输电线路风偏闪络故障及防范措施分析

输电线路风偏闪络故障及防范措施分析

郑永春林勇

（国网新疆电力公司和田供电公司新疆和田848000）

摘要：随着电力科学技术水平的不断提升，我国电网设施建设进入了新的发展阶段，输电线路运行与安全保护性能不断增强。输电线路风偏闪络故障是线路在强风扰动下，线路放电间隙减小形成的放电问题，较高的放电水平会对线路形成一定的损害，造成风偏跳闸等系列问题，影响线路的正常运行。本文探讨了输电线路风偏闪络故障及防范措施的相关问题，旨在提供一定的参考与借鉴。

关键词:输电线路；风偏闪络；故障；防范

1输电线路风偏闪络故障分析

1.1设计裕度导致的风偏闪络故障

在新的输电线路建设指导规范中，相应的抗风性能设计裕度为30、50a，而原有旧的规范中相应的设计裕度仅为15、30a一遇。同时，原有规范对于抗风性能的设计是依据最大设计风速来进行的，而新的规范则要求根据基本风速来计算，就二者的计算结果来看，采用基本风速来计算更贴近实际情况，线路整体抗风性能裕度要高出5%。另外，针对风压的计算新规范也将原有规范的不均匀风压系数设置为0.75，同样也更贴近实际风力效果。相关线路运行实际效果统计表明，部分按照旧规范设计的输电线路裕度过小，输电线路在面临风力侵扰的情况下，相应的抗风能力相对不足。

1.2强风天气导致的风偏闪络故障

强风天气对线路造成的侵扰是形成闪络故障的直接诱因，在风力作用下输电线路的抖动或波动造成线路间隔变化，同时绝缘子与导线塔头间的绝缘效果将收到一定破坏，进而在特定位置形成相应的闪络放电现象。在风偏闪络放电能量较小的情况下，将会对放电位置的导线或金属夹具造成损坏，在能量较大的情况下，则会形成风偏跳闸，导致大面积停电等系列严重事故的产生。另外，一般强风天气与暴雨等气候条件共同出现的，这时雨水将在风力作用下形成水线，在水线流动与闪络同向的情况下，将会降低线路空隙放电电压，诱发出一系列风偏故障。

1.3微地形环境导致的风偏闪络故障

微地形环境指的是在输电线路架设区域局部位置山体、河流、植被等因素构成的地形环境，这种局部地形环境中的风力条件也是导致风偏闪络故障的重要因素。当输电线路架设在山谷或其他狭窄区域时，气流在通过该区域的过程中，会因为局部的收缩形成气流加速，风速较大，对线路形成巨大侵扰，从而导致风偏故障的产生。另外，部分高海拔地区架设的输电线路由于缺乏高大植被的阻碍，高山效应明显，风力较大，加速明显，部分瞬时大风极易导致风偏故障的出现。

1.4线路设计导致的风偏闪络故障

（1）紧凑型线路相间放电

随着电网技术水平的不断提高，集约化成为了输电线路建设的重要方向，其中应用较多的是紧凑型线路。这种类型的线路在塔架同一塔窗内搭设三相导线，导线之间无接地构件，各相导线间的距离较小，在一定风力扰动下就会形成放电闪络问题，严重的情况下将导致放电跳闸。

（2）跳线松弛。风力设计裕度是维持输电线路在一定风力扰动下的耐张性，但当裕度过大时，则会出现跳线松弛问题。出现此类问题的主要原因是，耐张跳线设计风偏计算模型存在偏差，风力侵扰下线路间或与杆塔间距过小，形成放电闪络问题。

2输电线路风偏闪络故障防范与处理措施

2.1对耐张塔风偏闪络的治理措施

为了有效吃力耐张塔风偏闪络闪络问题，应保证线路耐张转角塔的架设安装符合标准：(1)转角塔外角跳线:45°及以上转角塔外角跳线宜采用双串绝缘子；45°以下外角跳线宜采用单串绝缘子串；(2)转角塔内角跳线:25°及以下转角塔的内角跳线宜采用单串绝缘子串。

2.2对直线塔风偏闪络的治理措施

(1)三相改V型串。该治理办法对输电线路铁塔横担进行改造，通过横担长度的增加，保证风力扰动下的线路空气间隙水平。但该治理办法成本较高，需要长时间停电施工，对所在区域用电的影响较大。

