1000kV交流同塔双回输电线路导线脱冰跳跃特性

导线脱冰会引起导线的剧烈运动,使导线跳跃上下摆动,将导致导地线间或导线档中空气间隙的减小,严重时引起闪络;特高压线路由于导线分裂根数较多,截面较大,其脱冰跳跃问题更为严重,特高压输电线路导线脱冰跳跃的考虑对于导线排列,杆塔选型,档距配置等都有重要意义。为此首先进行了单导线覆冰脱落模拟试验研究,研究了不同档距组合、不同脱冰方式下的导线脱冰跳跃规律。还通过计算机仿真的方法针对试验工况进行数值模拟,仿真计算与模拟试验的结果具有相同的规律性。建立了适用于1000 kV交流同塔双回输电线路导线脱冰跳跃分析的3自由度多档导线模型,分析了连续档数、档距组合、档距大小、导线机械参数因素对特高压同塔输电线路脱冰跳跃的影响。分析了15 mm覆冰情况下特高压线路导线脱冰跳跃水平。研究表明,在15 mm覆冰及以下时,特高压同塔双回输电线路相间导线不需要水平偏移,在导线发生脱冰跳跃时线路也能安全运行。     

中国电力科学研究院研发特高压线路防舞动预警系统

正2016-09-15,从中国电力科学研究院获悉,该院攻克特高压交流紧凑型线路防舞技术,完成了特高压输电线路舞动预警在线系统的研发,形成了系统的特高压交流紧凑型线路舞动、风偏、脱冰跳跃分析方法及防治技术,提出了综合考虑防舞动、防风偏及防脱冰跳跃要求的相间间隔棒优化布置方案,提高了线路抵御导线大幅值振动破坏的能     

超/特高压同塔多回输电线路脱冰跳跃动力响应分析

为了明确超/特高压同塔多回输电线路的覆冰动态特性,采用有限元方法分析了其脱冰跳跃动态响应。考虑几何非线性的影响,采用有限元理论建立了导/地线-绝缘子及铁塔-导/地线-绝缘子体系的脱冰跳跃精细化数值分析模型。以1 000 kV交流双回、500 kV交流双回同塔多回输电线路和±800 kV直流单回、500 kV交流双回同塔多回输电线路为例,考虑塔线耦合效应、脱冰位置、档距和高差等影响因素,完成了不同工况下系统的脱冰跳跃分析。结果表明:当铁塔较高时,塔线耦合作用对导线脱冰跳跃纵向不平衡张力的影响不大,对地线脱冰跳跃纵向不平衡张力的影响较大;边档脱冰产生的纵向不平衡张力明显大于中档脱冰。最后,对导/地线脱冰跳跃纵向不平衡张力百分比取值进行了如下建议:1 000 kV导线及±800 kV导线取10%;500 kV导线取20%;地线取100%。     

特高压线路覆冰脱落跳跃的动力计算研究

导线脱冰是冰区输电线路中的常见现象,导线脱冰会引起导线的剧烈运动,使导线跳跃上下摆动,导线跳跃将导致导线档中空气间隙的减小,严重时以致相间闪络;同时脱冰跳跃还会对绝缘子串、金具及铁塔产生较大的动态拉力,对其产生破坏作用,在重冰区大档距的情况下,导线脱冰的影响尤为显著。特高压线路由于导线分裂根数较多,截面较大,其脱冰跳跃问题更为严重,特高压脱冰跳跃的考虑对于导线排列,铁塔选型,档距配置等都有重要意义。本文首先分析了导线脱冰时的非线性的非线性动力过程,建立了适用于导线脱冰跳跃分析的3自由度多档导线模型,确定了采用中心差分的显式积分方法作为计算方法。计算得到了导线脱冰跳跃的时程响应,并分析了脱冰量（百分比）、档距组合、导线机械参数、均匀与非均匀脱冰等因素的影响。     

