張杰
在2013年公司西部電網切改施工工作中,我們所施工的220kV 來苑線單回線支撐一座變電站運行,負荷的突然增大使分裂子導線粘連。通過網上查詢,發現其它地區也有因負荷增長而出現出現導線粘連的故障,危及電網安全和經濟運行。因此,分析導線粘連的原因,探討安全、快速、有效的處理方法,是十分必要的。
一、導線粘連的成因及危害
導線粘連的成因。相互平行的兩條導線,通過方向相同的電流時,兩導線所受的電磁力為相互吸引力。正常運行時,子導線間電磁力比較小,一般不會發生粘連;但在檔距大的風口處,或導線溫升存在差異,以及受設計和施工不良、長期運行等因素的影響,使子導線間距離不符合要求時,子導線在大風中舞動或受強大電流沖擊,局部會瞬時十分接近甚至相碰。靠得很近或相碰的子導線所受的電磁力很大,當子導線局部所受電磁力大于該局部子導線自重時,局部粘連便會出現。負荷較大時,2根子導線間的電磁吸引力非常大,即使在大風的天氣下也不容易分開。
導線粘連的條件。單純由分裂導線負荷電流產生的電磁力是不能使導線粘連的。分裂導線出現粘連必須同時具備幾個條件:由于大風等外力作用、導線材質差異、導線溫升差異、很大的負荷電流作用或其它因素,使同相分裂導線子導線局部瞬時接觸或十分接近;分裂導線的負荷電流足以維持其繼續粘連。
大風對導線粘連的影響。風力越大、檔距越大、導線越輕,風擺幅度就越大,雙分裂導線上、下子導線擺動不同步時,兩線就可能瞬間十分接近甚至相碰,負荷電流足夠大時粘連就會發生。風口處、檔距大、負荷大的雙分裂導線的粘連概率較高,如果因施工架設原因或多次反復風擺,或不同期跳躍,造成子導線間距小于400mm,或檔距很大時,粘連的概率則更高。邯苑線粘連檔位于風口的較大檔距處, 可見風力強和線路負荷大,是造成導線粘連的主要原因之一。
導線溫升差異對導線粘連的影響。導線直流電阻差異、導線日照條件差異等,都可能會導致分裂導線子導線溫升出現差異。導線弧垂隨溫度升高而增大,可見導線溫度對弧垂的影響比較明顯。分裂導線出現溫度差異時,如果上子導線溫度偏高,相對于下子導線,上子導線的弧垂則加大了。結果使分裂導線之間的間距縮小。當溫差達到一定值時,分裂導線的間距可能非常小,以致分裂導線在電磁力的作用下產生粘連。
二、導線粘連的危害
導線發生粘連后,分裂導線的幾何間距大幅度減少,電暈放電起始電壓降低到原來的27%,該文原載于中國社會科學院文獻信息中心主辦的《環球市場信息導報》雜志http://www.ems86.com總第577期2014年第45期-----轉載須注名來源導致容易出現電暈放電,局部對地電容也減小,這些都會引起線損的增加和對附近通信設施的干擾。另一方面,分裂導線出現粘連后,導線鞭擊現象突出,導線容易磨損,不但進一步增加線損,還有可能造成導線斷股,甚至斷線的事故。粘連相導線比正常相導線溫度高10~20℃,現場巡查發現部分粘連桿段有較明顯的噪聲,這些都嚴重影響了系統的安全運行。
三、處理導線粘連的方法
220kV邯苑線分裂導線采用垂直排列的布線方式,分裂導線垂直間距設計值是400mm。受施工工藝、自然條件等因素的影響,實際運行中的分裂導線子導線垂直間距已遠小于400mm,線路處于重負荷或過負荷的狀態下,就容易出現粘連。
雙分裂導線相碰或十分靠近是出現粘連的先決條件,因此對運行中的雙分裂導線,可以考慮采用適當降低下子導線高度,增大雙分裂導線上、下子導線的間距,以避免或減少分裂導線粘連。當發生粘連故障檔兩端為直線塔時,可采用更換或增加延長金具的方法,單獨調整粘連檔分裂導線子導線的間距。具體處理方法是,在該檔兩端直線塔上,同時更換線間距離更大的雙懸垂線夾,或在上、下線夾間加掛延長金具,以實現主要增大粘連檔子導線間距的目的。對有一端為耐張塔的粘連檔,除了在直線塔端采取同樣措施外,并根據需要在耐張塔端下分裂導線增加相應長度的延長金具,或上分裂導線減少延長金具,以實現主要增大粘連檔子導線間距的目的。
四、實際成效
在來苑線粘連檔采用上述兩種方法對分裂子導線進行間距調整,使分裂子導線的間距在400 mm—500mm 之間。并對所有220kV線路全線特巡,對分裂導線的間距目測較小的進行測量并統計,利用停電的機會采取相應措施加大間距。西部切改增加很多新的220kV線路,在竣工驗收時我們將分裂導線間距的測量作為一個重點項目,發現不合格的當即要求施工單位進行整改。在西部切改大負荷運行期間直到現在,所有220kV線路(包括新架設線路)都未出現子導線粘連故障。
導線粘連現象的出現不單純與電流有關,電流是維持粘連的重要條件,但不可控制;分裂導線間距是影響粘連的重要因素,是可以控制的因素。
采用降低粘連檔下子導線的方法,可以在不改變整個耐張段大多數檔原值的情況下,解決導線粘連問題,而且作業工具比較簡單,勞動強度、停電時間大幅度減少,但不可在同塔多回線下層導線上使用。
(作者單位:河北欣和電力建設集團公司)