记者:游溢丁文静
9月12日,新疆多地出现大风天气。在±1100千伏昌吉一古泉特高压直流输电工程新疆段,新型引流线调距线夹等风致故障防治技术装备稳稳“定”住导线,保障疆电外送通道安全稳定运行。这些装备均为国网新疆电力有限公司电力科学研究院历经近20年攻关的科研“输电线路风致故障机理与防治关键项目一技术及应用”的技术成果。
新疆地区多风,线路易发生舞动,大风成为威胁电网安全运行的重要因素。传统防治手段受环境等条件制约,治理成效有限,开展针对性技术攻关迫在眉睫。为解决这一难题,2007年起,新疆电科院联合国网电力工程研究院有限公司、重庆大学等单位组建攻关团队,开展“输电线路风致故障机理与防治关键技术及应用”项目攻关,创新塔线体系抗风设计方法,研发新型防风装备,构建一体化风灾防控技术体系。
想要做好灾害防控,必先厘清故障发生的内在机理。新疆气象环境复杂,线路故障往往由持续强风、覆冰等多重因素导致,传统准定常模型难以准确判定故障原因。为此,攻关团队搭建起基于非定常气动力与结构多重耦合的风致故障理论模型。在完成10种冰型、5种导线、20种塔型组合工况下的气动力风洞模型试验后,该团队建立了强风、覆冰复杂环境下输电线路高精度气动荷载模型,以及兼顾股线摩擦特性的导线多尺度拉弯扭耦合本构模型,揭示了多因素非定常气动力与结构多重耦合共振共同作用下的风致故障机理。
针对传统的输电线路风偏舞动分析方法计算准确度不足的问题,攻关团队创新提出输电线路非线性多尺度分析方法,填补了动态风偏、薄覆冰舞动工况下输电线路结构多尺度非线性仿真与评估的技术空白。该团队还完成了4条特高压示范线路塔线耦联风洞试验。研究过程中,该团队发现了强风与薄覆冰耦合舞动条件下覆冰导线的双重稳定现象,进一步提高了覆冰导线的舞动共振区计算精度。
依托前沿理论研究成果,攻关团队同步推进试验装置与风致故障防治技术装备的研发落地。围绕风致故障模拟验证需求,该团队自主研制了导线摆动疲劳试验机、金具磨损试验机等风致故障模拟装置。其中,导线摆动疲劳试验机可模拟导线强风摆动疲劳、验证防断股金具性能;金具磨损试验机可模拟连接金具磨损、验证耐磨强化效果。依托自研试验平台,该团队相继研发了柔性防风偏装置、新型引流线调距线夹、激光强化金具等系列防风装备。经验证,这些装备将导线的风偏角和舞动幅值的控制能力分别提高了50%、60%,引流线和金具的服役寿命分别提高了250%和500%。
目前,相关技术成果已在土1100千伏昌吉一古泉、土800千伏哈密一重庆、750千伏环塔里木盆地输变电工程等30余项重点交直流输电工程落地,覆盖近500基铁塔、1000余千米线路。以750千伏吐哈线为例,加装新型防风装备后,该线设备服役性能显著改善。技术成果还走出新疆,推广至全国17个省份,服务近百条超特高压输电线路,各类装备应用超100万件。凭借突出的技术创新与工程实效,“输电线路风致故障机理与防治关键技术及应用”项目获2025年度新疆维吾尔自治区科学技术进步奖一等奖,相关研究成果被纳入2项国家标准、2项电力行业标准。
依靠自主创新的防灾技术,新疆电网有效应对大风考验,让穿越戈壁荒漠的清洁电能,安全稳定输送到千家万户。
版权所有:2026第4届电力行业防灾应急管理技术大会 | 2026电力安全及应急通信技术交流会