500kV緊湊型線路相間間隔棒聯(lián)接方式優(yōu)化

陳剛，胡健，和善聰

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司怒江供電局，云南怒江，673100）

0 引言

2007年以來，我國電網(wǎng)9條緊湊線路因冰凍舞跳29次，其中常見故障28處。舞動(dòng)常見的失敗時(shí)間是幾個(gè)小時(shí)甚至幾十個(gè)小時(shí)，路線試投也不容易成功。同一安全通道多回路線路如果選擇緊湊路線進(jìn)行大功率運(yùn)輸，容易造成多條路線長時(shí)間同時(shí)停運(yùn)，嚴(yán)重影響電力安全的順利運(yùn)行。

1 防舞間隔棒的技術(shù)理念及要求

導(dǎo)體間分壓器設(shè)計(jì)是“預(yù)防”的核心概念，其中防止導(dǎo)體分散的分壓器連接到基于非互連分壓器的兩相分壓器。其作用是根據(jù)相間間隔件連接的兩相導(dǎo)體之間的相互約束和纏結(jié)進(jìn)行調(diào)整，避免減速現(xiàn)象和發(fā)生的趨勢，引線間距可防止相間短路，發(fā)生故障或停電時(shí)的安全事故。因此，對相間墊片和連接附件的一個(gè)重要要求是分流器需要一塊可以向前彎曲并且在長時(shí)間運(yùn)行后不能松動(dòng)的片材，每個(gè)組件的整體抗壓強(qiáng)度應(yīng)該是可以接受的，高拉伸、壓縮和扭轉(zhuǎn)值使其能夠承受長時(shí)間的連續(xù)振動(dòng)疲勞[1]。

2 相間間隔棒聯(lián)接方式設(shè)計(jì)

根據(jù)對導(dǎo)線舞動(dòng)的現(xiàn)場觀察和視頻分析，電源跳變常見故障的主要原因是：在導(dǎo)線舞動(dòng)的情況下，相間間隔桿連接金具的部分固定支架超出了它的能力。沖擊韌性造成斷裂，一側(cè)相間墊片脫落，舞動(dòng)期間因相間間距不足導(dǎo)致導(dǎo)線短路，造成短路故障和停電安全事故。斷電引起的短路容量對電網(wǎng)影響很大，嚴(yán)重危害系統(tǒng)軟件的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)舞動(dòng)期間導(dǎo)線的受力分析，結(jié)合原貼標(biāo)作業(yè)使用的相間間隔桿固定支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對原相間間隔桿固定支架整體設(shè)計(jì)不科學(xué)桿連接五金件是直接由五金件斷裂造成的原因[2]。經(jīng)科研證實(shí)，相間間隔器配套設(shè)施四點(diǎn)連接分導(dǎo)間隔棒的設(shè)計(jì)已經(jīng)制作完成，科研成果已形成“FJJ6-375T/3004點(diǎn)連接反舞動(dòng)片”，如圖1，開發(fā)的四點(diǎn)連接間隔桿采用新的連接方式。整套連接件由連接座、固定支架拉板、固定支架調(diào)節(jié)板、環(huán)件等預(yù)制構(gòu)件組成，根據(jù)各構(gòu)件的組成進(jìn)行連接，采用固定支架拉板的環(huán)-異形金具分別與分導(dǎo)體隔條和隔條間的端部金具連接，完成兩相導(dǎo)體的卷入和隔開，如圖2所示。

圖1 FJJ6—375T/300型聯(lián)結(jié)金具連接圖

圖2 FJJ6—375T/300型結(jié)構(gòu)不意圖

在新的相間間隔條連接硬件的制定中，選擇了4點(diǎn)連接和環(huán)形硬件連接結(jié)構(gòu)。當(dāng)鋼絲產(chǎn)生電流和不當(dāng)?shù)膽T性矩健身運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)連接硬件的部件承受力時(shí)，它是基于鉸鏈連接點(diǎn)和環(huán)形配件的旋轉(zhuǎn)角度充分釋放工作的扭矩和彎曲力在相間墊片和連接金具上，降低金具各部件的抗沖擊能力，保證在導(dǎo)線跳動(dòng)時(shí)相間墊片和連接金具不會(huì)引起舞動(dòng)。扭力造成的損壞和拉、壓、變形造成的彎曲距離；其次，根據(jù)型號選擇優(yōu)質(zhì)原材料，提高連接五金各部件的沖擊韌性，使其能夠承受導(dǎo)線舞動(dòng)的生產(chǎn)較大的扭矩和彎曲力值，進(jìn)一步防止常見故障連接金具故障引起的短路故障和電源跳閘。無法控制導(dǎo)體之間的距離[3]。

