CN106253137A - 一种线性装药的架空输电线路导地线爆破除冰方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线性装药的架空输电线路导地线爆破除冰方法，解决了现有除冰方法需要输电线路停电、除冰不可控、安全风险高以及人工投入大的技术问题。首先，确定架空输电线路导地线爆破除冰导爆索装药量，其次，进行架空输电线路导地线爆破除冰受力与位移测试，然后，进行架空输电线路导地线爆破除冰受力及位移仿真，再然后，确定架空输电线路线性装药爆破除冰策略，最后，确定架空输电线路线性装药爆破除冰导爆索的敷设方法。解决了现有架空输电线路除冰方法需要停电才能完成的技术问题，提出了一种有效解决架空输电线路导地线除冰的计算实施方法。

Description

一种线性装药的架空输电线路导地线爆破除冰方法

技术领域

本发明涉及一种架空输电线路导地线除冰的技术领域，特别涉及一种架空输电线路导地线的爆破除冰方法，使得输电线路在覆冰情况下能够不停电快速除冰，保障输电线路的安全运行，提高电网的供电可靠性。

背景技术

架空输电线路是远距离输电的主要传输通道，是保障电网安全运行的重要设备。近年来，每逢冬末春初的雨雪天气，输电线路导地线容易出现覆冰，有可能造成输电线路停运或跳闸；结冰严重时，甚至造成输电线路倒塔断线，严重威胁电网的安全运行。若输电线路导地线覆冰达到一定程度时，启爆（或按照预先设定的参数）预先敷设在导地线上的导爆索去除覆冰，使线路回复到正常工况，对于保障电网和输电线路的安全运行具有非常重要的意义。目前，输电线路导地线除冰方法主要有：直流融冰、人工除冰以及爆破除冰等方法。人工、爆破除冰方法需要输电线路在停电方式下实施，一方面使电网长时间在非正常方式下运行，另一方面极大地增加了输电线路杆塔倾倒的风险，另外，除冰作业安全和人工成本增加也是不容忽略的问题。直流融冰不需要输电线路停电，但其可控程度差，且会造成输电线路导地线覆冰不均匀脱落，使输电线路铁塔受力难以控制，存在输电线路杆塔倾倒的严重隐患，因此，虽然技术合理，但在实际工作中推广应用很难，加之还需要在变电站站端增加占地，严重影响了直流融冰技术的推广应用。目前国内外仍没有快速、有效、安全的架空输电线路导地线除冰方法。

发明内容

本发明提供了一种架空输电线路导地线爆破除冰的方法。解决了现有除冰方法需要输电线路停电、除冰不可控（除冰不可控可造成输电线路杆塔的倾倒）、安全风险高以及人工投入大的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上问题的：

一种线性装药的架空输电线路导地线爆破除冰方法，包括以下步骤：

首先，确定架空输电线路导地线爆破除冰导爆索装药量：

第一步、获取输电线路的塔型结构、导地线型号、水平档距、垂直档距；

第二步、取同型号输电线路导地线10米、20米和40米三段；10米段用于测试导爆索爆破对导地线的损伤程度，20米和40米用于导爆索爆破的受力测试；

第三步、在实验室中，将取回的10米导地线两端分别固定，在导地线上敷设导爆索并安装启爆装置，人工使导地线结冰；

第四步、在不同结冰厚度情况下，从3克/每米-10克/每米，改变导爆索的装药量，启动爆破；

第五步、将第四步爆破后的导地线进行物理性能测试，确定对导地线无损伤的最大导爆索装药量；物理性能测试内容为：导地线单股线径改变不应超过0.01%，直流电阻改变不应超过0.01%，导地线拉力变化不应超过0.5%；对于光纤复合架空地线（OPGW）其光缆的机械强度和通流量应保持不变；

第六步、根据第三步到第五步试验，得出导爆索不同药量的除冰厚度；

其次，进行架空输电线路导地线爆破除冰受力与位移测试，

第七步、在实验室中，将取回的20米和40米导地线的两端分别固定，分别在试验导地线上不同方向敷设或缠绕导爆索，并安装启爆装置，在两端及中间若干点安装受力测试点；

第八步、使导地线结冰10-30毫米，启动导爆索，记录导地线的水平及垂直位移，同时记录导地线的受力情况和导爆索的传输时间；

第九步、从3克/每米至第五步确定的导爆索最大装药量，改变导爆索的装药量，重复做第八步，记录相关数据；

然后，进行架空输电线路导地线爆破除冰受力及位移仿真，

第十步、在仿真软件中建立“一种架空输电线路导地线爆破除冰受力与位移测试方法”中的输电线路模型，模拟输电线路受力，计算出输电线路杆塔及导地线的受力及水平、垂直位移；