基于脱冰跳跃和电晕条件下的特重冰区特高压交流输电线路地线支架高度研究

为减少脱冰跳跃和电晕对特重冰区特高压交流输电线路安全稳定运行的不利影响,需分析地线支架高度的制约因素并合理确定其高度。对40 mm、60 mm特重冰区特高压交流输电线路导地线脱冰跳跃、地线电晕、线间距离、保护角、水平偏移等方面进行分析,提出1000 kV特高压交流输电线路地线支架高度制约因素、计算方法及结论。经研究,在40 mm、60 mm特重冰区,1000 kV特高压交流输电线路耐张塔脱冰跳跃控制的地线支架高度小于电晕控制条件下的地线支架高度,地线支架高度主要由地线电晕条件控制。40 mm冰区耐张塔地线支架高度不小于16 m,60 mm冰区耐张塔地线支架高度不小于16 m。     

特高压交流输电线路重覆冰区地线支架设计研究分析

根据重覆冰地区线路工程的设计经验和数据分析,对正在设计的特高压交流输电线路重覆冰区脱冰跳跃特性进行了研究。分析了不同档距、不均匀覆冰时的导地线静态和动态的接近情况,提出了特高压交流输电线路重覆冰区导地线的脱冰跳跃分析结论及重覆冰区杆塔地线支架布置要求,为后续工程设计提供参考。     

间隔棒对塔线体系脱冰跳跃的抑制研究

输电线路电力事故主要由导线微风振动、导线舞动和覆冰导线脱冰跳跃3种情况引起。其中覆冰导线脱冰跳跃使得导线跳跃较大的幅度,导致相间间距不足引发电气事故,且较大的导线跳跃易引发机械事故,在三相导线呈竖直排列的线路中,脱冰跳跃引发的危害尤为严重。针对三相导线呈竖直排列的输电线路,建立输电铁塔一线一相间间隔棒体系的三档有限元模型．当覆冰导线脱冰跳跃时,在不同的脱冰相组合下,研究相间间隔棒对塔顶位移的抑制规律,并对几种相间间隔棒布置方案进行研究。得出在档距的2／9、1／2、7／9处加装相间间隔棒是最优布置方案。     

悬跨比对输电线路脱冰跳跃动态响应影响

输电线路脱冰跳跃会使导线大幅度上下摆动,对绝缘子串、金具、铁塔等造成较大的动态拉力,可能引起机械事故,而输电线路脱冰跳跃动态响应剧烈程度与悬跨比有关。为此搭建耐张段输电线路脱冰跳跃试验平台,进行不同悬跨比下均匀脱冰试验。首先利用位移采集模块及动态张力采集模块获得导线脱冰跳跃动态响应数据;继而采用集中荷载法,分析脱冰跳跃最大高度、振动幅值衰减特性,研究动态张力及其衰减特性,探讨悬跨比对脱冰跳跃响应的影响。实验结果表明,增加悬跨比可使导线跳跃能力减弱,能量消散加快,从而提高线路抗冰能力。     

1000kV交流同塔双回线路伞形塔与鼓型塔比较

为对特高压交流输电线路建设提供技术基础,比较了劈腿式伞形塔和收腰式伞形塔的区别,指出后者防雷性能好、杆塔质量小、工频场强稍小,收腰式伞形塔的性能优于劈腿式伞形塔。选择采用劈腿式伞形塔,还是收腰式伞形塔,与导线水平位移距离的要求值大小有关。特高压交流同塔双回线路导线之间的垂直距离达21 m,从脱冰跳跃的计算和试验结果论证了特高压交流同塔双回线路导线间不需要特别提出水平位移距离要求,收腰式伞形塔可以满足脱冰跳跃要求。双回线路的中相导线是同名相,中相导线之间的距离稍有差异,对电磁环境影响很小。通过线路的计算表明,特高压同塔双回收腰式伞形塔线路可以满足电磁环境标准要求,与鼓型塔的基本相同。在防雷性能上收腰式伞形塔明显优于鼓型塔。建议我国特高压交流同塔双回线路宜选择收腰式伞形塔。     

架空输电线路防脱冰跳跃事故技术研究

导线不均匀覆冰和不同期脱冰是冰区输电线路中的常见现象,其对输电线路产生破坏作用,在重冰区大档距的情况下尤为显著。文章介绍了输电线路脱冰跳跃的影响因素及国内外防脱冰跳跃的技术方法。     

