關于《國網十八項反措》防覆冰、舞動條文的分析探討

謝欣 劉剛

摘 要 對于高壓輸電架空線路而言，防覆冰、舞動是一項季節性基礎工作，有效的防控手段可以保障在惡劣環境下持續性供電，最大限度提高電網可靠性，防范系統性風險。國家電網公司修訂的《國家電網公司十八項電網重大反事故措施（修訂版）》[1]相關條文對輸電線路防覆冰、舞動工作進行了專門規范指導，作者根據其文本結合武漢電網輸電線路實際案例進行專業分析探討，以便運維人員能夠更好地進行輸電線路防覆冰、舞動工作。

關鍵詞 十八項反措;武漢電網;覆冰;舞動

前言

國家電網公司自2005年起經過3次修訂，于2018年11月發布了《國家電網公司十八項電網重大反事故措施（修訂版）》（以下簡稱《十八項反措》），目的防止重大電網事故、重大設備損壞事故和人身傷亡事故為重點，以提高電網安全生產為目標，在全面總結公司系統各類事故教訓基礎上指定針對性條款，從規劃可研、工程設計、運行維護等10個階段提出反措和要求。在此基礎上結合反措落實排查情況、現場實際問題，確保有效應對公司內外部環境變化，解決電網安全生產面臨的新問題。本文作者將《十八項反措》中防覆冰、舞動條款與自身工作實際相結合進行分析探討，特別是武漢電網2019年接連發生220kV泉徑一二回覆冰、舞動和220kV孝馮一二回覆冰斷線故障的發生，對今后武漢地區的防覆冰、舞動工作開展都具有特殊現實意義。

1輸電線路覆冰和舞動的概念

所謂覆冰是指當環境氣溫為–5～0℃，風速為3～15m/s時輸電線路導線上結了一層冰，當氣溫繼續下降風速不變或變大，冰層繼續增加達到一定厚度，當導地線覆冰厚度超過設計值時，導地線和鐵塔荷載增加，會造成輸電線路斷線、斷聯、斷串事故，造成停電。所謂舞動，當導線不均勻覆冰厚度達3MM以上，氣溫在0℃附近，風速在10-20m/s時發生并且導地線覆冰后，當水平方向的風吹到因覆冰而變為非圓斷面的輸電導線時，會誘發一種低頻率大振幅的振動，稱為舞動，長時間舞動會造成導線間隔棒破損、金具磨損、導地線放電、絕緣子破損、桿塔彎折或拉垮。覆冰和舞動密切關聯，《十八項反措》中防覆冰、舞動條款分為設計基建階段和運行階段兩部分。

2對《十八項反措》防覆冰、舞動設計和基建階段條文的分析探討

2.1 對6.5.1.1條文分析探討

6.5.11條文：線路路徑選擇應以冰區分布圖、舞動區域分布圖為依據，宜避開重冰區及易發生導線舞動的區域。2級及以上舞動區不應采取緊湊型線路設計，并采取全塔雙帽放松措施。

武漢電網110kV及220kV線路在2000年以前冰區、舞動區數據缺乏，許多110kV等級線路在設計階段主要采取方便施工立塔的原則，形成了大量超過20公里的超長線路，例如某條線路從洪山區花山鎮送往中心城區和平變電站，經過多個不同等級的冰區、舞動區，但受制于當時數據較少的客觀原因，造成在設計階段沒有因地制宜影響后期運維工作開展，大量數據說明早期的線路設計缺乏科學依據。《十八項反措》中提到以冰區、舞動區分布圖為依據，不是簡單了對照資料，是以5年為一個標準，即對照平均值也要參考極端數據，及時修正冰區和舞動區分布圖，最好做到精確到每300米一個單位;宜避開重冰區及易發生導線舞動區，要求對重冰區的數據收集分析結論要精確也要考慮實際，如設計及基建上無法避開，則必須在架設方式和防覆冰、舞動等級上的升級給予必要的數據支撐。

2.2 對6.5.1.2條文分析探討

6.5.1.2條文：新建架空輸電線路無法避開重冰區或易發生導線舞動的區段，宜避免大擋距、大高差和桿塔兩側檔距相差懸殊等情況。

經過多年修訂國網公司對線路設計標準進行了相當程度的完善，也貫穿于輸電線路從無到有，從有到精的全過程，線路建成后可以通過基建大修技改不斷完善，這也是技術經濟性的最好體現。按照Q/GDW182-2008《中重冰區架空送電線路設計技術規定》進行設計，對線路擋距長短不等的直線桿塔應更改為耐張桿塔、減少桿塔擋距不均或落差過大現象，同時增加導地線、金具、本體螺栓防松等級措施。對設計冰厚取值偏低而又未采取防覆冰措施的位于中重冰區的線路應進行改造，特別時埡口、跨越峽谷、風道、高海拔地區的桿塔，使其與具備較好的抗冰能力并留有裕度。

