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输电线路的事故预想及反事故措施

  
评论: 更新日期:2015年05月19日
在设计架空线路时,一般都按当地最大风力做了验算,并采取了适当措施。但是自然界情况是复杂的,变化的。因此,气象情况仍然有可能超过设计条件,或由于设计时的考虑不周,日常的维护工作疏忽,而发生事故。由于风的影响,而引起线路故障,主要有两方面。
一方面如果风力超过了杆塔的机械强度,扦塔会发生倾斜或歪倒而造成损坏事故。
 另一方面由于风力过大,会使导线承受道大风压,因而产生摆动;又由于空气涡流作用,就可能使这种摆动成为不同期摆动(就是说各相导线不是同时往一个方向摆动),因而引起导线之间互相碰撞,造成相间短路故障。因此,因大风把草席、铁皮、天线等杂物刮到导线上也会引起停电事故。
 1、各种不同的风力对导线和避雷线的影响
(1)当风速为为每秒0.5~4米时(相当于1~3级风),容易引起导线或避雷线振动而发生断股甚至断线。
(2)在中等风速(每秒5~20米,相当于4~8级风),导线有时会发生跳跃现象,易引起碰线故障。
③、大风时各导线摆动不一,就会发生碰线事故或线间放电闪络故障。
2、杆塔发生倾斜或歪倒的原因
(1)风力超过杆塔设计强度。
(2)杆塔部件腐蚀,强度降低。
(3)杆塔在修建后,由于基础末夯实,经过雨季和一段时间之后,基础周围的土壤可能发生不均衡的下沉,从而引起杆塔歪斜。
(4)由于冬季施工,回填土是冻结的土壤;到了春天,土壤开始解冻,并使基础附近的土壤松动,因而造成杆塔歪斜。
(5)杆塔各连接部分松动或拉线锈蚀等原因也会使杆塔发生故障。
(6)由于设计或施工错误,如杆塔埋入的深度不够,杆根部分来加补强等,也会使杆塔发生歪倒事故。
3、防风工作的基本要求
(1)掌握线路所通过地区的大风规律,由于各个地区的具体地形不同,各个地区的风力大小也不会一样,所以必须掌握风的规律(例如:最大风速、常年风向、大风出现的季节和日数等),以便在大风到来之前做好一切防风准备工作。
 (2)对杆塔及其基础进行全面检查,如果发现基础坑内的土壤下沉,应填补土壤子以夯实。当发现杆塔有倾斜时,应分析找出原因,并设法立即扶正,同时格基础夯实。对于配电线路还应加装人字拉线。
 对于木杆,特别要检查杆根的腐朽情况。杆根的腐朽部位,一般发生距地面400~500毫米深的断面处。因此,必须把这一部分杆根挖出来进行检查。检查的方法大多采用敲击法,但当木材比较潮湿时,敲击后传出的声音可能因不准确而造成误判。因此一般应在挖开杆根后,晾晒一段时间(3—7天)再进行检查。检查杆根时,特别应注意杆根内部的腐蚀情况,一般可用小木钻打眼的方法拉查。当木材剩余的良好部分的直径(剩余直径)小于原直径的2/3时,就应考虑补强。杆根补强,还要考虑杆型、杆高、导线截面大小、档距大小等因素。对于不必补强的木杆,在检查后均应涂上防腐沥青。
 (3)杆塔拉线的检查 检查杆塔拉线的松紧程度,松的应调紧。还应检查拉线及其坝入地下部分的腐蚀或锈蚀情况,严重时应予以更换。
 此外,对导线、避雷线和跳线的弧垂,在大风到来之前也应进行重点测量和调整。
1、导线的振动
在线路的档距中,由于风力的作用而引起导线的周期振荡,称为导线的振动。这种振动是在导线的垂直方向,每秒有几个到几十个周波,并且在整个档距了l中形成一些幅值较小的一般不超过几个厘米的静止波。