第十一步、将第十步计算出的结果与第九步得到的试验结果进行比对，如误差较大，对模型进行修正，直到两结果误差小于5%；

第十二步、在第十一步得出的模型基础上，将仿真模型比例放大至实际架空输电线路长度；

第十三步、在实际模型中加入雨雪、风速等模型，计算线路杆塔、导地线的受力情况；同时计算导地线的水平、垂直位移量；

第十四步、若计算结果超过输电线路杆塔及导地线的受力极限，则改变输电线路导地线敷设导爆索的长度，直到输电线路杆塔及导地线受力的计算结果满足要求；

再然后，确定架空输电线路线性装药爆破除冰策略，

第十五步、根据第十四步单根导爆索启暴时导地线的受力情况，结合实际线路档距和塔型，分别仿真计算单根或多根导爆索启暴后的受力及位移；

第十六步、根据第十五步计算结果，提出单回、多回线路中直线、耐张等塔型输电线路的爆破除冰策略以及导爆索的敷设方案；

最后，确定架空输电线路线性装药爆破除冰导爆索的敷设方法，

第十七步、导爆索6先安装在导爆索卡子4内部，再加入导爆索卡子防磨衬垫5，然后卡入导地线2，每隔10米距离安装导爆索卡扣1，最后用导爆索卡扣固定销3固定；

第十八步、导爆索的启动装置布置在杆塔上，由架空输电线路地线取电供电；正常时启动装置关闭，直到接到启动信号；

第十九步、在地线或导线1上安装取电感应装置2，其输出连接电源3，电源3输出连接导爆索启动器4，启动器4与导爆索5连接。

本发明解决了现有架空输电线路除冰方法需要停电才能完成的技术问题，提出了一种有效解决架空输电线路导地线除冰的计算实施方法。

附图说明

图1是输电线路导地线爆破除冰导爆索装药量确定以及受力与位移测试实验室测试方法示意图；

图2是导爆索随架空输电线路导地线沿线敷设的布置形式图；

图3是导爆索随架空输电线路导地线沿线敷设后的横截面图；

图4是导爆索启动装置的电气连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种线性装药的架空输电线路导地线爆破除冰方法，包括以下步骤：

一种架空输电线路导地线爆破除冰导爆索装药量的确定方法：

第一步、获取输电线路的塔型结构、导地线型号、水平档距、垂直档距以及地形地貌；

第二步、取同型号输电线路导地线10米、20米和40米三段；10米段用于测试导爆索爆破对导地线的损伤程度，20米和40米用于导爆索爆破的受力测试；

第三步、在实验室中，将取回的10米导地线两端分别固定，在导地线上敷设导爆索并安装启爆装置，人工使导地线结冰；

第四步、在不同结冰厚度情况下，从3克/每米（或更小）-10克/每米改变导爆索的装药量，启动爆破；

第五步、将第四步爆破后的导地线进行物理性能测试，确定对导地线无损伤的最大导爆索装药量；导地线单股线径改变不应超过0.01%，直流电阻改变不应超过0.01%，导地线拉力变化不应超过0.5%；对于光纤复合架空地线（OPGW）其光缆的机械强度和通流量应保持不变；

第六步、从第三步-第五步试验得出导爆索不同药量的除冰厚度；

一种架空输电线路导地线爆破除冰受力与位移测试方法：

第七步、在实验室中，将取回的20米和40米导地线两端分别固定，分别在试验导地线上不同方向（上下左右）敷设或缠绕导爆索，并安装启爆装置，在两端及中间若干点安装受力测试点；

第八步、使导地线结冰10-30毫米（有条件可增加结冰厚度），启动导爆索，记录导地线的水平及垂直位移，同时记录导地线的受力情况和导爆索的传输时间；

第九步、从3克/每米（或更小）至导爆索最大装药量（第五步确定内容），改变导爆索的装药量，重复做第八步，记录相关数据；

架空输电线路导地线爆破除冰受力及位移仿真方法：

第十步、在仿真软件中建立“一种架空输电线路导地线爆破除冰受力与位移测试方法”中的输电线路模型，模拟输电线路受力，计算出输电线路杆塔及导地线的受力及水平、垂直位移；

第十一步、将第十步计算出的结果与“一种架空输电线路导地线爆破除冰受力与位移测试方法”中得到的试验结果进行比对，如误差较大，对模型进行修正，直到两结果误差小于5%；

第十二步、在第十一步得出的模型基础上，将仿真模型比例放大至实际架空输电线路长度；

第十三步、在实际模型中加入雨雪、风速等模型，计算线路杆塔、导地线的受力情况；同时计算导地线的水平、垂直位移量；

第十四步、计算过程中，雨雪、风速以及位移量的限值参照GB 50545-2010《110-750kV架空输电线路设计规范》；

第十五步、如计算结果超过输电线路杆塔及导地线的受力极限，则改变输电线路导地线敷设导爆索的长度（或采用分段启爆导爆索），直到输电线路杆塔及导地线受力的计算结果满足要求；

架空输电线路线性装药爆破除冰策略的确定方法：

第十六步、根据第十五步单根导爆索启暴时导地线的受力情况，结合实际线路档距和塔型（如单回、多回线路中的直线塔、耐张塔等），利用“架空输电线路导地线爆破除冰受力及位移仿真方法”分别仿真计算单根或多根导爆索启暴（同时或不同时）后的受力及位移；爆破位移允许间距参照GB 50545-2010《110-750kV 架空输电线路设计规范》；计算中应采用多档距、多基杆塔模型；

