500 kV輸電線路移動式直流融冰試驗分析

劉鋒 金哲

摘 要：500 kV輸電線路融冰存在導線截面大、移動式融冰裝置容量不足、地線融冰困難等問題，基于此，通過提升移動式融冰車容量、改進地線接線方式等措施，成功將導線、地線溫升提升超過10 ℃，證明了移動式直流融冰方式用于大截面導線、直接接地地線融冰的可能性。

關鍵詞：移動式直流融冰;地線融冰;導線融冰

0 引言

500 kV及以上電壓等級輸電線路導線截面大，所需融冰電流較大，多采用固定式融冰裝置進行融冰。傳統的移動式融冰裝置存在容量小、額定融冰電流低等問題，往往無法有效融化大截面導線的覆冰。此外，地線由于電阻率偏高、多采用接地型式等，往往較難融冰。為了解決大截面導線融冰難、地線融冰難等問題，需開展大容量移動式融冰裝置研究。

1 融冰段設備情況

原500 kV斗江二回輸電線路起于湖北荊門500 kV斗笠變電站，止于湖北荊州500 kV江陵換流站，于2003年11月投運，2011年10月改接至團林換流站，原斗江二回#1～#39桿塔停用。原斗江二回#3～#12段長3.1 km，導線采用4×LGJ-400/35鋼芯鋁絞線，左側采用OPGW光纜，右側采用LGJ-95/55地線，光纜及地線均為逐塔接地。本次融冰選用的電源線為10 kV麻管I回。麻管I回#125電桿位于原斗江二回#3桿塔小號側約100 m處，導線截面為120 mm2，輸送容量8 370 kVA，滿足融冰需求，所選用的移動式融冰車如圖1所示。

2 試驗情況

試驗時現場天氣為晴天，氣溫在29～34 ℃，東北風2級，濕度為65%～78%。

2.1? ? 導線融冰試驗

在原斗江二回#3塔小號側B、C相接入直流電纜，在#12塔利用4根短接線將B、C相短接，形成回路。融冰單程為3.1 km，導線融冰試驗接線圖如圖2所示。

融冰電流從0 A上升至3 000 A，觀測#4塔、#12塔導線溫度分別上升1 ℃、3.5 ℃。繼續上升至3 500 A，導線溫度再次上升3.5 ℃、2.8 ℃，累計上升4.5 ℃、6.3 ℃。繼續上升至3 980 A并保持5 min，導線溫度逐漸上升9.3 ℃、14 ℃，累計上升13.8 ℃、20.3 ℃。

融冰電流3 000 A、3 500 A、3 980 A對應的電壓分別為395 V、465 V、547 V，換算等值電阻為0.134 Ω。

試驗顯示：（1）移動式直流融冰裝置在額定輸送電流下，短距離導線溫升可以達到13.8℃、20.3 ℃，滿足融冰需要。（2）20 ℃導線電阻率為0.073 89 Ω/km，計算總等效電阻R=2×3.1×0.073 89/4≈0.115 Ω?？紤]到短接線接觸電阻、環溫下電阻值變化等因素，與實際監測換算的電阻值0.134 Ω基本吻合。（3）導線截面為4×400=1 600 mm2，單位截面電流在2 A/mm2以下時（融冰電流3 200 A），溫升提升不明顯;單位截面電流在2 A/mm2以上時，溫升顯著提升。

2.2? ? 地線融冰試驗

在原斗江二回#3塔小號側地線、光纜短接后，和中相B相連接，電流從融冰裝置送出后，經B相掛設的電纜、地線連接線等流入地線和光纜。

將#12塔地線、光纜短接后，和邊相C相連接，電流經地線和光纜流至#12塔后，轉至C相，通過C相導線回流，經#3塔C相掛設的電纜流入融冰裝置。融冰接線為單程3.1 km地線和光纜并聯，導線單程3.1 km，截面4×400 mm2。地線融冰試驗接線圖如圖3所示。

由于光纜、地線均采用逐塔接地形式，為盡量減小電流流入大地的影響，將#2、#3、#4、#10、#12、#13共計6基桿塔接地引下線斷開。

融冰電流從0 A上升至800 A，觀測#3塔連接線溫度上升2.4 ℃。上升至1 000 A，連接線溫度再次上升0.7 ℃。上升至1 500 A，連接線溫度逐漸上升4 ℃，累計上升7.1 ℃。

融冰電流從0 A上升至800 A，觀測#4塔地線溫度上升1.3 ℃。上升至1 000 A，地線溫度再次上升0.7 ℃。上升至1 500 A，地線溫度逐漸上升11 ℃，累計上升13 ℃。

融冰電流在800 A、1 000 A、1 500 A時，#4塔、#10塔大號側電流分別為173.9 A、169 A;227.5 A、206 A;346.7 A、293 A，#4塔電流約為融冰電流的22.64%，#10塔電流約為融冰電流的20.52%。

融冰電流在800 A、1 000 A、1 500 A時，#10塔大號側、#10塔小號側電流分別為169 A、140 A;206 A、170 A;293 A、254 A，流經#10塔后損失電流約占比16.44%。

融冰電流在800 A、1000 A、1500 A對應的電壓分別為162 V、200.41 V、305.76 V，換算等值電阻為0.202 Ω。

試驗顯示：（1）移動式直流融冰裝置在額定輸送電流下，短距離地線溫升可以達到13 ℃，滿足融冰需要。（2）對于直接接地地線，可以采用“地線去、導線回”方式融冰。為盡量減少電流損耗，應解開地網。

3 結語

本次試驗證明，移動式直流融冰方式同樣適用于500 kV輸電線路大截面導線的融冰，在后續工作中，應從以下幾個方面進行改進：

（1）改進提升裝置性能。提升融冰裝置容量，重點提高額定融冰電流值，確保能滿足500～720 mm2截面導線融冰需求。

（2）固化地線融冰方法。規范、完善地線融冰方法，編寫地線融冰指導意見，在電網中進一步推廣應用。

（3）儲備連接金具。通過分析導地線型號等，做好并溝線夾、T型線夾、引流板等特殊型式金具的采購及儲備工作。

收稿日期：2019-10-23

作者簡介：劉鋒（1969—），男，湖北荊門人，技師，研究方向：特高壓線路運檢。