(2)中相改V串边相加长横担。该治理办法与前一种方法相类似，但改造后的线路空气间隙更大，抗风性能有了进一步提升。但该办法整体造价更高，施工用电影响时间更长，落地看护工作量较大。

(3)三相加挂双串并加重锤。这种治理办法的基本原理是在线路直线串上安装重锤片从而维持线路风力扰动下的稳定性，该形式能够保证区域线路整体空气间隙水平，抑制风偏闪络放电问题。线路安装重锤片数量根据风力设计裕度校验结果确定。对线路局部发生大风闪络事故的区段，采用增加导线垂直荷重即三相加挂双串并加重锤方案的方法，可以提高线路抵御风偏的能力，是一种切实可行的防范措施。

2.3拉线固定法

当输电线路架设在相对偏远的地区时，塔架附属设施对周边人居环境的影响较少，当存在风偏闪络问题时，可以在导线侧打绝缘拉线的方法以稳固导线，通过直接加固的方式应对强风侵扰，保证有效的放电间隙，避免风偏闪络问题的出现。但这种方法通常作为临时性的处理办法，长时间拉线加固的维护成本与安全管理成本较高。

2.4塔窗横向弹性支撑法

对于塔窗紧凑的输电线路，在强风的作用下，极易发生风偏跳闸，可以采取在导线与塔窗之间增加绝缘子串的方法来稳固导线，使导线在强风的作用下，不宜发生位移，保持足够的空气间隙。此种方法适用于上、下排列的杆塔形式。

3输电线路风偏闪络故障防范与处理过程中的注意事项

3.1合理规划方案，优化线路设计

在新的输电线路设计时，应结合地区相似线路运行特征选择参数，对于部分气候条件或微地形条件影响较大的局部地区，应按照最高标准设计。在线路设计过程中，应注意保证风偏放电防护水平，根据新的设计规范留足设计裕度，为线路适应极端风力条件打下基础。在线路规划过程中，应尽量避免穿越风口、水面等瞬时风力较强的地段。针对部分强风地带，应提高线路绝缘设计标准和设备强度，同时针对提高风速、杆塔、金具、绝缘子设计安全系数，加大电气距离。

3.2收集运行资料，提高防风能力

输电线路运行管理人员应加强对天气与微环境气候条件的观测记录，对运行资料进行详实的收集整理，特别是爬线风的数据收集，包括发生时段、频率、风速、区域等，并加强导线风偏的观测和记录。通过这些资料的收集整理为后续线路设计规范提供有力参考，在局部线路改造的过程中能够有效引用这些资料进行抗风性能设计，提升线路抗风偏闪络故障性能。

3.3开展线路试验，控制风偏事故

线路试验是控制风偏事故的重要手段，根据试验结果汇总形成的数据资料能够为后续线路设计与改造提供参考依据。根据试验获得的相应风力或风雨条件下线路空隙放电情况、导线运动轨迹等参数能够帮助设计人员更准确的分析风速、风压等设计参数。另外，输电线路风偏在线监测系统的使用也是建立在线路试验结果数据的基础之上的，通过初期的试验结果数据库，能够为在线监测系统提供更为准确的判定条件，提升线路运行管理的自动化、智能化水平。

结语

综上所述，输电线路运行的安全性受到较多因素的影响，风偏作为其中重要的影响因素之一。流输电线路在风偏作用下发生闪络导致的线路跳闸、电弧烧伤、断线等故障会对所在区域的生产生活形成巨大的影响。行业工作者应结合地区气候条件科学选择风力设计裕度，通过相应的线路优化改造技术全面提升线路抗风性能，通过详实的气候资料与运行试验的支持，引入更为先进的风偏监测技术，全面控制闪络故障，提升线路安全运行水平。

参考文献

[1]廖永力,王黎明,张炎武,朱普轩.紧凑型输电线路复合绝缘子风偏变形分析[J].南方电网技术,2010,03:77-81.

[2]付学文,王培军,魏智娟.500kV线路风偏事故分析及防止对策[J].华北电力技术,2011,04:5-8+17.

[3]石毅,刘越,袁志军,肖海东.一起线路导线风偏闪络的分析计算及防治措施[J].湖北电力,2006,06:49-51.

[4]吕俊霞.输电线路外力破坏及风偏放电的预防措施与方法[J].灯与照明,2013,03:57-60.