优化电网结构,提高电网的输送能力。
3.2截面选择
输电线路的载流能力随着不同耐热性能的导线各有差异,因此选择合适截面的导线比较重要,导线耐热性能和截面积直接影响线路的造价,同时也影响线损的比例,我们知道导线的电阻与导线的截面积成反比的关系,导线截面越大则电阻越小,电阻越小则会减少电量的损失,公式如下公式(1):
公式中 :R为输电线路的电阻,
K为输电线路的导电率,
d为输电线路导线的等效直径,
s为输电线路导线的等效截面积。
公式中:P为输电线路的输送功率,
U为输电线路的系统电压,一般输电线路的系统电压是固定的,不会随着线路的增容而改变。
从公式(1)和公式(2)中可以看出,输电线路的输送功率与输电线路的截面有关系,并成反比关系。合理的选择输电线路的截面积能够有效的提高线路的输送能力。而且,截面相同的不同耐热等级的导线,导线的线路损耗也会随着允许运行温度的增高而增大。
3.3满足导线弧垂要求
从特性曲线中可以得出弧垂幅度与导线的耐热的特性为随着温度的升高弧垂越大,当温度达到一定的时候,弧垂趋于稳定,在利用原有线路的铁塔时,我们必须要考虑到这种耐热导线的弧垂随温度的升高而增加的情况,增容改造过程中我们必须满足导线对地距离及交叉跨越的要求。线路弧垂计算可以通过悬链线法得出架空导线的实际受力情况,通过理论计算的值, 其结果比较精确, 但是计算过程过于复杂。我们将悬链线公式略去高次项,得到计算弧垂的抛物线法。两者相比, 抛物线方程更为简单, 更适用于导线弧垂的计算。假设架空导线的自重沿档距均匀分布, 在两悬挂点等高情况下, 以最低点为坐标原点, 依据如下弧垂公式(1),从而计算出几种耐热铝合金钢芯导线的弧垂。
其中:f为弧垂,单位为m ;
σ 为架空导线最低点的水平应力, N/mm2;
g为架空导线的自重力比载,单位为N/m*mm2;
l为挡距,单位为m。
4总结
通过对几种耐热导线的性能问题的分析与研究我们能够从增容改造过程中得到以下几个要点:
(1)根据线路运行的特点确定所选择的导线,不仅能提高线路的载容能力,同时能够节约成本,减少投资。
(2)通过分析与研究,让我们更好的了解几种耐热导线的性能,提高线路线路改造人员的理论知识。
摘要：随着电力系统的不断发展,输电线路的传输电压,系统容量不断增加,为了提高输电线路的输送能力,同时优化输电电网,降低电网的密度,为此输电线路的耐热性以及抗拉强度等特性已然成为输电可靠性必然考虑的问题,本论文通过对几种耐热导线的分析与选线,从而提高输电线路的电能能力。
输电线路改造 第10篇
近年来,新疆电网发展迅速,以前很多没有输电线路的地方开始大规模修建输电线路,由于缺少必要的气象数据和运行经验,新建线路的运行安全无法得到保障,特别是自然灾害对输电线路的影响越来越大。以某110 k V输电线路为例,2013年3月投运,线路全长144 km,杆塔538基。投运后,2013年受雷击跳闸8次,2014年受雷击跳闸7次,2015年受雷击跳闸12次。雷击造成的跳闸严重影响了输电线路运行,因此,有必要对该条输电线路进行行防雷评估,找出易受雷击段及雷击跳闸闸的主要原因,以降低输电线路因雷击跳跳闸的概率。
1线路防雷风险评估影响因素
线路雷击跳闸率主要受雷电活动动影响,因此要评估输电线路雷击跳闸风风险,要先了解线路走廊内的雷电活动,,分分析线路走廊的雷暴日、雷电流幅值、地闪闪密度等。随着新疆雷电定位系统的应用,对某条输电线路的防雷评估已不必再采用统一的雷电参数,而是采用输电线路廊道内的多年累计数据,这就使防雷评估更有针对性。同时,整条线路每基杆塔接地电阻不同,避雷线保护角受地面倾角影响也不同,在评估时应对这两种因素着重考虑,以提高评估结果的准确性。
2雷电参数选取
通过总结2007—2015年新疆地区雷电活动趋势,绘制新疆雷电日走势曲线如图1所示。
从图1可以看出,雷电活动整体变化趋势为逐年增强,在2012年以前,每年雷电日均小于20天,是典型的少雷区,而在2012—2015年间,每年雷电日均大于20天,其中2013年雷电活动最为强烈,雷电日达到了26天,2014年降至21天,2015年雷电日为24天。