在发生振动时,因为导线振动快,所以,在振动时不容易觉察,只是觉得导线在某些地方看起来好像是双线一样。通常遇到导线振动时,在线路上可以听见有撞击的声音。这种声音是从导线和悬挂导线的金具相碰所发出来的。
导线振动的可能性和振动过程的性质(频率、波长、振幅),取决于很多因素;即导线的材料和直径;线路的档距和导线张力;导线距地面的高度;风的速度和方向以及线路经过地区的性质等。
    导线振动时的振幅决定于导线的张力和弹性,实际上,这振幅的数值不大于导线直径两倍。
    导线振动的参数(如频率、波长)以及导线是否发生振动,在很大程度上决定于风速。
    风速在0.5~0.8米/秒时,导线便产生振动。当风速增大时,在接近地面的大气层里,由于地面摩擦的结果,使出现气旋。气旋随着风速的增加而包围所有更高的气层,并破坏了上层气流的均匀性。也即破坏了导线悬挂处气流的均匀性,使导线停止振动。
    当风向与导线轴线的夹角在90°~45°时,便可观察到稳定性的振动;在45°~30°时,振动便具有较小的稳定性;而小于20°时,一般不出现振动。
    线路经过地区的地形条件如地势,自然遮蔽物(植物)和所有各种靠近线路的建筑物对靠近地面风的风速,风向和风的均匀性有很重大曲影响,因而也影响导线的振动情况。平坦、开阔的地带有助于气流的均匀流动,并形成促进导线强烈振动的条件。线路沿斜坡通过和跨越不深的山谷和盆地,对风的均匀性没有重大的影响,因而不妨碍振动的发生。对于在地形极其交错的地区(山区),即在线路下或线路附近有深谷,堤坝和各种建筑物.特别有树木时,这就不同程度上破坏了气流的均匀性,使振动不易出现。
    2、防振的措施
 防振的方法有两种类型:一种是用护线条或特殊线夹专为防止振动所引起的导线损坏;另一种是采用防振锤、防振线(阻尼线)来吸收振动的能量以消除振动。
   (1)、护线条的作用
    在导线悬挂点使用专用的护线条,其目的是加强导线的机械强度。护线条是用与导线相同的材料制成,其外形是中间粗两头纫的一根铝棍。运行经验证实,采用护线条,不仅能很好的保护导线而且能减少导线的振动。
   (2)、防振锤
防振锤是由两个形状如杯子的生铁块组成。两个生铁块分别固定在一根钢绞线的两端,而钢绞线的中部用线夹固定在导线上。当导线振动时,线夹随导线一同上、下振动.由于重锤的惰性,使钢绞线两端不断上下弯曲,使钢绞线股间及分子间都产生摩擦,从而消耗振动能量。钢纹线弯曲得越激烈,所消耗的能量也愈大,使风传给导线的振动能量被消耗得不能产生大幅度的振动,而且风传给导线的能量也随振幅下降而下降。防振锤消耗的能量也随振幅下降而下降,最终在能量平衡条件下,以很低的振幅振动。一般是在每一档距内的每一条导线两端上安装防振锤。
(3)、阻尼线
根据国内外运行试验证明,阻尼线有较好的防振效果,它在高频率的情况下,比防振锤有更好的防振性能。阻尼线取材容易,最好采用与导线同型号的导线作阻尼线(避雷线也可采用与其型号相同的材料)。
阻尼线的长度及弧垂的确定,应使导线的振动波在最大波长和最小波长时,均能起到同样的消振效果。对一般档距,阻尼线的总长度可取7~8米左右,导线线夹每侧装设三个连接点。