3 4點(diǎn)連接間隔棒的技術(shù)特點(diǎn)

3.1 旋轉(zhuǎn)角度大，釋能效果好

新型防跳線斷續(xù)環(huán)接硬件支撐架通常采用環(huán)接硬件結(jié)構(gòu)，如圖1和圖2所示。因此，如果電線互連，則線束將分開放置。連接硬件組件的圓形連接從源頭上釋放了導(dǎo)線對相間墊片和連接硬件的扭力，使其難以產(chǎn)生扭矩和彎曲距離[4]。接線時(shí)，應(yīng)妥善維護(hù)相墊片和連接金具，防止損壞。線束可以有±151°的更大旋轉(zhuǎn)角度，對于其他相線束，旋轉(zhuǎn)角度由回路連接硬件處理。根平分線的方位角和方位角平面指定線束的旋轉(zhuǎn)和位移距離，如圖3所示。在帶有相間墊片的兩相線束的中心，一相線束與相對平面成360度以內(nèi)，另一相線束旋轉(zhuǎn)至±21度的特寫角度。

圖3 旋轉(zhuǎn)示意圖

3.2 機(jī)械強(qiáng)度高

為了更好、更合理地保證導(dǎo)線產(chǎn)生舞動(dòng)時(shí)不會(huì)損壞相間間隔桿的4點(diǎn)連接件，4點(diǎn)連接件的線間隔件的支撐點(diǎn)結(jié)構(gòu)采用101A鋁合金型材，抗壓強(qiáng)度可達(dá)286N/mm2，是常規(guī)原材料的1.8倍。固定支架拉板、調(diào)節(jié)板和斜槽板采用Q235A優(yōu)質(zhì)碳鋼鍛造而成，環(huán)形連接五金件采用ZG45原材料鍛造而成。4點(diǎn)連接五金件整體結(jié)構(gòu)采用抗壓、抗拉、斷裂韌性高的原材料，選用這種原材料進(jìn)行生產(chǎn)加工后，4點(diǎn)連接的五金件一般可以承受更大的拉力、壓縮力、以及舞動(dòng)時(shí)導(dǎo)線需要產(chǎn)生的扭矩[5]。

3.3 可調(diào)節(jié)性能好

由于導(dǎo)線上相間墊片的安裝位置不同，各點(diǎn)安裝的相間墊片的長度和規(guī)格不同，從而導(dǎo)致相間墊片長度的測量精度不同。生產(chǎn)加工和貼標(biāo)后的操作給備件儲存帶來了很多麻煩，為了更好的解決這個(gè)問題，本文實(shí)用新型的接頭配件在固定支架的一部分設(shè)計(jì)了一個(gè)可調(diào)節(jié)長度的調(diào)節(jié)板，整體調(diào)整長度為60mm，分為2級，每級30mm，兩相長度可調(diào)至120mm，共6級，進(jìn)而解決以上精密測量、生產(chǎn)加工及備件問題。

3.4 適用范圍廣

可以更換舊的行為，更好地利用各種軟件環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，保證相間墊片有足夠的弧距要求，但相間墊片會(huì)損壞。連接到FJJ6-375T/3004，防飛點(diǎn)連接墊片根據(jù)各種結(jié)構(gòu)配置開發(fā)了一系列產(chǎn)品研發(fā)。目前，使用該產(chǎn)品開發(fā)的新型4點(diǎn)耦合組件可實(shí)現(xiàn)海拔1000米和海拔1000-2000米，該軟件環(huán)境用于安裝相間墊片和拆卸和更換舊的各種結(jié)構(gòu)的相間墊片固定支架。圖4顯示了一張真實(shí)的實(shí)物照片。

圖4 實(shí)物照片

4 4點(diǎn)連接防舞間隔棒滿足的的技術(shù)條件

4.1 抗拉強(qiáng)度(設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求：抗拉荷重不小于150kN)

根據(jù)三組實(shí)驗(yàn)樣品的斷裂拉伸試驗(yàn)，固定支架的比斷裂拉伸值為226.20kN.247.20kN.254.60kN，遠(yuǎn)高于抗壓強(qiáng)度，載荷超過150kN。

