固原地区输电线路覆冰及其事故防治技术研究

摘要

固原地处宁夏南部山区，属六盘山山脉，输电线路穿越海拔2000m左右的高原地区。每年1～2月，气温为-5～-15℃，空气相对湿度为91﹪～94﹪，特殊的地理环境使输电线路上极易形成覆冰而引发事故。覆冰事故频繁发生，已经严重危及了固原地区电网的安全稳定运行。 本论文探讨了国内外关于输电线路覆冰问题研究的最新进展，并结合固原供电局输电线路覆冰的实际情况，研究分析了输电线路覆冰的气象成因、.发展过程及其影响因素。在重庆大学人工气候室内模拟高海拔、覆冰、污秽复杂大气环境，进行了覆冰绝缘子长串的闪络特性试验，研究覆冰和污秽等因素对其闪络特性的影响。文章最后在分析现有的各种防冰除冰、防覆冰闪络技术措施和方法的基础上，根据固原供电局输电线路覆冰的特征和具体工程实践，提出了防止其输电线路发生冰害事故的技术措施和方法。结果表明： (1)固原地区输电线路覆冰多为雨淞和雾淞，其影响因素包括气象条件、地形和地理环境、海拔高度及导线本身条件等。而气温、风速及过冷却水滴大小对覆冰类型起到决定性作用。 (2)气压对覆冰绝缘子长串闪络电压的影响与污秽绝缘子类似，XP-70、XWP2-160和FXBW4-110/100的气压影响特征指数n与覆冰状态、绝缘子结构及型式等有关，在所进行的模拟覆冰条件下严重覆冰时为0.64、0.55和0.69。在海拔3000m和232m时，严重覆冰的绝缘子长串的表面呈电阻特性，在试验的21片(海拔232m)和15片(海拔3000m)串长范围内，其最低冰闪电压与串长或最小电弧距离呈线性关系。 (3)覆冰防治要以“防”为主，对于新建输电线路，在线路设计时，要避开微地形易覆冰区，在无法避免的重覆冰地段，要提高设计标准，或在导线表面包涂憎水性材料等措施来有效的防止覆冰事故。而对于已运行线路，可通过技术改造，采用倒V型绝缘子串、在普通合成绝缘子上方粘贴或热塑一个大盘径硅胶伞裙罩等措施均能有效防治输电线路绝缘子串覆冰闪络。在线路运行中，采取临界电流防冰也是一种防止输电线路导线覆冰比较可行的方法。 (4)输电线路除冰措施大致可分为三类：热力除冰、机械除冰及自然脱冰。每一种除冰措施又包含多种具体的方法，根据固原供电局的具体工程实践，证明带负荷融冰和大电流融冰技术在工程现场应用比较可行。

目录

文摘

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1绪论

1.1论文研究的目的和意义

1.2输电线路覆冰的国内外研究状况

1.2.1输电线路覆冰观测及分析研究

1.2.2输电线路覆冰预测模型研究

1.2.3输电线路覆冰绝缘子(串)闪络特性及机理

1.3本论文的研究内容

1.4本章小结

2固原地区输电线路覆冰特点及影响因素分析

2.1固原地区输电线路覆冰特点

2.2固原地区输电线路覆冰影响因素

2.3输电线路覆冰机理

2.3.1输电线路覆冰的基本物理过程

2.3.2输电线路覆冰的形成条件

2.4本章小结

3覆冰对输电线路电气及机械特性的影响

3.1覆冰对输电线路电气特性的影响

3.1.1绝缘子串冰闪电压与串长的关系

3.1.2表征污秽和覆冰对绝缘子串闪络电压影响的特征参数

3.1.3覆冰绝缘子长串最低交流闪络梯度VFM/m与ISP的关系

3.1.4海拔高度(气压)对覆冰绝缘子串闪络电压的影响

3.2覆冰对输电线路机械特性的影响

3.3本章小结

4输电线路覆冰事故防护措施及方法

4.1输电线路防冰除冰措施

4.1.1防冰措施

4.1.2除冰措施

4.1.3防冰除冰技术方法的能耗比较

4.2覆冰的检测方法

4.2.1覆冰量检测法

4.2.2覆冰临界电流检测法

4.2.3导线张力检测法

4.2.4综合(选举)检测法

4.3固原地区输电线路防冰除冰实例

4.3.1 35kV北王线除冰实例

4.3.2采用临界电流防冰实例

4.4防治绝缘子串覆冰闪络措施

4.4.1采用倒V型绝缘子串

4.4.2其他措施

4.5本章小结

5结论

致谢

参考文献

附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文