随着国家能源战略以及西电东输工程的逐步实施,我国电网建设规模不断加大。超、特高压输电线路作为大功率电能的主要输送通道,其运行稳定性直接影响着电力系统的安全可靠性与综合效益。目前,国家电网浙江省电力公司管辖的500 kV及以上电压等级的交、直流输电线路超过10 000 km,部分设备运行年限已近30 a,接续管质量问题开始显现,导线、地线断股事件频发。由于传统预绞式接续条无法修复或补强接续管,当导线断股发生于接续管口时亦无法进行修补,而采用更换接续管的办法费时又费力,无法满足电网短时恢复送电的要求[1]。本文提出的新型预绞式接续条适用于修复、补强受损接续管及断股导、地线,能提高输电线路运维检修工作效率,缩短施工时间,减少线路停运时间,对线路下方设施造成的影响小,经济、社会效益明显。
1 传统预绞式接续条性能特点 1.1 传统预绞式接续条介绍传统预绞式接续条包括导地线预绞式接续条、全张力预绞式接续条、跳线接续条等,设计为单独外接组件,用于高压线路的检修维护。传统预绞式接续条一般由2~4组预绞丝组成,内表面喷砂处理。传统预绞式接续条示意图如图 1所示。
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图 1 传统预绞式接续条示意图 |
(1)强度高。导地线预绞式接续条可以完全恢复导地线的机械性能。
(2)耐腐蚀性好。预绞式接续条所用材质与导、地线相同,具有良好的抗腐蚀性能。
(3)导电性好。导地线预绞式接续条内层磨砂具有良好的导电性,接续后导线的通流能力不受影响。
(4)安装方便。接续条的安装迅速、简单、方便,可带电操作。
(5)适应性强。接续条质量轻、富有弹性,对振动疲劳的耐受能力强。
2 存在的问题 2.1 导地线接续管破损输电线路电压等级越来越高,电力输送距离越来越远,而采用接续管压接是目前长距离输电线路连接的唯一方法。浙江省电力公司管辖的500 kV及以上电压等级交、直流输电线路中接续管数量达数万只,在检修过程中发现个别导线接续管未压区有起鼓破裂或鼓包现象。图 2为某500 kV线路导线接续管鼓包破损实例。
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图 2 导线接续管鼓包破损实例 |
随着线路运行年数的增加,线路规模的扩大,此类现象的发生频次必将增加,传统的换线措施费时费力,且实施条件未必随时具备,故需要更加简便的修复措施,以确保线路安全运行。
2.2 线路下方新建重要交跨物增多随着城市规模的扩展,电力网络越来越密集,在输电线路下方新建的铁路、公路、线路、管道等重要交叉跨越物也增多,造成某些新建重要交跨物上方输电线路存在接续管的现象。
《GB 50233-2014 110 kV~750 kV架空输电线路施工及验收规范》 [2]和《DL/T 741-2010架空输电线路运行规程》 [3]中均规定输电线路在跨越铁路、高速公路、一级公路、通航河道、110 kV及以上线路、管道、索道时导地线不得有接头。国家电网公司运检部下发的《架空输电线路“三跨”重大反事故措施(试行)》 [4]中也规定对特高压“三跨”跨越档内导地线不允许有接头,对其他电压等级“三跨”耐张段内导地线不允许有接头。
此类情况若采取换线措施,成本巨大,故需要采取对接续管进行补强的措施,以确保安全。
2.3 接续管口导地线损伤由于在接续管施工过程中涉及的操作步骤较多,管口的导地线受损概率变大,如蛇皮套使用、锚线操作、压接操作、钢护套使用等都有可能引起接续管口的导地线受损,长期运行后容易引起该处的导地线断股[5]。图 3为某1000 kV线路接续管口20 cm处导线断股的实例。
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图 3 接续管口导线断股受损实例 |
当出现此类情况时,由于受损点距离接续管很近,无法使用传统预绞式接续条或补修管修复,只能采取更换接续管及受损导线的办法,检修效率及经济性低。
3 新型预绞式接续条 3.1 新型预绞式接续条介绍与传统预绞式接续条相似,新型预绞式接续条由数组预绞丝组成,内表面喷砂。新型预绞式接续条实物如图 4所示。
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图 4 新型预绞式接续条实物图 |
新型预绞式接续条具有传统预绞式接续条的所有特点,强度高、耐腐蚀性好、导电性好、安装方便、适应性强,还具有接续管补强和修补接续管口导地线的功能。无论修补还是接续,该接续条可恢复100%导线机械强度,而且在接续长度内能大大改善导线的导电性能。表 1-表 4为SLS-0150(LGJ-400/35)型新型预绞式接续条接续电阻、温升及握力试验结果。
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表 1 接续条温升前接续电阻(20 ℃)试验结果 |
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表 2 接续条温升后接续电阻(20 ℃)试验结果 |
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表 3 接续条温升(环境温度25 ℃)试验结果 |
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表 4 接续条握力试验结果 |
(1)根据导地线受损程度、受损点距离及接续管型号,合理选择预绞式接续条型号、长度。
(2)在安装接续条前必须将导地线彻底清洁,打磨去除氧化层直至露出光泽,且必须使用导电脂涂在导线表面。
(3)该类接续条只能使用1次,任何情况下不得重复使用。
3.4 新型预绞式接续条使用实例目前该类新型预绞式接续条已在浙江省内多条500 kV输电线路和1000 kV特高压线路上使用,主要用于接续管补强和接线管口导线修补,如图 5所示。
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图 5 新型预绞式接续管使用实例 |
新型预绞式接续条作为传统预绞式接续条的升级产品,高效解决了输电线路上出现的一些新问题,弥补了传统预绞式接续条的不足。新型预绞式接续条已在多条超特高压输电线路中实际应用,操作便捷,使用效果显著,经济、社会效益明显,对确保输电线路的安全高效运行具有重要作用。
[1] | 杨胜平. 预绞丝金具产品质量控制及其特点分析[J]. 电力设备, 2006(9): 55–57. |
[2] | 中国电力企业联合会. 110 kV~750 kV架空输电线路施工及验收规范: GB 50233-2014[S]. 北京: 中国计划出版社, 2015. |
[3] | 全国电力架空线路标准化技术委员会运行分技术委员会. 架空输电线路运行规程: DL/T 741-2010[S]. 北京: 中国电力出版社, 2010. |
[4] | 国家电网公司. 架空输电线路"三跨"重大反事故措施 (试行)[Z]. 北京: 国家电网公司, 2016. |
[5] | 张晨, 佟继春, 宋正翰. 应用大截面导线的特高压直流输电线路极间距优化研究[J]. 陕西电力, 2013, 41(6): 26. |