2 覆冰倒塔的特点
1)受灾严重地区主要分布在山区。主要是因为山区海拔较而且塔位多处于山顶、风道、垭口地带或山的阴面,这些地区容易形成严重覆冰,同时山区线路高差较大,档距分布相对不均匀,导线在严重覆冰后对杆塔产生较大的纵向张力差。各类地形雨凇积冰的直径见表2。
从表2可以看出,山顶、迎风坡的覆冰厚度是窄河谷和高地的2耀4倍。因此,线路经过相对突出高耸地形或相邻档距大小悬殊,宜按微地形处理,适当提高杆塔抗冰强度,需采用能承受一定张力差的直线杆塔或采用耐张杆塔开断。
2)轻、中冰区抗覆冰过载能力明显不足。从此次冰灾输电线路倒塔情况来看,15 mm及以下轻、中冰区倒塔占93.8%,而20 mm及以上重冰区仅占6.2%。
3)直线塔抗覆冰能力非常弱,在15 mm及以下冰区直线塔倒塔占该冰区倒塔总基数的92.1%。
4)从杆塔局部受损情况看,大多数为地线支架破坏。主要是由于地线偏高并且不带电,导致地线覆冰严重,超过了地线的最大覆冰厚度(现场收集的覆冰资料亦证明了这一点),从而导致铁塔尤其是直线塔的地线支架受损破坏。
3 覆冰倒塔原因
2008年我国南方大部分地区发生的持续性低温雨雪冰冻极端天气为历史罕见。超过50年一遇,部分地区达百年一遇。特别是冰雪天气持续时间长达一个月,电线多次反复结冰,增加了灾害的严重程度,近20天的大气环流异常是造成这次大范围低温雨雪冰冻灾害的根本原因。输电线路导线覆冰表现特征为雨凇,雨凇使得覆冰厚度大大超过了原设计边界条件。覆冰导致输电线路机械性能和电气性能下降是造成覆冰事故的最直接原因,主要表现在4个方面[6-7]:
3.1 严重覆冰引起过荷载覆冰会增加所有支持结构和金具的垂直荷载;
输电线路水平荷载也会随着导线迎风面覆冰厚度的增加而增加。严重覆冰会造成导线、地线断裂,杆塔倒塌,金具损坏。常规500 kV输电线路导线多为钢芯铝绞线LGJ-400/35和LGJ-400/50,地线多为镀锌钢绞线GJ-80和GJ-100。对上面4种导地线的过载能力进行计算,计算结果如表3。
由表3所知,在2008年冰灾中,大部分地区覆冰厚度达到30耀40 mm,个别地区甚至达到50 mm以上,均过了导地线的最大覆冰厚度,导致导地线的断线、铁塔受损。
来源:电网与清洁能源