第十七步、根据第十六步计算结果，提出单回、多回线路中直线、耐张等塔型输电线路的爆破除冰策略以及导爆索的敷设方案；

架空输电线路线性装药爆破除冰导爆索的敷设方法：

第十八步、导爆索是架空输电线路线性装药爆破除冰的关键部件，因此导爆索应与输电线路导地线形成可靠共同运动体，且能在雨雪气候、强电磁场环境下可靠工作；

第十九步、导爆索随架空输电线路导地线沿线（可直线或缠绕）敷设，其布置形式如图2；

第二十步、导爆索6先安装在导爆索卡子4内部，再加入导爆索卡子防磨衬垫5，然后卡入导地线2，每隔一定距离（如10米）安装导爆索卡扣1，最后用导爆索卡扣固定销3固定；

第二十一步、导爆索的启动装置布置在杆塔上，由架空输电线路地线取电（或电池）供电；正常时启动装置关闭，直到接到启动信号，启动装置安装示意图如图4；

第二十二步、在地线（或导线）1上安装取电感应装置2，其输出连接电源3，电源3输出连接导爆索启动器4，启动器4与导爆索5连接。

墙体7通过位移受力测试仪8与导地线2连接在一起，在导地线2上设置有多个位移受力测试固定点9。设置在导地线2上的取电感应装置10与感应电源11连接，感应电源11通过导爆索启动器12与导爆索6连接在一起。

Claims (1)

1.一种线性装药的架空输电线路导地线爆破除冰方法，包括以下步骤：

首先，确定架空输电线路导地线爆破除冰导爆索装药量：

第一步、获取输电线路的塔型结构、导地线型号、水平档距、垂直档距；

第二步、取同型号输电线路导地线10米、20米和40米三段；10米段用于测试导爆索爆破对导地线的损伤程度，20米和40米用于导爆索爆破的受力测试；

第三步、在实验室中，将取回的10米导地线两端分别固定，在导地线上敷设导爆索并安装启爆装置，人工使导地线结冰；

第四步、在不同结冰厚度情况下，从3克/每米-10克/每米，改变导爆索的装药量，启动爆破；

第五步、将第四步爆破后的导地线进行物理性能测试，确定对导地线无损伤的最大导爆索装药量；物理性能测试内容为：导地线单股线径改变不应超过0.01%，直流电阻改变不应超过0.01%，导地线拉力变化不应超过0.5%；对于光纤复合架空地线其光缆的机械强度和通流量应保持不变；

第六步、根据第三步到第五步试验，得出导爆索不同药量的除冰厚度；

其次，进行架空输电线路导地线爆破除冰受力与位移测试，

第七步、在实验室中，将取回的20米和40米导地线的两端分别固定，分别在试验导地线上不同方向敷设或缠绕导爆索，并安装启爆装置，在两端及中间若干点安装受力测试点；

第八步、使导地线结冰10-30毫米，启动导爆索，记录导地线的水平及垂直位移，同时记录导地线的受力情况和导爆索的传输时间；

第九步、从3克/每米至第五步确定的导爆索最大装药量，改变导爆索的装药量，重复做第八步，记录相关数据；

然后，进行架空输电线路导地线爆破除冰受力及位移仿真，

第十步、在仿真软件中建立“一种架空输电线路导地线爆破除冰受力与位移测试方法”中的输电线路模型，模拟输电线路受力，计算出输电线路杆塔及导地线的受力及水平、垂直位移；

第十一步、将第十步计算出的结果与第九步得到的试验结果进行比对，如误差较大，对模型进行修正，直到两结果误差小于5%；

第十二步、在第十一步得出的模型基础上，将仿真模型比例放大至实际架空输电线路长度；

第十三步、在实际模型中加入雨雪、风速等模型，计算线路杆塔、导地线的受力情况；同时计算导地线的水平、垂直位移量；

第十四步、若计算结果超过输电线路杆塔及导地线的受力极限，则改变输电线路导地线敷设导爆索的长度，直到输电线路杆塔及导地线受力的计算结果满足要求；

再然后，确定架空输电线路线性装药爆破除冰策略，

第十五步、根据第十四步单根导爆索启暴时导地线的受力情况，结合实际线路档距和塔型，分别仿真计算单根或多根导爆索启暴后的受力及位移；

第十六步、根据第十五步计算结果，提出单回、多回线路中直线、耐张等塔型输电线路的爆破除冰策略以及导爆索的敷设方案；

最后，确定架空输电线路线性装药爆破除冰导爆索的敷设方法，

第十七步、导爆索（6）先安装在导爆索卡子（4）内部，再加入导爆索卡子防磨衬垫（5），然后卡入导地线（2），每隔10米距离安装导爆索卡扣（1），最后用导爆索卡扣固定销（3）固定；

第十八步、导爆索的启动装置布置在杆塔上，由架空输电线路地线取电供电；正常时启动装置关闭，直到接到启动信号；

第十九步、在地线或导线（1）上安装取电感应装置（2），其输出连接电源（3），电源（3）输出连接导爆索启动器（4），启动器（4）与导爆索（5）连接。