2.3 對6.5.1.3條文分析探討

6.5.1.3條文：重冰區和易舞動區內線路的瓷質絕緣子串或玻璃絕緣子串的聯間距宜適當增加，必要時可采取聯間支撐間隔棒。

適當增加聯間距離給設計提出更高的要求，絕緣配置是一個科學的系統，在原有的基礎上距離增加了相關聯的絕緣配置也要做相應的調整，例如金具的尺寸，絕緣間隙的重新計算。另外利用在玻璃絕緣子或瓷質絕緣子插花式安裝大盤徑絕緣子，使絕緣子不能形成套管形狀覆冰，使其不能形成連續短接水流，防止絕緣子融冰閃絡。采取聯間支撐間隔棒，已經在現有武漢電網線路上有相當成熟運用，例如220kV鳳廟一二其中一段在海拔300米大山的山脊上，2010年發生了舞動，次年就安裝了聯間支撐間隔棒至2019年再未發生舞動，取得良好的效果，但支撐間隔棒的磨損較嚴重，需定期進行檢測。

《十八項反措》防覆冰、舞動運行階段的分析條文的分析探討

2.4 對6.5.2.1條文分析探討

6.5.2.1條文：加強導地線覆冰、舞動的觀測，對覆冰及易舞動區，安裝在線監測裝置及設立觀冰站（點），加強沿線氣象環境資料的調研收集，及時修訂冰區分布圖和舞動區域分布。

運行階段偏重現場數據的收集，輸電運檢室自行修訂的二十四節氣表，覆冰、舞動通常發生在當年12月-次年2月，根據武漢電網近10年的數據表明，發生舞動故障數量逐年減少，但埡口、湖面大跨越等區域仍是武漢電網舞動的高發區。武漢電網2019年12月至2020年2月未發生因線路舞動而發生的故障，設計與運行的數據一致性越來越高，隨著覆冰在線監控和氣象環境精細化管理，運行單位可以做到實時干預，這些數據是可以很大程度給設計單位幫助。武漢電網對大跨越、湖面風口、埡口、高山的桿線視頻監控逐步覆蓋，但對高山區域桿線短時間內快速覆冰隱患處理還是存在不足，例如2019年2月的220kV孝馮一二回的覆冰斷線故障的發生，該線路既是鐵路保障線路也處于高海拔地區，斷線發生后無法短時間內恢復，該線路因為春運也缺乏采取停電融冰的條件，主客觀上都缺乏提前防控手段，因此3月份立即啟動技改工程增加了直線桿塔此后未發生覆冰故障。提前防控還是首選，及時修訂冰區分布圖和舞動圖也提出了具體指導意見，不再刻意遵照“修訂一次管10年”的老方法，特殊情況特殊處理，一年一修是可行的。

2.5 對6.5.2.2條文分析探討

6.5.2.2條文：對設計冰厚取值偏低，且未采取必要防冰害措施的中、重冰區線路，應采取增加直線塔、縮短耐張段長度、合理補強桿塔等措施。

這一條主要考慮原設計標準不能滿足現行運行要求，首先是建議線路受到冰害后，改變線路路徑。增加直線塔、縮短耐張段是從運行經驗角度采取的措施，直線塔的垂直荷載系數更高，往往是按斷一相導線沖擊校核強度，分裂導線線路縱向不平衡張力百分比小，不考慮斷線沖擊，如兩側擋距嚴重不均時，可將直線塔改為耐張塔，避免導線張力差拉跨桿塔，應按照差異化設計，提高設計覆冰厚度和分裂導線縱向不平衡張力的百分比。

2.6 對6.5.2.3條文分析探討

6.5.2.3條文：防舞動治理應綜合考慮線路防微風振動性能，避免因采取防舞動措施而造成導地線微風振動時動彎應變超標，從而導致疲勞損傷;同時應加強防舞動效果的觀測和防舞動裝置的維護。

按導線頻率和振幅來看，分為舞動和振動、次擋距振動，導線振動持續時間長、頻率高、振幅小，振動是的導線線股之間發生滑移摩擦，振動使導線在懸掛點處反復被拗折，引起材料疲勞，導致斷股、斷線事故，而安裝相間間隔棒是一個很常見有效使用廣泛的防舞動措施，但是同時安裝相間間隔棒容易造成導線疲勞損傷，所以在安裝相間間隔棒必須考慮安裝密度和間隔棒的整體機械強度符合防舞動且不容易導線疲勞損傷。強化防舞動效果觀測和裝置的維護，注重“與時俱進”，維護單位除了更好地提供相關數據外，更需要進行創新型的探索，如果在金具層面無法滿足防舞動技術要求，可以采取加大線間距離和導線、架空地線水平位移、縮小桿塔擋距等措施提高可靠性。