新疆雷电监测系统安装于2010年,通过统计2011—201年雷电参数,绘制新疆2011—2015年雷电流幅值概率曲线如图2所示,拟合新疆地区雷电流幅值公式如式(1)~(3)所示。
新疆地区2011—2015年正极性雷电流概率:
新疆地区2011—2015年负极性雷电流概率:
新疆地区2011—2015年雷电流概率:
3线路雷击跳闸率计算
3.1线路反击跳闸率计算
根据DL/T 620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》,杆塔反击耐雷水平计算公式如下:
式中,U50%为绝缘子的50%冲击放电电压(k V);ha为横担对地面的高度(m);ht为杆塔全高(m);hg为避雷线对地面的平均高度(m),取值为避雷线距离地面高度-2/3避雷线弧垂;hc为导线对地面的平均高度(m),取值为导线对地面的高度-2/3导线弧垂;k为导线间及导线与避雷线耦合系数,取值应考虑电晕修正,为无纲常量;β为避雷线分流系数;Ri为杆塔冲击接地电阻(Ω);Lt为杆塔电感(μH)。
在计算完杆塔反击耐雷水平后,根据式(5)计算杆塔雷击跳闸率:
式中,NL为每百千米·年的落雷次数,P1为雷电流超过耐雷水平概率,这两个值的选取根据新疆电网雷电监测数据计算;η为绝缘子起弧后建弧率,对于110 k V绝缘子,一般取1;g为雷电直击杆塔的概率。
3.2线路绕击耐雷水平计算
根据式(6)和式(7)计算平原线路和山区线路的绕击率。
平原线路:
山区线路:
式中,Pα为线路绕击率;α为线路保护角(°);h为杆塔高度(m)。
线路绕击耐雷水平计算公式如下:
式中,Zc为导线波阻抗,一般取值300Ω;Z0为雷电通道波阻抗,一般取值900Ω。
该110 k V复合绝缘子50%雷电冲击闪络电压为550 k V,计算得出线路绕击耐雷水平为4.27 k A。计算完绕击率和绕击耐雷水平后,根据公式(5)计算绕击跳闸率。
4线路雷击闪络风险评估
根据国家电网公司发布的《110(66)k V~500 k V架空输电线路管理规范》及实际运行经验,新疆地区110 k V线路雷击跳闸率应达到如下指标:0.15次/百公里·年。结合该110 k V线路绕击跳闸与直击跳闸的运行经验,绕击跳闸占20%,反击跳闸占80%,则该110 k V线路绕击跳闸率指标为0.03次/百公里·年,反击跳闸率为0.12次/百公里·年。若线路实际跳闸率在跳闸率指标的50%及以下,则雷击风险评估等级为A,即雷击造成线路跳闸的概率低;若线路实际跳闸率在跳闸率指标的50%以上100%以下(包括100%),则雷击风险评估等级为B,即雷击造成线路跳闸的概率为中;若线路实际跳闸率在跳闸率指标的100%以上150%以下(包括150%),则雷击风险评估等级为C,即雷击造成线路跳闸的概率高;若线路实际跳闸率在跳闸率指标的150%以上,则雷击风险评估等级为D,即雷击造成线路跳闸的概率更高。110 k V线路雷击风险评估等级划分指标如表1所示。
通过对线路逐基杆塔进行雷击闪络风险评估并将评估结果按4个等级进行划分,可将杆塔防雷性能的强弱直观地表现出来。同时通过分级原则可以确定,评级为A和B的杆塔为雷击风险在可承受范围内,评估结果为C的为略不可承受,评估结果为D的为不可承受,必须在后续工作中进行改造。
4.1反击闪络风险评估结果
根据上面介绍的评估方法,对线路各基杆塔进行反击跳闸率计算,结果如图3所示;并根据前面介绍的分级方法对所有杆塔按照A、B、C、D四个等级进行分级。
分级结果表明:
(1)评估等级为A的杆塔数量为269基,占比50%;
(2)评估等级为B的杆塔数量为158基,占比29.4%;
(3)评估等级为C的杆塔数量为42基,占比7.8%;
(4)评估等级为D的杆塔数量为69基,占比12.8%。
通过分析评估等级为C和D的杆塔发现,造成雷击跳闸率较高的原因为接地电阻偏高;同时经过分析发现评估等级为C和D的杆塔主要位于进线段。
4.2绕击闪络风险评估结果
与雷电反击评估结果类似,对所有杆塔进行绕击跳闸率计算,结果如图4所示。
分级结果表明:
(1)评估等级为A的杆塔数量为464基,占比86.3%;
(2)评估等级为B的杆塔数量为26基,占比4.8%;
