500 kV输电线路移动式直流融冰试验分析

刘锋 金哲

摘 要：500 kV输电线路融冰存在导线截面大、移动式融冰装置容量不足、地线融冰困难等问题，基于此，通过提升移动式融冰车容量、改进地线接线方式等措施，成功将导线、地线温升提升超过10 ℃，证明了移动式直流融冰方式用于大截面导线、直接接地地线融冰的可能性。

关键词：移动式直流融冰;地线融冰;导线融冰

0 引言

500 kV及以上电压等级输电线路导线截面大，所需融冰电流较大，多采用固定式融冰装置进行融冰。传统的移动式融冰装置存在容量小、额定融冰电流低等问题，往往无法有效融化大截面导线的覆冰。此外，地线由于电阻率偏高、多采用接地型式等，往往较难融冰。为了解决大截面导线融冰难、地线融冰难等问题，需开展大容量移动式融冰装置研究。

1 融冰段设备情况

原500 kV斗江二回输电线路起于湖北荆门500 kV斗笠变电站，止于湖北荆州500 kV江陵换流站，于2003年11月投运，2011年10月改接至团林换流站，原斗江二回#1～#39杆塔停用。原斗江二回#3～#12段长3.1 km，导线采用4×LGJ-400/35钢芯铝绞线，左侧采用OPGW光缆，右侧采用LGJ-95/55地线，光缆及地线均为逐塔接地。本次融冰选用的电源线为10 kV麻管I回。麻管I回#125电杆位于原斗江二回#3杆塔小号侧约100 m处，导线截面为120 mm2，输送容量8 370 kVA，满足融冰需求，所选用的移动式融冰车如图1所示。

2 试验情况

试验时现场天气为晴天，气温在29～34 ℃，东北风2级，湿度为65%～78%。

2.1    导线融冰试验

在原斗江二回#3塔小号侧B、C相接入直流电缆，在#12塔利用4根短接线将B、C相短接，形成回路。融冰单程为3.1 km，导线融冰试验接线图如图2所示。

融冰电流从0 A上升至3 000 A，观测#4塔、#12塔导线温度分别上升1 ℃、3.5 ℃。继续上升至3 500 A，导线温度再次上升3.5 ℃、2.8 ℃，累计上升4.5 ℃、6.3 ℃。继续上升至3 980 A并保持5 min，导线温度逐渐上升9.3 ℃、14 ℃，累计上升13.8 ℃、20.3 ℃。

融冰电流3 000 A、3 500 A、3 980 A对应的电压分别为395 V、465 V、547 V，换算等值电阻为0.134 Ω。

试验显示：（1）移动式直流融冰装置在额定输送电流下，短距离导线温升可以达到13.8℃、20.3 ℃，满足融冰需要。（2）20 ℃导线电阻率为0.073 89 Ω/km，计算总等效电阻R=2×3.1×0.073 89/4≈0.115 Ω。考虑到短接线接触电阻、环温下电阻值变化等因素，与实际监测换算的电阻值0.134 Ω基本吻合。（3）导线截面为4×400=1 600 mm2，单位截面电流在2 A/mm2以下时（融冰电流3 200 A），温升提升不明显;单位截面电流在2 A/mm2以上时，温升显著提升。

2.2    地线融冰试验

在原斗江二回#3塔小号侧地线、光缆短接后，和中相B相连接，电流从融冰装置送出后，经B相挂设的电缆、地线连接线等流入地线和光缆。

将#12塔地线、光缆短接后，和边相C相连接，电流经地线和光缆流至#12塔后，转至C相，通过C相导线回流，经#3塔C相挂设的电缆流入融冰装置。融冰接线为单程3.1 km地线和光缆并联，导线单程3.1 km，截面4×400 mm2。地线融冰试验接线图如图3所示。

由于光缆、地线均采用逐塔接地形式，为尽量减小电流流入大地的影响，将#2、#3、#4、#10、#12、#13共计6基杆塔接地引下线断开。

融冰电流从0 A上升至800 A，观测#3塔连接线温度上升2.4 ℃。上升至1 000 A，连接线温度再次上升0.7 ℃。上升至1 500 A，连接线温度逐渐上升4 ℃，累计上升7.1 ℃。

融冰电流从0 A上升至800 A，观测#4塔地线温度上升1.3 ℃。上升至1 000 A，地线温度再次上升0.7 ℃。上升至1 500 A，地线温度逐渐上升11 ℃，累计上升13 ℃。

融冰电流在800 A、1 000 A、1 500 A时，#4塔、#10塔大号侧电流分别为173.9 A、169 A;227.5 A、206 A;346.7 A、293 A，#4塔电流约为融冰电流的22.64%，#10塔电流约为融冰电流的20.52%。

融冰电流在800 A、1 000 A、1 500 A时，#10塔大号侧、#10塔小号侧电流分别为169 A、140 A;206 A、170 A;293 A、254 A，流經#10塔后损失电流约占比16.44%。

融冰电流在800 A、1000 A、1500 A对应的电压分别为162 V、200.41 V、305.76 V，换算等值电阻为0.202 Ω。

试验显示：（1）移动式直流融冰装置在额定输送电流下，短距离地线温升可以达到13 ℃，满足融冰需要。（2）对于直接接地地线，可以采用“地线去、导线回”方式融冰。为尽量减少电流损耗，应解开地网。

3 结语

本次试验证明，移动式直流融冰方式同样适用于500 kV输电线路大截面导线的融冰，在后续工作中，应从以下几个方面进行改进：

（1）改进提升装置性能。提升融冰装置容量，重点提高额定融冰电流值，确保能满足500～720 mm2截面导线融冰需求。

（2）固化地线融冰方法。规范、完善地线融冰方法，编写地线融冰指导意见，在电网中进一步推广应用。

（3）储备连接金具。通过分析导地线型号等，做好并沟线夹、T型线夹、引流板等特殊型式金具的采购及储备工作。

收稿日期：2019-10-23

作者简介：刘锋（1969—），男，湖北荆门人，技师，研究方向：特高压线路运检。