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1、ICS 29.240CCS K402023-05-26演布NB中华人民共和国能源行业标准NB/T112112023高海拔地区输电线路覆冰监测与融冰通用技术导则Generaltechnicalguidelinesoficemonitoringandmeltingiceontransmissionlinesinhighaltitudeareas2023-11-26实施国家能源局发布目次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14覆冰分类15覆冰监测16 覆冰预警27 导线融冰28 地线融冰3附录A（资料性）高海拔地区输电线路覆冰监测与预警工作流程4附录B（资料性）光纤复合架空地线直流融冰用绝
2、缘化改造工程技术方案5参考文献10-XX.刖百本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电器工业协会提出。本文件由全国高原电工产品环境技术标准化技术委员会(SAC/TC330)归口。本文件起草单位：国网四川省电力公司电力科学研究院、重庆大学、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局、昆明电器科学研究所、云南农业大学、重庆理工大学、国网四川省电力公司巴中供电公司、国网四川省电力公司南充供电公司、贵州电网有限责任公司电力科学研究院、云南电网有限责任公司电力
3、科学研究院、云南省能源研究院有限公司、西南民族大学、云南电网有限责任公司保山供电局、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局。本文件主要起草人：蒋兴良、邓元实、范松海、吕刚、李靖、江一、王静、孙博、王世平、周琼芳、汪康康、张志劲、毕茂强、张星海、刘凡、周仿荣、何俊杰、张瑞、彭庆军、孙语晨、李扬、马自飞、吴驰、朱轲、宁鑫、李巍巍、赵荣浩、张睿、罗洋、李亚伟、朱军、白欢、雷潇、刘凤莲、李孟励、王霖、龙伟、黄欢、赵煜、孙利雄、何廷一、田松丰、邓集瀚。本文件为首次发布。Il高海拔地区输电线路覆冰监测与融冰通用技术导则1范围本文件规定了高海拔地区架空输电线路覆冰与融冰的通用技术规范。本文件适用于海拔
4、IoOOm以上至500Onl及以下地区的架空输电线路覆冰防御相关工作，海拔1000m及以下地区可参考使用。2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1等值覆冰厚度equivalenticethickness根据观测档实际监测的导地线覆冰重量，按照覆冰沿导地线表面均匀分布且密度为0.9g/cm3计算的径向覆冰厚度。来源：DL/T15082016,3.13.2等值覆冰厚度占比ratioofequivalenticethickness覆冰监测或覆冰观测得到的监测区段内等值覆冰厚度(3.1)与该区段覆冰厚度设计值的百分比值。3.3临界融冰电流critical
5、ice-meltingcurrent在冰冻雨雪天气下，在一定的环境温度和风速条件下，使导地线覆冰层融化所需的最小电流。4覆冰分类1.1 高海拔地区架空输电线路覆冰按照对输电线路的机械、电气危害程度分别进行分类。4. 2机械分类应按高海拔输电线路覆冰后动态和静态冰风荷载进行分类。5. 3电气分类应按而海拔输电线路覆冰后电气绝缘损害进行分类。5覆冰监测5.1 融高海拔地区输电线路覆冰监测分为在线监测和人工观测，可依据海拔、地理环境、气候条件、线路覆冰程度、线路重要程度等因素选择合适的监测方法。覆冰监测流程见附录A。5.25. 2.1在线监测应能监测和识别覆冰气象条件及引起输电线路的机械、电气变化等