(3)评估等级为C的杆塔数量为19基,占比3.5%;
(4)评估等级为D的杆塔数量为29基,占比5.4%。
通过分析评估等级为C和D的杆塔发现,造成雷击跳闸率较高的原因为线路杆塔处于山坡,边坡陡度多在30°以上。
4.3雷击闪络风险评估结果
将绕击和反击结果相加,得到每基杆塔的雷击跳闸率。计算结果如图5所示。
分级结果表明:
(1)评估等级为A的杆塔数量为294基,占比54.6%;
(2)评估等级为B的杆塔数量为162基,占比30.1%;
(3)评估等级为C的杆塔数量为38基,占比7.1%;
(4)评估等级为D的杆塔数量为44基,占比8.2%。
5改造措施及效果
综合上述分析及各种防雷措施的优缺点及适用范围,在对该110 k V输电线路进行防雷改造时,建议主要采用加装线路避雷器和利用接地模块降低杆塔接地电阻的方式。
5.1降低杆塔接地电阻
该条线路前150基所处地形为山地,地形条件相对比较复杂,山顶及大档距杆塔较多。对反击闪络风险为C级和D级的杆塔,建议加装接地模块来降低杆塔接地电阻。
5.2安装线路氧化锌避雷器
受到地形地貌、地闪密度、杆塔结构等复杂因素的影响,建议对于反击风险为C和D级的杆塔安装线路氧化锌避雷器。同时对于降低杆塔接地电阻较为困难的杆塔,也建议加装线路避雷器。
防雷改造后经过一个雷雨季节的运行,线路雷击跳闸2次,安装的线路避雷器动作15次,由此可见改造的针对性和可行性。
6结语
本文通过总结新疆近几年雷害活动的特点,找出一条雷击跳闸严重的110 k V线路进行防雷评估,通过评估发现该条线路反击跳闸率较高,绕击跳闸风险几乎没有。针对该条线路反击风险较高的线路段,建议采取降低接地电阻、加装线路避雷器等方式进行改造。改造后经过一个雷雨季节的运行,线路跳闸次数明显减少,由此证明了评估和改造的针对性和可行性。
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架空输电线路防雷浅析 第11篇
【关键词】电力；架空线路；防雷
引言
雷电是一种大气放电现象，产生于积雨云中，积雨云在形成过程中，某些云团带正电荷，某些云团带负电荷。它们对大地的静电感应，使地面或建（构）筑物表面产生异性电荷，当电荷积聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云团与大地之间的电场强度可以击穿空气（一般为25～30kV/cm），开始游离放电，我们称之为“先导放电”。云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面吋（地面上的建筑物，架空输电线等） ，便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里，会出现很大的雷电流（一般为几十kA至几百kA），并随之发生强烈的闪电和巨响，这就形成了雷电。雷电一般伴有阵雨，有时还会出现局部的大风、冰雹等强对流天气。强雷暴天气出现有时还带来灾害，如雷击危及人身和电力设备安全，当家用电器、计算机机房直接遭雷击或感应雷时将会被损坏，有时还会引起火灾等。
架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分。由于它暴露在自然之中，故极易受到外界的影响和损害，其中最主要的一个方面是雷击。架空输电线路所经之处大都为旷野或丘陵、高山，输电线路长，遭遇雷击的机率较大。
1、雷击线路跳闸原因
高压架空输电线路遭受雷击的事故主要与四个因素有关：线路绝缘子的50%放电电压；有无架空地线；雷电流强度；杆塔的接地电阻。高压架空输电线路各种防雷措施都有其针对性，因此，在进行高压架空输电线路设计时，我们选择防雷方式首先要明确线路遭雷击跳闸原因。
1.1架空输电线路绕击成因分析
根据高压送电线路的运行经验、现场实测和模拟试验均证明，雷电绕击率与避雷线对边导线的保护角、杆塔高度以及高压送电线路经过的地形、地貌和地质条件有关。山区高压架空输电线路的绕击率约为平地线路的3倍。山区设计送电线路时不可避免会出现大跨越、大高差档距，这是线路耐雷水平的薄弱环节；一些地区雷电活动相对强烈，使某一区段的线路较其它线路更容易遭受雷击。
