快速复电抢修塔的研制和应用

引言

随着电网的发展,输电线路越建越多,线路经过地区地质、气象条件复杂多变,由于自然环境、人为原因或其他事故等发生倒塔导致停电的概率也逐步增加,且物流仓库备用塔材有限,厂家加工塔材时间较长,一旦造成倒塔,不能做到及时供应铁塔材料,应修必修、修必修好的原则得不到有效落实,影响供电可靠性。

为满足倒杆倒塔断线发生后能快速恢复供电,缓解供电压力的要求,制作一种组装快捷、运输方便的快速抢修塔势在必行。该抢修塔选用高强度材料制作而成,具有承载力强、重量轻等特点,可以进行模块化组装,每个模块之间用连接法兰连接,根据地理位置的不同可随意调整塔的高度,能在最短的时间内恢复供电。这种临时使用的快速抢修塔相比组立永久使用的杆塔,可以节约大量的人力和物力,为快速恢复供电争取了宝贵的时间。

1送电线路倒塔断线的特点

从近几年江门地区发生的送电线路倒塔断线事故来看,主要有以下几个特点:

(1）沿海地区每年都会遭受台风或龙卷风等恶劣天气的侵袭,一旦发生这种自然灾害,会给输电线路造成严重的损害,导致大范围倒塔断线事故的发生,且恢复供电的时间较长,由此造成了巨大的经济损失。

(2）江门属于南方丘陵地带,一年四季雨水充沛,雨水冲刷后的地质十分脆弱,易发生滑坡、塌方、泥石流等地质灾害。一旦如此,倾泻的山泥会压倒在杆塔的基础上,杆塔基础受力不均,引起线路倒塔断线事故的发生。

(3）城市的快速发展,大量的工程建设,开挖路面,破坏了原有的地质结构,使杆塔原有的基础遭到破坏,引起线路杆塔倒杆倒塔事故的发生。

以上三类,以台风、龙卷风自然灾害造成的事故最为严重,台风、龙卷风造成的断线倒塔事故,复电时间长,社会影响大,处理起来十分困难,是我们必须解决的首要问题。其余两类倒塔事故发生的概率十分的小,但这类事故突发性强,造成的影响同样巨大,也需要快速采取措施加以解决。

2快速抢修塔设计研究

2.1快速抢修塔结构特点

快速复电抢修塔要求组装快捷、运输方便,能够在最短的时间内使倒塔的线路恢复正常电力供应。快速复电抢修塔是一种拉线杆塔,其结构由塔身、横担、连接法兰、绝缘子、拉杆、底座和拉线组成。由于抢修塔采用拉线结构,其具有重量轻、造价便宜、能适应各种复杂地形、易于架设等优良特点:拉线抢修塔受力简单、明确,纵向、横向力都由拉线承受,减少了主材受力,选材经济合理。

2.2快速抢修塔的设计

快速抢修塔是一种"上"字型抢修塔,抢修塔的主要材料选用高强度镁铝合金,整塔为分段制造、内法兰连接的框架结构,由上、中、下段组成,抢修塔的塔身由一根上段(1）、一根下段(3）和若干根中段(2）组成,其截面同样为正方形,宽度为0.5m,长度为4.5m,横担采用连接法兰(10）连接并用螺栓相互固定,横担(4）结构呈"上"字型,整座抢修塔组装快捷,螺栓连接牢固可靠。在塔身和横担之间使用拉杆(8）进行连接固定,塔身和地面之间使用上层拉线(6）和下层拉线(7）进行连接固定。抢修塔底座采用万向较接底座(5）,可调性好,可消除地形不平或在使用过程中因塔柱正常倾斜而产生的附加力。这种塔型结构的抢修塔,在组立时可分段组立,也可整体组立,较适宜于地形复杂的山地和丘陵地带(图1）。

2.3快速抢修塔材料的选择

(1）抢修塔的塔身、横担和连接法兰均选用高强度镁铝合金材料,其具有轻质高强、拆卸方便、耐腐蚀等优良特点,重量仅为钢结构的1/3,方便运输和组装。

(2）抢修塔使用的拉杆采用的是FRP材料,其具有质量轻、电绝缘性能优良、耐腐蚀等特点。1）在遇有自然灾害等恶劣天气时,导线舞动会对抢修塔的拉杆进行放电,导致线路跳闸,影响线路的安全运行。由于FRP拉杆具有良好的电绝缘性能,使用FRP拉杆可以减少导线与拉杆之间因为导线舞动而产生导线对拉杆放电现象的发生,保证线路安全运行,提高供电可靠性。2）FRP拉杆具有良好的耐腐蚀性,对酸、碱、盐及有机溶剂等腐蚀介质的耐腐蚀性能优良,因此特别适合于沿海地区、工业区等有特殊防腐要求的环境。3）FRP拉杆质量约为钢质杆的l/2,方便运输和组立施工。

(3）抢修塔的拉线由上层拉线和下层拉线两部分组成,拉线采用镀锌钢绞线,钢绞线截面积为95mm2。上层拉线和下层拉线均使用4根拉线,布置上下两层拉线可以更好地保证抢修塔的站立和稳定。上层拉线一端与横担位置法兰连接,一端与地面连接,拉线对地初始倾角取45°。下层拉线一端与抢修塔中段连接位置连接,一端与地面连接,拉线对地初始倾角根据地形和抢修塔高度现场调整。

(4）抢修塔的螺栓均采用普通粗牙螺栓,粗牙螺栓比细牙螺栓螺距大,在相同的条件下收紧粗牙螺栓的时间比细牙螺栓的时间短,特别是在自然灾害发生后抢修复电时间紧、任务重的情况下,使用粗牙螺栓可以大大减少抢修塔组立时间,为灾后复电争取了时间。

3快速抢修塔的应用

2017年8月23日下午,台风"天鸽"袭击了江门地区,造成了大面积的输电线路故障,其中110kV康址线N101、N102发生了倒塔事故,为加快抢修复电,江门供电局输电管理一所使用快速抢修塔进行了事故抢修,在倒塔现场将抢修塔快速组立,再根据现场地形情况对抢修塔的高度和拉线进行调整,以满足现场运行要求,仅用12h就完成了抢修任务,恢复了正常的电力运行。在此次倒塔复电过程中快速抢修塔发挥了重要作用,有效缩短了复电时间,增强了供电可靠性,保证了电网的安全稳定运行。

4结语

经过反复论证和实践证明,该快速抢修塔能够快速组立且可灵活运用,简化了工作程序,减少了人力、物力的投入,降低了工作难度,可广泛应用于35～220kV输电线路直线杆塔断杆倒塔的事故处理。在发生重大灾害事故时,使用该抢修塔能及时抢修倒塔故障,缩短了抢修复电的时间,增强了供电可靠性,有效保证了电网的安全稳定运行。