相间间隔棒对覆冰导线脱冰跳跃的抑制研究

针对覆冰导线脱冰跳跃引起的导线断股、疲劳断线、导线间闪络、短路等电气事故问题,阐述了塔线-相间间隔棒体系的有限元理论,建立了三相导线呈竖直排列的输电线路输电铁塔、线-相间间隔棒体系的有限元模型,分析了相间间隔棒对导线跳跃高度和导线挂点不平衡张力的抑制效果。研究结果表明,加装间隔棒可以有效抑制单相脱冰和两相同时脱冰,对导线的跳跃位移和导线挂点不平衡张力有很好的抑制作用。     

大档距/高差线路非均匀覆冰下的脱冰跳跃特性研究

冰区输电导线上的覆冰脱落会减小绝缘间隙,可能引发闪络跳闸,威胁线路安全运行。针对目前基于有限元法的非均匀覆冰下导线脱冰跳跃特性研究的不足,采用有限元方法建立3档四分裂导线计算模型,研究非均匀覆冰和均匀覆冰对导线脱冰跳跃特性的影响,分析非均匀覆冰导线在档距、高差、覆冰厚度等参数下对最大脱冰跳跃高度的影响规律,并对现有经验公式进行改进。结果表明,最大脱冰跳跃高度与非均匀覆冰密切相关,非均匀覆冰下导线的脱冰跳跃高度可能大于均匀覆冰下的脱冰跳跃高度,且最大脱冰跳跃高度所在位置可能不在档距中点,更容易引发闪络跳闸事故。因此,所提非均匀覆冰下导线的脱冰跳跃特性对重冰区线路绝缘设计具有重要工程价值。     

碳纤维复合芯导线应用于特高压大跨越线路的脱冰工况仿真

当远距离输电工程横穿长江黄河时，需在该区域架设特高压大跨越架空输电线路。由于档距较长、不平衡张力较大等原因，该线路在发生脱冰跳跃时存在更大的安全隐患，而应用轻质、强度高的碳纤维复合芯导线有望降低其运行风险。该文利用清华大学自主研发的三自由度非线性仿真平台，基于导线的脱冰工况，对1000k V特高压大跨越应用同型号的碳纤维复合芯导线与钢芯铝合金导线两种情形进行仿真计算。结果表明：应用碳纤维导线可以降低特高压大跨越线路的弧垂，将不平衡张力降为原来的50%左右，降低绝缘子受力，虽然相间距离有所减小，但通过安装合适的抑制措施可以使其满足7 m的安全要求。因此，在特高压大跨越线路中应用碳纤维复合芯导线可以提升线路发生脱冰跳跃时的力学安全性。     

风荷载对输电线路导线脱冰跳跃高度的影响*

针对某500kV四档四分裂原型线路建立有限元模型,采用非线性有限元数值模拟方法研究风荷载对输电线路脱冰跳跃高度的影响,考虑脱冰瞬间气动外形及气动力参数的改变引起的风载突变,通过对不同冰厚和不同风速条件下输电导线脱冰动力响应结果的分析,得到了输电导线最大脱冰跳跃高度与脱冰前后静止状态弧垂差之间的函数关系。利用二元回归分析拟合出了输电导线考虑风荷载作用下的最大脱冰跳跃高度简化计算公式,利用该公式可更精确地计算输电线路导线及导地线之间的安全间隙,具有一定工程实用价值。     

大吨位复合绝缘子在特高压直流Ⅴ型串上的应用

特高压直流输电工程在悬垂串上将广泛采用机械强度等级≥300 kN的大吨位复合绝缘子,对其运行中机械载荷特性的研究是合理选型它的基础.为此建立了架空输电导线有限元模型和试验验证了的复合绝缘子Ⅴ型串的机械特性模型;针对大吨位复合绝缘子FXBZ-800/550在特高压直流Ⅴ型串上的应用,仿真研究了导线脱冰跳跃、风偏和舞动等动...     