1.2架空输电线路反击成因分析
雷击杆、塔顶部或避雷线时，雷电电流流过塔体和接地体，使杆塔电位升高，同时在相导线上产生感应过电压。如果升高塔体电位和相导线感应过电压合成的电位差超过高压送电线路绝缘闪络电压值，即Uj> U50%时，导线与杆塔之间就会发生闪络，这种闪络就是反击闪络。
2、架空线路防雷基本情况
架空输电线路雷害事故的形成通常要经历这样四个阶段：输电线路受到雷电过电压的作用；输电线路发生闪络；输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压；线路跳闸，供电中断。针对雷害事故形成的四个阶段，现代输电线路在采取防雷保护措施时，要做到“四道防线”，即：
（1）防直击，就是使输电线路不受直击雷。
（2）防闪络，就是使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。
（3）防建弧，就是使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。
（4）防停电，就是使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。
3、架空线路防雷措施
清楚了架空输电线路雷击跳闸的发生原因，我们就可以有针对性的对线路所经过的不同地段，不同地理位置的杆塔采取相应的防雷措施。目前线路防雷主要有以下几种措施：
（1）加强线路绝缘由于输电线路个别地段需采用大跨越高杆塔（如：跨河杆塔），这就增加了杆塔落雷的机会。高塔落雷时塔顶电位高，感應过电压大，而且受绕击的概率也较大。为降低线路跳闸率，可在高杆塔上增加绝缘子串片数，加大大跨越档导线与地线之间的距离，以加强线路绝缘。在35kV及以下的线路可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子来降低雷击跳闸率。
（2）降低杆塔的接地电阻输电线路的接地电阻与耐雷水平成反比，根据各基杆塔的土壤电阻率的情况，尽可能地降低杆塔的接地电阻，这是提高高压送电线路耐雷水平的基础，是最经济、有效的手段。
（3）增设耦合地线藕合地埋线可起两个作用，一是降低接地电阻，《电力工程高压送电线路设计手册》指出：连续伸长接地线是沿线路在地中埋设1—2根接地线，并可与下一基塔的杆塔接地装置相连，此时对工频接地电阻值不作要求。国内外的运行经验证明，它是降低高土壤电阻率地区杆塔接地电阻的有效措施之一。二是起一部分架空地线的作用，既有避雷线的分流作用，又有避雷线的藕合作用。根据运行经验，在一个20基杆塔的易击段埋设藕合地埋线后，10年中只发生一次雷击故障，有文献介绍可降低跳闸率40%，显著提高线路耐雷水平。
在雷电活动强烈的地区和经常发生雷击故障的杆塔和地段，可增设耦合地线，由于耦合地线可以使避雷线和导线之间的耦合系数增大，并使流经杆塔的雷电流向两侧分流，从而提高高压送电线路的耐雷水平。
（4）安装线路避雷器或避雷线。由于安装避雷器使得杆塔和导线电位差超过避雷器的动作电压时，避雷器就加入分流，保证绝缘子不发生闪络。我们在雷击跳闸较频繁的架空输电线路上选择性安装避雷器。加装线路避雷器以后，当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生变化，一部分雷电流从避雷器传入相临杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相临杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，因此，线路避雷器具有很好的钳电位作用，这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。避雷线又称架空地线，架设在杆塔顶部，一根或二根，用于防雷。通常当雷电击中输电线路时，在输电线路上将产生远高于线路额定电压的“过电压”，有时甚至达到几百万伏。它超过线路绝缘子串的抗电强度时，便会引起线路跳闸，甚至造成停电事故。然而，使用避雷线可以遮住输电线路，使雷只落在避雷线上，并通过杆塔上的金属部分和埋设在地下的接地装置，使雷电流导入大地。一般来说，输电线路的电压愈高，采用避雷线的效果就愈好，因此在110至220千伏及以上电压等级的输电线路应全线架设避雷线。