6、可量化和识别的参量。6. 2.2在线监测装置应根据海拔、气象条件选择可靠的通信、供电方式。7. 2.3在线监测装置应根据海拔、线路重要程度、地理环境等合理布点。8. 2.4在线监测装置应满足高海拔地区相关电气、机械技术要求。5.3AI5S3B5.3.1 无在线监测装置、无历史覆冰数据的新建线路，可采用人工观冰方式对覆冰厚度进行确认。5.3.2人工观测应记录覆冰气象条件、地理地形条件和结构物覆冰现象等。5.3.3人工观测与记录应采用规范的方法。6覆冰预警6.1预警分级覆冰预警应根据输电线路等值覆冰厚度划分为蓝色、黄色、橙色、红色四级，高海拔地区输电线路覆冰预警风险等级见表1。表1高海拔地区输电线
7、路覆冰预警风险等级风险等级等值覆冰厚度占比风险性蓝色25%安全黄色25%且W50%可导致机械和电气性能有所降低，但不足以引起故障橙色50%且W75%可导致机械和电气性能明显降低，可引起故障红色75%引发机械和电气故障的风险高，必须采取措施&2附方法根据预警风险等级采取如下措施。预警流程见附录A。a）蓝色风险预警为安全，无须告知。b）黄色风险预警应告知相关责任人。c）橙色风险预警应告知相关责任人，并做好相应的防治措施。d）红色风险预警应告知相关责任人，并采取应急处置措施。7导线融冰7.1根据输电线路的重要性、气象条件、海拔及微地形小气候条件等选择融冰的方法与方式。7.2高海拔地区输电线路导线融冰
8、方法可分为交流融冰和直流融冰。7. 3高海拔地区输电线路导线融冰方式可分为带负荷融冰和不带负荷融冰。7.4 融冰时应根据导线结构、气象条件等选择合适的电流。a）融冰电流应大于导线临界融冰电流，导线发热温度不应高于最高允许温度。b）交叉跨越区应考虑导线弧垂高度随温度变化幅度对相邻线路的影响。7.5 导线融冰时应控制脱冰速度，避免脱冰跳跃引起杆线体系力学特性变化引发的故障。7.6 融冰装置应满足高海拔地区相关电气、机械技术要求。8地线融冰8.1 地线融冰前，应对其进行绝缘化改造以满足融冰要求，见附录Bo8.2 地线应根据导线结构、气象条件等选择合适的电流。a)地线发热温度不应高于最高允许温度，且应
9、满足导地线间安全距离。b)光纤更合架空地线(OPGW)融冰应避免弧垂变化引起的机械损伤。8.3 地线融冰时应控制脱冰速度，避免脱冰跳跃引起杆线体系力学特性变化引发的故障。附录A（资料性）高海拔地区输电线路覆冰监涌与覆工作流程高海拔地区输电线路覆冰监测与预警工作流程如图AJ所示图A.1高海拔地区，电线路冰监涌与覆警工作流程附录B（资料性）光纤复合架空地线直流融冰用绝缘化改造工程技术方案8.1 献悬挂在输电杆塔最顶端的光纤复合架空地线（OPGW）光缆具有电力通信和普通地线的功能。一方面OPGW光缆由于其挂点高、缆径小，覆冰较相同档距内的导线更为严重，运行经验表明，OPGW在冰荷载的重力作用下弧垂过
10、低时，导、地线间的放电危险将显著增大，当严重覆冰时OPGW易出现断股、断线，为杆塔倾斜甚至倒塌埋下隐患；另一方面OPGW光缆承载着电力系统保护、安控等重要业务，在融冰过程不能对光纤造成损伤，同时还要考虑线路接地方式等问题。因此，解决OPGW光缆覆冰问题是提高输电线路整体抗冰能力的关键技术问题，对提高线路运行可靠性、保障电网安全运行起着重要作用。针对OPGW融冰，现主要有线路非绝缘化改造和绝缘化改造两种技术方法。其中非绝缘化改造OPGW融冰方法是使用“可融冰0PGW”，通过对其内置的通流导体施加电流发热后实现融冰，该方法需重新敷设可融冰OPGW,从经济性考虑适用于新建线路；绝缘化改造OPGW融冰