随着夏季到来,气温升高,雨水增多,植物生长茂盛,尤其山区树林,这给输电线路安全运行带来很大影响。为了保证线路安全运行,我们必须做好线路防暑过夏工作,主要包括检查交叉跨越距离,防洪、防风和防止树木引起的事故等。
1、检查交叉跨越
在夏天,由于气温高,导线弧垂增大,会使交叉跨越距离变小,容易发生事故。因此,在巡视线路时,应检查交叉跨越距离,检查时应注意以下几个问题:
(1)运行中的线路,导线弧垂的大小主要决定于气温、导线温升和导线上的垂直荷重。当导线温度最高或导线结冰时,都有可能使弧垂变大。因此在检查跨越距离是否合格时,各地区应用导线结冰或最高温度来验算。
(2)档距中导线弧垂的变化是不一样的,靠近档距中心的弧垂变化大,靠近导线固定处变化小。因此,在检查交叉跨越时,一定要注意交叉点距杆塔的距离。在同样的交叉距离下,交叉点越靠近档距中心,危险性越大。
(3)检查交叉距离时,应记录当时的气温,以便对照。
2、架空线路的防洪
由于大部分输电线路经过平原、丘陵,跨过山谷、河川,或在水库下游通过,因此在夏季洪汛季扎就有可能遭受洪水的袭击而发生事故。所以,架空线路的防洪工作是非常重要的。
(1)洪水对架空线路的危害
洪水对线路杆塔的危害主要有下列几种情况;
①杆塔基础土壤受到严重冲刷流失,因而破坏了基础的稳固性,造成杆塔倾倒;
②基础已被洪水淹没,水中的漂浮物(树木、柴草等)挂到杆塔或拉线上,这就增大了洪水对杆塔的冲击力,若杆塔强度不够,则造成倒杆事故;
③跨越江河的杆塔,由于其导线弧垂比较大,跨越距离较小,故随洪水而来的高大物件容易挂碰导线,致使造成混线、断线或杆塔倾倒;
④位于小土堆、边坡等处杆塔,由于雨水的浸泡和冲刷引起坍塌、溜坡,造成杆塔的倾倒。
(2)、防洪对策及基本要求
综上所述,由于洪汛而造成的事故,往往是由于杆塔的倾倒引起的。而且在洪水中进行抢修比较困难,有时甚至不能马上进行抢修,故会影响正常供电。因此,防洪必须以预防为主,事先摸清水情,了解洪水规律,对有被洪水冲击可能的杆塔应在汛期前认真检查.及时采取防洪措施。
输电线路防洪的技术措施很多,要根据具体情况,全面进行技术经济比较后决定,具体办法有:
①对杆塔基础周围的土壤,如果有下沉、松动的情况,应填土夯实,在杆根处还应培出一个高出地面不小于30厘米的土台;
②采用各种方法保护杆塔基础的土壤,使其不被冲刷或坍塌,例如打围桩、保持周围植被等等。
③对于设在水中或汛期有可能被水浸淹的杆塔,应根据具体情况增添支撑杆或拉线;
④在汛期有可能被洪水冲击的杆塔,根据具体情况,应增添护堤。
3、树木的修剪和砍伐
春夏两季,树木生长速度很快,在线路下面或附近的树木就有可能碰触导线。在大风天气里树枝摇摆,有时也会发生断枝、倒树的情况,因为树木本身水分较大,当触及输电线路时,就会造成接地或烧伤导线等故障,还可能引起火灾。
为了防止树木引起线路故障,就必须适当进行树木的修剪和砍伐工作,以使树木与线路之间能保持一定的安全距离。
⑴架空线路通过林区时,必须留出通道, l~10千伏线路的通道的宽度应不小于线路宽度加10米。35~330千伏线路的通道宽度,应不小于线路宽度加上林区主要树木生长高度的两倍。通道附近超过主要树种高度的个别树木,应进行砍伐。但下列情况,可以不留通道。
①树木自然生长高度不超过2米。
②电力线路与树木自然生长高度间的垂直距离,在导线最大弧垂时应符合下表4-5的数值:
表4-5 电力线路与树木自然生长高度间的垂直距离