（5）预放电棒与负角保护针预放电棒的作用机理是减小导、地线间距，增大藕合系数，降低杆塔分流系数，加大导线、绝缘子串对地电容，改善电压分布；负角保护针可看成装在线路边导线外侧的避雷针，其目的是改善屏蔽，减小临界击距。预放电棒与负角保护针常一起装设，制作、安装和运行维护方便，以及经济花费不多是其特点。
4、结束语
输电线路改造 第12篇
随着我国国民经济发展, 城市输电网增容改造越来越多, 葛洲坝-白家冲大跨越的增容改造工程在国内尚属首次, 而要维持使用已运行了34年的杆塔、基础, 更为大跨越的增容改造工程增加了难度。
新材料、新结构、新工艺不断涌现, 特别是新型导线的研制和应用为大跨越增容改造工程创造了条件[1~4]。本文主要介绍了新型的碳纤维复合芯导线在大跨越改造中的应用情况。
2 大跨越工程导线选择的主要原则
高压输电线路的输送容量主要取决于导线截面的大小, 导线截面过大, 不仅增加有色金属消耗量, 还使线路其他部件如绝缘子、金具、杆塔、基础等相应加大, 增加线路的初始投资;导线截面过小, 则线路运行中的电压和电能损耗增加, 电能传输质量和运行经济性变差[5]。
一般情况下, 按经济电流密度选择导线截面大小, 以使得导线在其运行寿命期内的总费用最低。总费用包括导线初始费用 (含导线成本和安装费用) 、导线在运行中的维护费用和电能损耗费用。其中导线初始费用随导线截面增加而加大, 而电能损耗费用随导线截面增加而减少。这样, 当导线截面大小选取某一数值时, 总费用将达到最低, 这一截面即为经济截面。由于在与经济截面临近的一个区间内总费用相差无几, 可以认为在这个区间内选择的截面都是经济的, 而相对应的载流量即为经济载流量, 它与经济截面之比即为经济电流密度。
导线截面除按经济电流密度选择外还应符合环境保护要求, 使其产生的电磁效应 (电场感应、磁场感应、无线电干扰、电晕噪声等) 都在允许范围内。此外, 还要经过导线的发热条件校核, 使导线的最高运行温度在规定范围之内。
大跨越段的导线截面必须与线路陆上部分的导线截面的输送容量相匹配, 以不致成为整条送电线路的“瓶颈”。因此输送容量对同一条线路的大跨越段与陆上线路段截面的要求就转化为相同载流量时的导线截面的相匹配问题[6,7]。
为降低跨越塔的高度以节约工程投资, 大跨越导线常采用钢芯铝绞线ACSR和钢芯铝合金绞线AACSR (包括钢芯耐热铝合金绞线TACSR) , 这些绞线铝钢截面比较小 (即钢截面比较大) , 如30/7结构 (铝钢截面比为4.29, 钢比为23%) 和42/19结构 (铝钢截面比为2.21, 钢比为45%) 。
常用的导体材料有硬铝线 (导电率为61%IACS) 、高强铝合金线 (导电率52.5%~53%IACS) 、高强耐热铝合金线 (导电率52.5%IACS) 及铝包钢线 (导电率23%~30%IACS) 。
3 对大跨越增容改造工程导线选择的要求
3.1 输送能力
原跨越工程导线铝截面为300 mm2, 已不能适应电网发展要求, 为此需对其进行增容改造以尽可能提高输送容量, 达到350 MW以上的水平[8]。
由此得到导线的载流量:
3.2 跨越档为耐-直-直-耐布置
跨越档距为486 m-1107 m-285 m, 耐张段全长1878 m, 要求不改变原跨越塔、耐张塔及相应基础, 仅更换导线、地线、绝缘子、金具、防振措施等, 必须保持原设计杆塔、基础的安全性和可靠度以保证跨越工程能安全可靠地运行或能改善运行维护条件。
3.3 原导、地线参数
原长江跨越导、地线参数见表1。
4 大跨越增容用碳纤维复合芯导线的优点
采用远东复合技术有限公司生产的高性能碳纤维复合芯替代高强度钢芯或EST钢芯后, 导线特性发生下述变化。
4.1 导线重量减轻
大跨越导线采用的钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线其结构大多为30/7和42/19结构。