11、方法则是利用绝缘金具将OPGW与铁塔绝缘，然后给OPGW加载融冰电流发热后实现融冰，该方法无须重新敷设光缆，适用于已建线路的OPGW融冰。国内相关单位开展了四川凉山地区220kV雷波变电站至110kV菜坝变电站的110kV雷坝二线56号80号区段架空地线与OPGW光缆的融冰绝缘化改造工作。该线路投运于2015年10月，线路全长56.38km,共计146基铁塔，其中56号80号区段穿越凉山州雷波县山陵岗的重覆冰区域，长度约7.334km,共计25基铁塔。该区段导线设计覆冰厚度为20mm,地线采用GJ-100型钢绞线，OPGW光缆采用OPGW-24B1-100型光缆。根据2017年冬季2018年春
12、季期间导线覆冰拉力数据计算，该区段导线的等值覆冰厚度最大值约30mm,己超过设计覆冰厚度，而架空地线与OPGW光缆的覆冰则较导线更为严重。试点方案采用对试点区段的架空地线与OPGW光缆进行绝缘化改造，进而通过直流融冰装置在架空地线与OPGW光缆上加载直流电流实现融冰。8.2 融冰回路为了防止绝缘区段感应电压过高利融冰时直流融冰电压过高，一般仅需对融冰区段的架空地线与OPGW光缆进行绝缘化改造。本次工程应用采用位于IIOkV菜坝变电站的移动直流融冰装置（额定容量：25MVA/2000A）作为融冰电源。该线路146号81号A相导线将融冰电流经引流至80号塔，经绝缘化改造的56号80号地线与OPGW
13、光缆后，再通过81号146号B相导线留回站内，形成“一去一回”串联融冰回路，示意如图B.1所示。图B.1IlokV雷坝二线直流融冰回路示意图8.3 绝缘段感应电压计算和接地点设置对架空地线与OPGW光缆融冰区段进行绝缘化改造后，当线路正常运行时，会产生较高的感应电压。因此，需要对地线与OPGW光缆绝缘区段的感应电压进行仿真计算，并明确绝缘区段的分段数和接地点设置。HOkV雷坝二线56号80号导线型号为LGJ-240/40,绝缘子型号为U70BP-146,悬垂串为8片串长1.314m的绝缘子。在杆塔平均呼高18m、平均档距200m、土壤电阻率100Q-m、杆塔接地电阻10。的条件下，当线路以额定
14、电流运行时，对不同接地情况下56号80号绝缘区段的感应电压和感应电流进行仿真计算，结果见表B.1。表B.1nokvIr坝二线绝缘化改造区段感应电压/电流仿真结果接地方式56号杆感应电压kV80号杆感应电压接地点电流A架空地线侧kVOPGW侧kV不接地4.24.24.2单点接地80号地线侧接地0.0790.04580号OPGw侧接地0.0700.04356号接地0.0780.069双点接地56号OPGW、80号OPGW侧接地0.0587.880号地线、OPGUr侧接地0.0702.8绝缘区段的感应电压限制在IkV及以下的低电压等级有利于作业安全，参见GB26859-201Io从仿真结果可知，若5
15、6号80号区段绝缘化改造后不接地，感应电压（有效值）将达到4.2kV,超过IkV的低压规定。当在绝缘段设置单点接地后，感应电压（有效值）将降至0.1kV以下。考虑OPGW数据传输稳定性和绝缘化改造施工便捷性，本次试点采用在80号架空地线侧和OPGW侧分别设置接地点的“单绝缘段，双点接地”的接地方式。根据仿真结果，当110kV雷坝二线以额定电流运行时，绝缘段感应电压为0.07kV,感应电流为2.8A,满足运行与检修要求。R4ka按照镀锌钢绞线最高耐受温度125C、OPGW光缆内部光单元最高耐受温度85C的温度限制，在环境温度-5、风速5m/s、覆冰厚度IOmnl条件下计算得到的绝缘区段最大、最小
