高压塔换塔移线过程中倒塔事故分析及措施

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1、2009年8月Aug．2009第37卷第4期(总第203期)Vo1．37No．4(Ser．No．203)高压塔换塔移线过程中倒塔事故分析及措施FaultAnalysisofHighVoltageTransmissionTowerCollapseDuringRebuilt李日兵，邢爽，周磊(1．东北电力大学，吉林吉林132012；2．北京超高压公司，北京102401)摘要：以日本某条重要输电线路一次实际换塔移线过程中的伤亡事故为例，分析了其发生原因，是超过塔材自身极限承载力造成的，并就以后在此类施工中如何避

2、免类似事故，提出了应该进行必要的铁塔单侧承载时强度安全性确认，在必要的情况下应进行铁塔非破坏性探伤等建议。关键词：输电塔；换塔移线；事故中图分类号：TM754文献标志码：B文章编号：1009—5306(2009)04～0034—03随着社会的进步和经济的发展，离开电力，人类等地的重要输电线路，基于该线路的长期安全运行的生产、生活寸步难行，特别是高压和超高压输电线考虑，关西电力决定换掉该塔。路更可以称之为国民经济的大动脉。由于人为或自然灾害原因，一旦发生高压线路断电事故，经济损失难以计算。我国和Et本同属自

3、然灾害多发国家，冰雪、洪水、地震等自然灾害已成为高压和超高压电网破坏事故的主要原因。2008年初我国南方电网发生的大面积冻雨灾害，以及5．12地震灾害中都有大量高压和超高压输电线路铁塔破坏及倒塔。特别是随着高塔设计、以及同塔双回及以上线路的增多，此类事故也将逐渐增多。因此，如何有效应对突发性灾害事故，如何及时消除线路隐患，如何保证换塔移线作业及施工人员的人身安全，就成为电力科研及工程技术人员需要重点关注的问题。本文以一实际换塔移线过程中的伤亡事故为案例，分析了事故发生的原因，并就以后如何避免类似事故提出了

4、建议。1事故过程图1事故示意图工程预定施工时间为2008年5月15日至l2事故发生于日本关西电力所属275kV美浜线月25日。事故发生于9月15日11时左右。发生事福井县境内21号塔换塔移线过程中。该线路建于故的21号塔为鼓形耐张钢管塔，塔高53．5m，同塔2O世纪6O年代末。2005年12月，由于雪灾，该塔的双回线路，4分裂导线。事故发生时该塔状态如图1某些塔材发生弯曲，关西电力对弯曲塔材进行了辅所示：铁塔左侧2号线路三相导线已经被移到该塔强或置换。由于该线路是由美浜发电厂至东京大阪旁边的21号I临时塔

5、上，右侧1号线路处于带电状收稿日期：2009—06—21作者简介：李日兵(1980一)，男，助教，硕士，主要从事高压输电塔防灾减灾方面的研究。·34·2009年8月吉林电力Aug．2009第37卷第4期(总第203期)JilinElectricPowerVo1．37No．4(Ser．No．203)态，4名施工人员正在离地45m处左侧上横担处进左侧3相导线拆除使塔的受力失去平衡，最初发生行施工。上午11：25事故发生，塔头部分折断(见图损坏的上横担中间塔身2根腹杆(长约3m、直径701阴影部分)，虽然施工人

6、员配带了安全绳，但由于mm、壁厚3mm钢管)内力猛增到67kN，而其极限是与折断塔头部分一起坠落，最终造成2死2伤的承载力仅为61kN，而且连接该2根杆件的8颗螺重大工程事故。由于1号回路断线，造成美浜核电厂栓强度也明显不足(见图3b)。。1号机和2号机输出功率产生了5．8～4．0的变将铁塔的上横担部分简化为如图4所示力学模化。图2为发生事故铁塔及其旁边临时铁塔照片。型，假设各节点均为铰接，节点1、2的约束条件如图所示。在线路正常运行情况下，即在2、5节点均受力时，参考利用结构分析软件MSC．marc求解

7、可知，铁塔南侧面上横担中间塔身斜腹杆9(节点1到4)受力接近零；但当横担单侧悬挂导线，即只有节点2受力时，腹杆9受到轴心压力大大增加，成为该简化模型中受力最大杆件，如表1所示；同样铁塔北侧面上横担中间斜腹杆3到6所受轴心拉力也大大增加。表1两种工况下横担中间斜杆内力图2事故现场照片2事故原因分析关西电力早在2005年就已经对由于雪灾原因发生损伤的部分塔材进行了补强或置换。正常情况下输电塔横担两端同时承受导线荷载时，处于平衡状态，当只有单侧荷载时，部分塔材受力超过塔材正已知：轴心受力构件整体稳定系数一0．4

8、51，常运行时的自身极限承载力，由此发生破坏并最终杆件截面积A一6．31X10。mm。，钢材抗压强度厂一导致整个塔头部分折断坠落。根据事故铁塔的损坏215N／mm。，则杆件9轴心受压承载力的设计值为：状况及强度分析，确定最初发生破坏塔材为上横担Ⅳ一，一61184N≈61kN(1)中间塔身斜腹杆，该塔材及连接螺栓强度不足(见事故铁塔的1到4杆的抗压强度不足，而且该图3)。该塔材失效后，塔头部分失稳弯曲，并最终导杆件由于存在损伤，