架空输电导线脱冰跳跃实验系统

导线覆冰是冰区架空输电线中的常见现象,导线脱冰振荡会严重影响输电塔的结构安全。为了实现对导线覆冰脱冰的多工况实验模拟,基于总线架构式设计思想,研制了一套新型导线脱冰振荡非线性模拟实验系统,主要包括脱冰模拟模块、脱冰控制模块和数据采集模块三大部分。脱冰模拟模块负责基本实验环境的搭建,可以根据不同的架空输电线工况进行设计。脱冰控制模块实现脱冰时序的设置,并按照时序高精度地模拟出各种脱冰跳跃工况。数据采集模块对导线动张力进行实施采集,并利用双目立体视觉技术实现导线脱冰跳跃轨迹测量。系统具有较高的自动化水平,控制精度良好,能够有效测得脱冰跳跃过程中的动张力和导线跳跃轨迹。     

基于微气象监测的输电线路覆冰动态过程估计模型

导线覆冰与脱冰跳跃威胁输电线路的安全运行,因此实现线路覆冰增长与脱冰跳跃动态过程实时趋势估计,对运维检修决策有很大意义。在现有覆冰增长与脱冰跳跃的影响因素研究基础上,提出了基于微气象监测数据的输电线路覆冰及脱冰跳跃发展趋势多时间尺度动态估计模型。以新疆电网某线路运行记录为例进行了建模分析,所提模型与实际运行结果及其他方法对比测试表明,该方法可较好地估计输电线路覆冰增长及脱冰跳跃过程,实用性强,可用于输电线路覆冰及脱冰跳跃监测、越限告警,作为电网调度运行及线路运维检修决策的参考。     

覆冰严重塔位挂点金具、绝缘子受损原因及整改措施

特高压输电线路在我国能源电力战略中起着至关重要的作用。输电线路中的挂点金具、绝缘子等电气设备损毁而造成电力系统瘫痪的情况不在少数。基于新东直流工程实例,从线路覆冰、导线舞动、脱冰跳跃等多个方面分析挂点金具及绝缘子受损原因,同时针对不同的损伤类型给出了相应的整改措施及建议。     

特高压交流同塔双回输电线路严重脱冰跳跃抑制措施仿真研究

与单回输电线路相比,特高压交流(UHVAC)同塔双回输电线路具有扩大输电容量和减少输电走廊的优势,但在运行过程中受到外力(如大风、脱冰)作用时,更容易产生相间闪络、碰线等事故。为此,利用清华大学自主研发的3自由度多档导线–绝缘子体系非线性仿真模型,针对1 000 k V特高压交流同塔双回输电线路进行了导线动态力学仿真计算,研究了3种严重脱冰工况下传统相间间隔棒与新型相地间隔棒对导线不同期摆动的抑制效果。计算结果表明:对于脱冰跳跃严重的1 000 k V特高压交流同塔双回输电线路,采用传统的结构高度为20 m、芯棒直径为95 mm的相间间隔棒或新型的结构高度为20 m、芯棒直径为30 mm的相地间隔棒均可以较好地抑制相间距离的减小;运行过程中,绝缘子所受拉力、压力均在其受力范围内;多相脱冰时,在脱冰相实施新型相地间隔棒和相间间隔棒相配合的安装方案,抑制相间距离减小的效果更加突出。对于具体线路和工况,可参考研究结论进行不同间隔棒配置方案处理。     

基于大数据的导线悬垂面脱冰跳跃高速摄影测量方法研究

针对输电线路在冬季覆冰期间导线脱冰跳跃时的精确测量需求,研究了一种基于大数据的导线悬垂面摄影测量方法,讨论了基于此技术方案的高速摄影性能及主要算法及便携式脱冰跳跃摄影测量仪的制备方法。根据导线脱冰跳跃时悬垂面的摄影测量数学模型和数据采集模型,通过数据的有效帧的梳状区域连续判定法实现了数据的有效梳理,获得了有效的数据。实验结果表明,基于大数据的摄影测量方法,通过大量数据对本文提出的方法进行学习和训练,得到高速摄影测量方法在悬垂面摄影测量的精度与影像在悬垂面处的空间分辨率基本相当,能很好地捕捉导线在脱冰跳跃情况下的舞动状况,对于导线脱冰跳跃和雷击这类随机短促突发事件的高速影像采集的情况能够得到很好地应用。