16、融冰电流见表B.2o表B.2110kV富坝二架空地线与OPG中光缆融冰电流型号单位电阻km最小融冰电流A最大融冰电流AGJ-1000.242149.5380.20PGW-24B1-1000.44126.8365.88.5 金具选择OPGW（架空地线）绝缘化改造所用绝缘金具包括OPGW绝缘耐张金具、OPGW悬垂耐张金具、带并联放电间隙的OPGW绝缘子、光缆绝缘接续盒、绝缘余缆架、绝缘引下线夹、融冰接地开关等。以下对OPGW绝缘子并联放电间隙和OPGW绝缘接续盒进行重点说明。a） OPGW绝缘子并联放电间隙选择。10kVOPGW绝缘子并联放电间隙应同时满足在正常运行时不被线路工频感应电压击穿、在融
17、冰时不被融冰电压击穿和在雷电梯级先导发展阶段可靠击穿。1）从感应电压的角度考虑，56号80号区段采用“单绝缘段，双点接地”的方式使得线路工频感应电压不超过1kV。选择1.15倍安全系数，OPGW绝缘子并联间隙的耐压值应大于L15kV,因此20mm以上的并联放电间隙即可满足要求。2）从融冰电压的角度考虑，采用额定容量为25MVA/2000A的直流电源对56号80号区段实施融冰时，其融冰电压不会超过IokV,因此IOmm以上的并联放电间隙即可满足要求。3）从雷电先行击穿的角度考虑，并联放电间隙与地线绝缘子最小电弧距离之比介于80旷85%可满足要求。一般10kV绝缘子干弧距离为150mm,因此当并联
18、放电间隙介于120mm-127mm时，并联放电间隙会先于地线绝缘子击穿。综合考虑以上3个因素，选取带40mm并联放电间隙的合成悬式棒型绝缘子（FXBZW-10/120）并配合双悬垂金具和耐张金具分别安装于直线塔和耐张塔处，如图B.2和图B.3所示。图B.2悬垂串地线绝缘子图B.3耐张串地线绝缘子b） OPGW绝缘接续盒。OPGW绝缘接续盒分为中间型和终端型两种。前者安装于原OPGW接续处，后者安装于绝缘段起始塔处。本次试点中，将110kV雷坝二线原光缆接续处的63号、71号的OPGW接续盒更换为中间型绝缘接续盒，将绝缘段起始处的56号、80号的OPGW接续盒更换为终端型绝缘接续盒，以实现OPG
19、W光缆承载数据的正常接续传输和分段绝缘，如图B.4和图B.5所示：图B.4中间型OPGW绝缘接续盒图B.5终端型OPGW绝缘接续盒8.6 改造实施56号80号区段的架空地线与OPGW光缆采用“单段绝缘，双点接地”的方式进行绝缘化改造。对于地线，在直线塔处，采用1套带并联间隙的双悬垂串绝缘子实现地线与塔头的绝缘；在耐张塔处，采用2套带并联间隙的绝缘耐张垂串绝缘子实现地线与塔头的绝缘。对于OPGW光缆，在接续塔处采用OPGW绝缘接续盒实现光缆承载数据的正常接续传输和分段绝缘，其余OPGW与地线一致，采用带并联间隙的绝缘子实现与塔头的绝缘。架空地线与OPGW光缆绝缘化改造明细见表B.3,绝缘化改造示
20、意如图B.6、图B.7所示。表B.3110kV雷坝二线56号80号区段绝缘化改造明细杆塔号/区段杆塔类型改造方案56号耐张塔I）在大号侧安装带并联间隙OPGW地线）绝缘耐张串。2）在塔头安装地线与OPGW引流线。3）高压隔离分段OPGW绝缘接续盒57号79号耐张塔1）在小号侧安装带并联间隙OPGW（地线）绝缘耐张串。2）在大号侧安装带并联间隙OPGW地线）绝缘耐张串。3）安装OPGW（地线）绝缘跳线直线塔安装带放电间隙地线悬垂线夹OPGW接续塔1）安装OPGw绝缘引下线夹。2）安装高压隔离分段OPGW绝缘接续盒80号耐张塔1）在大号侧安装带放电间隙OPGw（地线）绝缘耐张串。2）在小号侧安装耐张线夹（通过融冰接地开关接地）O3）安装OPGW.（地线）绝缘跳线4）安装融冰接地开关。5）在地线小号侧地线耐张线夹处安装导线-地线引流线1GB26859-20112DLT1508-2016电力安全工作规程电力线路部分架空输电线路导地线覆冰监测装置参考文献io