2.7 對6.5.2.4條文分析探討

6.5.2.4條文：覆冰季節前應對線路作全面檢查，落實除冰、融冰和防舞動措施。

為防止覆冰、舞動應做到精確對策，不論桿塔是否發生覆冰要遵循應修盡修的原則，對易覆冰、舞動區即使采取防舞動措施也應在冬季前后進行特巡監控和接點、桿塔螺栓檢查加固，采取防冰環防覆冰、舞動是一個經濟有效的手段。

2.8 對6.5.2.5條文分析探討

6.5.2.5條文：具備融冰條件的線路覆冰后，應根據覆冰厚度和天氣情況，對導地線及時采取融冰措施以減少導地線覆冰、冰雪消融后，對已發生傾斜的桿塔應加強監測，可根據需要在直線桿塔上設立臨時拉線以加強桿塔的抗縱向不平衡張力能力。

現行融冰技術有帶負荷融冰、短路電流融冰、安裝直流融冰裝置、增加符合融冰、附加電流脈沖、提高設計標準，從武漢地區歷史數據看，沒有出現大面積長時間線路的覆冰情況發生，對于個別覆冰較嚴重線路主要采用短路電流融冰，該辦法需要停電進行融冰，不需要長時間專門擠占多余負荷，從整體看能夠保證電網風險降到最低。防止絕緣子覆冰閃絡是另一個從技術層面需要重視的問題，現有的增大絕緣子傘間距離、插入大傘徑絕緣子等方式在武漢電網運用的不多，近兩年在220kV新建線路上多配置V型懸掛絕緣子如220kV鳳珞一二回、夏巡一二回等遷改線路都使用了該配置，這些線路雖然在以往數據上是偶見的舞動和覆冰，但是是作為變電站單電源線路或關系城市重要保障線路，該配置形成了一種趨勢，宏觀上可見電網建設從量到質的轉變趨勢愈加明顯。

至于在覆冰后桿塔的傾斜監測，武漢電網輸電桿塔的設計標準較高，輕微覆冰、舞動對桿塔的影響不大，在加強運維同時，嚴格按照狀態檢修標準進行即可。值得一提的是，武漢供電公司輸電運檢部門研發了桿塔傾斜監測儀，高效簡易，在易覆冰線路可以做到實時監測，起到了很好的效果，對確實發生傾斜桿塔做到應修盡修。

2.9 對6.5.2.6條文分析探討

6.5.2.6條文：線路發生覆冰、舞動后，應根據實際情況安排停電檢修，對線路覆冰、舞動重點區域的桿塔螺栓松動、導地線線夾出口處、絕緣子鎖緊銷及相關金具進行檢查和消缺;及時校核和調整因覆冰、舞動造成的導地線滑移引起的弧垂變化缺陷。

校核和調整因舞動造成的弧垂變化缺陷既需要“按章辦事”也要“特事特辦”，《輸電線路運行規程》導線間距有嚴格標準，《輸電線路設計規范》里面也有設計要求，但也出現特殊情況，2019年8月武漢電網漢口地區一條110kV線路發生故障，故障原因為瞬時大風造成導線舞動，故障發生區域為市內區域，該處曾多次發生較明顯振動，但線路現行狀況符合《輸電線路防舞動設計規范》，但還是發生了舞動故障，事后分析該處多次發生振動和次擋距振動對導線滑移造成影響，應及時對振動或次擋距振動后的導地線滑移進行校核彌補，從這個角度分析不應靜態的看《輸電線路防舞動設計規范》，今后面對類似這種輕度易舞動區域的導線風偏設計上要留有裕度，同時也給運維人員更高的要求，面對相對復雜的運維環境，規程不再是唯一可參照的標準，運行經驗往往起到決定作用[2]。

3結束語

防覆冰、舞動是一個季節性循環性工作，未來運維的重點的預防為主，這也符合《十八項反措》“安全第一，預防為主，綜合治理”的總體要求，設計、基建和運維，也不是單純的先后關系，而是相互關聯影響，運維單位應該在可研階段提出有權威性的意見至關重要，重心適當前移，在運維上也應著重預先防控上，同時要借助創新平臺研發創新方法往往可以起到事半功倍的效果。

參考文獻

[1] 佚名.國家電網公司十八項電網重大反事故措施（修訂版）[S].北京：國家電網有限公司，2018.

[2] 國家電網公司人力資源部.輸電線路運行[M].北京：中國電力出版社，2010：107.