35kV腊阿线42#塔倒塔事故分析

35kV腊阿线42#塔倒塔事故分析

(云南电网有限责任公司云南昆明654100)

摘要:介绍并分析35kV腊阿线42#塔发生倒塔事故,提出有关解决策略。

关键词:35kV;腊阿线42#塔;倒塔事故

一、事故概况

2017年8月1日晚,35kV腊阿线42#塔发生倒塔事故。杆塔位于东川区阿旺乡月亮村北侧山顶,N42#塔从距地6米处向西方向拦腰折断。根据东川区气象局资料,该片区阿旺气象台显示,2017年8月1日19:00-20:00时段,阿旺片区风速19.7m/s,雨量7.8mm。

二、本线路设计概况

本线路为2008年5月设计完成,并于当年建成投产的35kV阿旺输变电(线路)工程,起始于35kV姑海变电站,止于35kV阿旺变电站,线路全长9.851km,2011年线路姑海变侧改接入110kV腊利变。导、地线型号导线采用LGJ-185/30钢芯铝绞线,地线采用GJX-35钢绞线。采用云南省I级气象区,设计最大风速25m/s,覆冰厚度5mm。本线路于2008年投产建成,采用《66kV及以下架空电力线路设计规范》(GB50061-97)规程。设计所采用的42#塔塔型为110ZMT3-18米直线塔,设计条件为云南省典型I级气象区设计(最大风速25m/s,覆冰厚度5mm),导线LGJ-185/30钢芯铝绞线,地线采用GJX-35钢绞线。杆塔设计水平档距750米,垂直档距1200米。35kV腊阿线导线采用LGJ-185/30钢芯铝绞线,地线采用GJX-35钢绞线。导线安全系数2.5,地线安全系数3.5。42#塔小号侧档距为929米,大号侧档距为117米,水平档距523米,垂直档距745米。

三、确定设计最大风速

3.1线路附近气象台历年最大风速及风向观测资料

注:本站只查阅到1971~1981年的观测资料

新村气象站风向玫瑰图

P:风速出线频率

m:风速值由大到小按递减顺序排列编号

n:统计风速的总次数

3.2设计最大风速计算

根据东北电力设计院《电力工程高压送电线路设计手册》第二版的耿贝尔矩法,计算高度10.45m下最大风速。

利用上式算出表2资料的σn-1=3.406,并求出平均风速V=16m/s,以重现期为30年、15年,代入上式分别求出距地高度为10.45m的V30=23.45m/s、V15=21.57m/s。97规程重现期T为15年、基准高度为10m(15m)的线路最大风速统计值需进行高度影响的换算:

代入算得35kV该线路最大风速统计值Vs-10m=21.42m/(Vs-15m=22.85m/s)。故本地区历年统计最大风速为21.42m/s,根据97规范山区最大设计风速可按附近平地风速增加10%至23.56m/s,且不低于25m/s。本工程最大设计风速25m/s,满足当时有关规范要求。

四、N42#塔位附近月亮村大风后实地踏勘情况

资料显示,2017年8月1日19:00-20:00时段,阿旺片区风速19.75m/s,雨量7.8mm。N42#塔位于月亮村北侧山顶,距离事故塔位高差约200m,月亮村距阿旺气象观测点约3km左右,经过实地走访调查,月亮村村口其中一颗大树,胸径约20cm,被大风拔出,倾倒在村民房屋顶上,另一颗大树胸径约15cm,被大风拦腰吹断。东北电力设计院《电力工程高压送电线路设计手册》第二版第171页,表3-1-10《风级风速鉴别表》中“陆地物征象”描述“可使树木拔出”的相当风速为24.5-28.4m/s。事故塔位距月亮村高差约200m,推测其瞬时相当风速约为28-30m/s。

五、微地形对塔的影响

本线路大致呈自南向北走线,事故塔位于东川区月亮村附近,海拔约1500m,四周海拔约2000m,峡谷地貌。本塔位达到该耐张段中间高点,前后档地形下降,地处大压档位置。大白河下游大致呈南-北向,与线路成10-20°交角,陶家小河下游大致呈东-西向,与线路成90-110°交角,事故塔刚好位于两条峡谷的交汇口处,右侧为较大的深沟,同时后侧也为较大的深沟,与山顶高差约500-600m。当东南风吹来沿山谷抬升到达N42附近时,由于地形抬升,峡管效应,风得到了加速,到达N42处时瞬时风速推测已达到28-30m/s。杆塔的风负荷超载。加挂ADSS对杆塔风荷载影响本线路后来加挂了一条ADSS线路,会使杆塔风荷载增大约8%左右。

六、结论

第一,N42#塔按老的《66kV及以下架空电力线路设计规范》(GB50061-97)设计,对铁塔的计算只有90度方向的大风;塔高在50m以下时,风振系数为1.0。新规范《66kV及以下架空电力线路设计规范》(GB50061-2010)要求直线型杆塔应计算与线路方向成0°、45°(或60°)及90°的三种最大风速的风向,而且计算杆塔荷载时根据导地线平均高度和杆塔分段高度的不同,以离地10m高为基准考虑增大系数即风压高度变化系数。计算的结果,铁塔主斜材及塔重等都有提高。加之本塔档距较大,遭遇风灾气象,峡管效应风速加大,杆塔及导地线受局部最大风速的影响,即风荷载Ws超过正常限值,最终导致N42(ZMT3)超载倒塔。第二,根据上述新老规范的差异,建议在条件具备时,将该塔更换为按新规范设计的塔型。第三,鉴于本地区出现大风导杆情况,为便于积累运行数据及分析当地区风速情况,建议在附近塔位增加风速监测装置。

参考文献:

[1]代小号.平原地区输电线路强风倒塔机理分析及防治技术研究[J].河北电力技术.2014(03)

[2]苗文静,李伟.电力线路架设中倒塔原因分析[J].山东工业技术.2017(18)

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