 

线路电压(千伏)
l~10
35~110
154~220
330
最小垂直距离(米)
3.0
4.0
4.5
5.5
③架空线路通过公园、绿化区和防护林带时,通道宽度应和有关单位协商解决,但树木和边线在最大偏斜时的距离不得小于下表4-6的数值:
4-6树木和边线在最大偏斜时的距离

 

线路电压(千伏)
l~10
35~110
154~220
330
 
离(米)
3.0
3.5
4.0
5.0
④架空线路通过果树林、经济作物林(茶、油桐等)以及城市绿化用的灌木林时,不必留出通道,但导线至树稍的距离应不小于下表4-7所列数值:
表4-7 导线至树稍的距离

 

线路电压(千伏)
l~10
35~110
154~220
330
 
离(米)
1.5
3.0
3.5
4.5
⑵架空线路的防护区为导线边线向两侧延伸一定距离所形成的两平行线内的区域。各级电压线路防护区规定如下表4-8所示:
表4-8 各级电压线路防护区规定

 

线路电压(千伏)
1~10
36~UO
154~330
 
离(米)
5
10
15
架空线路经过工矿、城镇等人口密集的地区,不规定防护区,但导线与建筑物(包括树木)之间的距离应不小于下列表4-9所示数值:
表4-9 导线与建筑物(包括树木)之间的距离

 

线路电压(千伏)
1~10
35
110
154~220
330
最大弧垂情况下的垂直距离(米)
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
最大风偏情况下的水平距离(米)
1.5
3.0
4.0
5.0
6.0
树木修剪后和修剪前的距离可比上列数值差±0.5米;如保持上述距离确有困难时,可与有关单位协商适当缩小距离并增加修剪次数,以照顾实际情况。
 在修剪、砍伐树木时,必须根据现场的具体情况,携带必要的工具和安全用具,做好一切安全措施以防发生人身和设备事故。
在伐树时,要有全局观点,即要照顾到线路的供电安全,也要照顾到绿化、防风和林业生产等需要。因此,应和有关单位协商。
1、防止乌类对架空线路的危害
到了春季,鸟类开始在杆塔上筑巢产卵孵化,尤其是乌鸦与喜鹊特别喜欢在横担上做窝。当这些鸟类嘴里叼着树枝、柴草、铁丝等物在线路上空往返飞行,当树枝等落到导线间,或搭在导线与横担之间,就会造成接地或短路事故。体型较大的鸟类在线间飞行或鸟类打架也会造成短路事故。杆塔上的鸟巢与导线间的距离过近,在阴雨天气或其它原出,便会引起线路接地事故;在大风暴雨的天气里,鸟巢被风吹散触及导线,因而造成跳闸停电事故。
由上可见,在鸟类活动频繁的季节,应积极开展防止鸟害工作,以保证线路安全运行。在此仅介绍两种行之有效的防止鸟害的办法。
⑴增加巡线次数,随时拆除鸟巢,特别对搭在耐张绝缘子串上的;搭在过引线上方的;搭在导线上方的以及距带电部分过近的鸟巢应及时拆除。在拆除鸟巢时,电杆下面应有专人监护,并应使用绝缘工具进行。
⑵安装惊鸟措施,使鸟类不敢接近架空线路,常用的具体办法有:
①在杆塔上部挂镜子或玻璃片,②装风车或翻板;③在杆塔上挂带有颜色或能发声响的物品;④在杆塔上部挂死鸟;⑤在鸟类集中处还可以用猎枪成爆竹来惊鸟。这些办法虽然行之有效,但时间较长,鸟类习以为常也会失去作用,所以最好是各种办法轮换使用为好。
如果杆塔上鸟巢的位置还不至于危及线路的安全运行,可暂时不去拆它,等到产卵后或孵出小鸟时再去扒窝摔蛋(小鸟),这样的拆除比较彻底,鸟就不敢再来了。
对于木杆,要加强由于啄木鸟锛啄本质而造成所谓“鸟洞”的检查,检查中如果发现剩余的木材直径小于原直径的2/3,就应该补强。一般采用打帮木的方法,帮木的长度为1.5米左右,帮木在鸟洞的上下方各用一根穿心螺丝紧固。每根穿心螺丝的上下方各用44.o毫米的铁线2统绕3—5圈,并用卡钉钉久。对于已有的鸟洞,应采取措施予以堵塞,防止积水、腐朽扩大。
2防止外力破坏造成线路故障
外力破坏是指人们有意或无意而造成的线路故障。而大量的外力破坏是由于人们疏忽大意或对电的知识了解不够而引起的。例如:砍伐树木、建筑施工作业、机耕作业、放炮取石、交通事故以及小孩放风筝等。这就需要我们加强电气知识和安全用电的宣传,加强与有关部门的联系,做好各方面工作,以防止外力破坏事故。
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