摘要:本文结合国内高压、超高压、特高压线路运行情况,提出张潘马黄河大跨越导线防舞措施,并通过分析±800kV特高压直流输电线路防舞装置对导线架线的影响,提出张潘马黄河大跨越导线的安全系数和平均运行张力。
由于线路走廊资源日趋紧张,±800kV特高压直流输电线路会不可避免地跨越黄河、长江等大型河流,因此直流大跨越工程将日益增多,±800kV锡盟一山东张潘马黄河大跨越工程就是其中之一。鉴于直流大跨越工程的重要性,一般会提高舞动区级别设防。由于防舞装置自身重量会对导线架线产生较大影响,因此研究架线特性对保证线路的安全、可靠、稳定运行意义重大。
1 张潘马黄河大跨越防舞设计方案
为控制导线舞动对导线本身、金具及杆塔造成的损坏程度,张潘马黄河大跨越工程在设计杆塔、金具时充分考虑到舞动带来的附加荷载以实现抗舞或通过设置防舞装置来抑制舞动。
1.1抗舞动措施
抗舞动措施是在无抑制舞动措施下通过提高线路设备的电气和机械强度来抵抗导线舞动,使线路设备在舞动下不损坏并安全运行。提高线路设备的机械强度主要是指杆塔结构应能承受舞动时的动态荷载,导线及金具应在舞动下不损坏和松动等。提高线路设备的电气强度是指在导线舞动的轨迹中,电气间隙能防止不同相导线间及导线与地线间发生击穿短路,以保证舞动时线路仍能安全运行。
导线舞动时产生的动态张力变化范围很大,最小张力约为静态张力的60%,最大张力可达静态张力的2倍。舞动时悬垂绝缘子串的顺线路偏移会助长舞动幅值的增大。悬垂线夹两侧的张力差往往超过悬垂线夹握着力而造成导线滑动。随着分裂导线分裂根数的增多,导线舞动会加剧。
对张潘马黄河大跨越段线路可采取以下抗舞动措施。
(1)适当提高金具强度,将与铁塔相连的第一金具的强度提高一个等级,或采用新型抗舞动金具。
(2)适当加强耐张塔跳线金具,重点加强跳线间隔棒、硬跳线出口段和耐张线夹引流板。
(3)加强耐张塔横担,将导线横担上平面和地线支架下平面的腹杆布置成稳定的支撑体系。
(4)对耐张塔横担与塔身结合处采用增加板厚的方法,以增加其连接强度和平面外刚度。
(5)大跨越耐张塔、直线塔全塔(含脚钉)采用双螺母。外螺母为防松型防卸螺母,其厚度不小于国标普通螺母;内螺母为国标普通螺母。两螺母的级别须与螺杆的级别匹配。
1.2抑制舞动的措施
抑制舞动的措施是指在已运行的线路上舞动严重的线段采取措施破坏舞动形成的条件,抑制舞动的幅度,消除舞动可能造成的损坏,以实现线路安全运行。特高压直流输电线路抑制舞动的措施主要是安装改变系统结构特性的抑舞动器。
改变系统结构特性的抑舞装置的原理是采用结构力学的方法,改变舞动系统的固有扭转或横振频率、质量分布和元件连接方式等动力学特性,以达到抑制舞动目的。目前常用的抑舞装置中,失谐摆和防舞鞭不适用于分裂导线;偏心重锤采用日本的回转式间隔棒,价格相对较高,不符合我国国情,不推荐;相间间隔棒适用于垂直排列的导线和紧凑型线路,对于两极特高压直流输电线路,目前没有合适的产品;线夹回转式间隔棒可改变覆冰形状,安装在分裂导线的轻舞动区是不错的选择;在强舞动区,可选择线夹回转式双摆防舞器和线夹回转式间隔棒结合使用方案。
根据国家电网基建2010年536号和755号文件,对于2级和3级舞动区,应在导线、绝缘子、金具设计,杆塔加强,螺栓防松,防舞装置加装等方面采取综合措施;特高压输电线路宜采用线夹回转式间隔棒或双摆防舞器。
鉴于张潘马黄河大跨越工程位于易发生舞动的敏感地段,按2级舞动区设防,线路考虑采用线夹回转式间隔棒加双摆防舞器抑制舞动。