(1) 30/7结构, 铝钢截面比为4.29 (钢比为23%) , 但钢部分重量占导线总重的39.50%。用碳纤维复合芯代替钢芯, 截面相同时, 导线总重量减轻27.5%, 即碳纤维复合芯导线的总重仅为钢芯铝 (铝合金) 绞线重量的72.5%。
(2) 42/19结构, 铝钢截面比为2.21 (钢比为45%) , 但钢部分重量占导线总重的56%。用碳纤维复合芯代替钢芯后, 截面相同时, 导线总重量减轻39%, 即碳纤维复合芯导线的总重仅为钢芯铝 (铝合金) 绞线重量的61%。
4.2 导线额定抗拉强度提高
一般EST的极限抗拉强度为1770 MPa, 1%伸长率时的抗拉强度为1500~1550 MPa。而碳纤维复合芯导线的抗拉强度一般为1800~2600 MPa, 常用为2200 MPa, 较EST提高40%~45%。
4.3 施工方便
大跨越导线在施工放线时, 放线拉力大, 若采用软铝线, 施工放线使用卡线器和软铝线经过滑车时, 软铝线容易磨损和折断;耐热铝合金线由于其硬度高, 施工放线方便, 也为安全运行创造了良好的条件。表2列出了LGJJ-300与ACCC-300/60导线参数对比。
5 碳纤维复合芯导线配套金具、施工、运行情况
5.1 碳纤维复合芯导线的配套金具
碳纤维复合芯导线由于其结构具有特殊性, 需采用一种利用楔型自锁原理的耐张线夹和接续管。美国CTC公司、FCI公司和日本东北电力公司均有类似产品, 两种产品由线夹本体、套管和楔型自锁机构3大部分组成, 主要靠楔型自锁机构的正压力产生摩擦力而达到握力要求。
目前国内生产和正在研制上述两种金具的厂家不少 (如浙江成达、江苏宇飞、南线厂等) 。江苏宇飞公司等对金具进行了独特的改进, 有效缩短了金具尺寸, 形成自有专利, 并通过了中国电力企业联合会的鉴定, 浙江成达公司、江苏宇飞公司的碳纤维导线配套金具已在多条线路工程中成功应用。
大跨越工程导线为整根供货, 不允许有接头, 所以无需接续管。传统悬垂线夹的本体和盖板可能引起内层绞线变形和轻度的齿状压痕, 虽然正常的变形和压痕不影响导线性能, 但导体采用软铝时, 由于软铝强度低、易擦伤, 悬垂线夹需采用有预绞丝和耐热橡胶衬垫的结构, 以保护导线。目前在导线上广泛使用的单支点或双支点预绞式悬垂线夹, 可避免不必要的变形和压痕。大跨越工程需结合工程实际情况一般采用双支点预绞式悬垂线夹 (见图1) 。
5.2 碳纤维复合芯导线的放线施工
碳纤维复合芯导线应用初期, 由于国外提供的及国内仿制的导线配套金具, 特别是接续管长度 (170 cm以上) 及直径远远大于常规导线配套金具 (80 cm以下) , 导致配套接续管与碳纤维复合芯导线的结合体难以顺利通过放线滑车, 易造成碳纤维复合芯导线折断。但我国在碳纤维复合芯配套金具的研究上已取得进展, 研制出了体积小而轻的配套金具, 逐步解决了这些问题。
另外, 目前应用的碳纤维复合芯导线采用软铝梯形单丝, 施工中卡线器或导线过滑车时容易损坏部分铝导体表面。而大跨越增容工程以耐热铝合金单丝代替软铝梯型单丝, 由于耐热铝合金单丝硬度大, 在卡线器牵引和过滑车时, 不会损坏导线表面。
5.3 碳纤维复合芯导线的运行情况
国内碳纤维复合芯导线已经在10~220 k V线路上投运100多个工程, 超过2800 km, 最长已运行了4年多时间, 运行状态良好, 相关参数符合规范要求。
针对2007年9月投运的葛洲坝-白家冲Ⅰ、Ⅱ回220 k V输电线路改造工程, 湖北宜昌供电公司对所用碳纤维复合芯导线运行情况进行了总结:该线路投运以来, 运行情况良好, 在2008年1月底2月初湖北遭受50年一遇特大冰雪灾害中, 线路运行正常, 这充分体现了该导线具有抗舞动、抗覆冰、轻质量、高强度、弧垂小的特性。
总体看来, 碳纤维复合芯导线在220 k V及以下线路上的应用已经累积了一定时间和线路的运行经验, 总体运行情况良好。
6 结论
大跨越增容导线的电气特性要求是载流量大, 采用耐热铝合金线作为导电材料, 可以提高导线允许温度以提高导线的载流量达到增加输送容量的要求。
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