4.2 允許轉(zhuǎn)角度數(shù)(設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求：聯(lián)結(jié)金具結(jié)構(gòu)允許轉(zhuǎn)角度數(shù)不得小于600)

在垂直平分線方向四點(diǎn)連接防跳墊片的平面圖中，每相都配有帶相間墊片的線束，其他相的旋轉(zhuǎn)角度大至±151°，符合設(shè)計(jì)規(guī)范[6]。在沿路線的方位圖中，一相帶有相間墊片的線束在另一相的旋轉(zhuǎn)角度可以達(dá)到±151，符合設(shè)計(jì)規(guī)范。

4.3 相間間隔棒最小絕緣有效長度

根據(jù)《110～750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(Q/GDW179-2008)和(220kV～500kV緊湊型空架空合路技術(shù)要求)(DL/T5217-2005)，距離的最大影響為：由于復(fù)合絕緣子本身的雙面配合和爬電距離的影響，充/放電操作電壓下降，相間距離因線徑、松弛等線路測量公差而變得恒定。強(qiáng)烈建議相位間隔器之間的最小值，例如更換導(dǎo)體。合理的絕緣間隙有：在海拔1000rfl以下的區(qū)域，相間墊片的覆蓋距離應(yīng)超過4900mm。在海拔1000-2000米的地區(qū)，間隔層的覆蓋范圍應(yīng)超過5200毫米。最小間距層分類間隙：根據(jù)東北自然地理標(biāo)準(zhǔn)，軟件環(huán)境可分為兩個(gè)區(qū)域，海拔高度為1000m和1000-2000m。絕緣層最小合理間隙計(jì)算：絕緣層最小合理間隙=相間距離，連接硬件結(jié)構(gòu)的相對高度x2，長度x末端連接器長度x高度1000m，1000m-2000m，2個(gè)完整的4點(diǎn)套件和附件連接器類型連接。導(dǎo)體相間最小絕緣長度：根據(jù)500kV緊湊線路三相導(dǎo)體最小氣隙設(shè)計(jì)要求，三相導(dǎo)體相間芯距6.7m，海拔1000m，海拔 7m，海拔高度為1000-2000m。新型4點(diǎn)連接硬件的支撐框架高度為528毫米，相間墊片末端金屬部分的長度為170毫米。4點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)與接頭連接后的相間間隔件的最小有效絕緣長度如下。(1)海拔1000米以下的區(qū)域，要求 6700mm-528mm×2-170mm×2=5304mm＞4900mm。(2)7000mm-528mmx2-170mmx2=5604mm＞5200mm 在海拔 1000m至2000m的區(qū)域，滿足要求。新型垂直連接式連接金具旨在取代目前在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的相間間隔件中使用的舊連接金具的結(jié)構(gòu)高度，更換舊零件后，可以使用舊相墊片，因此相墊片不改變桿的最小有效絕緣距離或單獨(dú)計(jì)算。

5 4點(diǎn)連接防舞間隔棒的應(yīng)力計(jì)算

拉板的材質(zhì)為Q235A，材料的最大許用應(yīng)力為6b=375N/mm2，拉板A-A的截面積為1024mm2。因此，拉板的應(yīng)力為8抽 =T/2F=150kN/2048mm2=73N/ram2＜375N/mm2。 由 于 A-A調(diào)整板的截面積為660mm2，調(diào)整板截面的應(yīng)力為6次調(diào)整=T/2F=150kN/1320mm2=113N/ram2＜375N/mm2。因此，調(diào)整板和拉力板的最大工作應(yīng)力小于調(diào)整板A-A的許用應(yīng)力，強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)論

傳輸線速度控制是國際公認(rèn)的問題，目前國內(nèi)對速度的研究有待進(jìn)一步研究。舞動(dòng)機(jī)理、仿真分析、實(shí)驗(yàn)研究，都需要系統(tǒng)的研究工作來指導(dǎo)舞動(dòng)，傳輸線控制、預(yù)防和管理措施仍有待改進(jìn)。目前，緊湊型線路防竄裝置的主要特點(diǎn)是相分離，但在非常惡劣的冰風(fēng)條件下，最大加密并沒有完全降低。這是一個(gè)更好的防舞裝置，需要應(yīng)對各種形狀的障礙物，比如跳舞、風(fēng)中跳舞、冰上跳躍。