架空输电线路风偏规律及防风偏技术

架空输电线路风偏规律及防风偏技术

董慎学

（国网宁夏电力有限公司石嘴山供电公司宁夏石嘴山753000）

摘要：当前，随着社会用电需求的不断增大，我国的电力网络规模逐渐扩大，进而导致通过复杂地形及恶劣气候条件地区的输电线路日益增多,给架空输电线的稳定运行代理了较大的影响。其中大风作为对架空输电线产生影响的重要因素之一，很容易导致架空线路风偏，进而造成线路挑战，断线断股的问题，严重影响着架空输电线的安全。本文就当前架空输电线风偏规律进行了总结，并对其防风偏技术提出了相应的改进意见，以供诸位参考。

关键词：架空输电线路；风偏规律；防风偏技术

当前我国的架空输电线路多铺设于复杂多变的自然环境中，因此气候因素对其具有较大的影响。其中，风偏是常见的威胁架空输电线线路安全稳定运行的重要因素之一，容易给给架空输电线带来诸如线路跳闸，断线等严重的故障问题。因此如何处理好架空输电线路中风偏的难题题，是当前相关从业者的一大难题。

1.风偏故障原因

架空输电线路发生风偏故障的原因主要是由于导线及绝缘子串的垂直荷载与水平荷载的比值发生变化，进而导致绝缘子串与导线之间产生了风偏角，使绝缘子串与导线以及塔头之间的空气间隙发生了变化所导致的。在当前的架空输电线路设计过程中对其最大风速的设计为30年一遇在距地10米高处10分钟内的平均风速【1】。但是在实际运用过程中，由于存在瞬时风速和杆塔高度等因素影响，架空输电线路所遭遇的强风会远远大于设计值。这就会导致若是导线与绝缘子串的水平荷载超出一定程度时，导线与绝缘子串及塔头的空气间隙难以满足安全距离的需求，进而导致空气被击穿而发生闪络的问题。

当下架空输电线路风偏故障多是由于极端气象天气造成的，特别是大风伴有降雨的天气，由于雨水落在导线上，加之大风施加的影响容易使其形成定向的间断型水线，若是使其与放电闪络路径处于同一方向，则很容易导致空气间隙的放电电压下降，进而引发风偏故障。另外值得注意的是，在架空输电线路中处于风口以及风道位置等微气象区的杆塔，因为自身所承受的风力比较集中的原因，也很容易导致风偏故障的产生。

2.风偏规律总结

总体来说，架空输电线路风偏故障据有范围广、次数多、影响大的特点，而对风偏规律进行相应的总结与分析，有利于更好的采取具有针对性的措施来减少铰孔输电线路风偏的次数。通过对以往架空输电线路风偏故障的分析可以发现，风向与导线轴向夹角对架空输电线路风偏具有较大的影响，线路风偏角数值往往会随着风向与导线轴向夹角的增大而增大；另外，风力会随着架空输电线路的高度增大而增大，因此风压高度变化系数也是对架空输电线路产生风偏的因素之一【2】。总的来说发生风偏的情况有以下几种：

其一，一般发生风偏闪络的区域多是因发生强风且大多数情况下还伴随有大暴雨或冰雹的天气现象而造成的。

其二，在架空输电线路中，直线杆塔发生风偏跳闸的概率较大，而耐张杆塔发生风偏跳闸的概率则相对较少。

其三，架空输电线路中发生风偏放电部位多处于塔头及跨越物上，而杆塔上的放电点会存在明显的电弧烧痕现象，因此放电路径较为清晰，有利于对其故障点进行查找。

其四，在架空输电线路等风偏故障中，绝大多数风偏闪络都发生在线路工作电压下，加之受强风持续作用的影响，很容易造成重合闸不成功，进而导致线路停运。

3.防风偏技术措施

通过上文分析可以发现，若想更好的减少防治架空输电线路风偏的产生，应该在设计风速、设计裕度、杆塔塔头尺寸以及施工安装工艺等多个方面进行技术强化，从而达到有效预防输电线路风偏闪络的发生，降低跳闸事故机率，保证电力运输安全、平稳运行的目的。

3.1将风速影响象纳入到设计参考中

在架空输电线路设计之初应充分考虑当地风速对其带来的影响。首先在架空输电线路设计之初，便需要对搭建架空输电线路的地方气候条件进行深入研究与剖析，总结当地的气候特点，特别是要加强对当前微气候气象资料的收集和区域划分，并根据整理出的资料以及实际气候条件来合理的提高局部风偏设计标准【3】。其次，还应进一步加强对风偏的校验，从而确定出最适合当地天气的杆塔的型式及塔头的尺寸，进而有效的减少架空输电线路风偏的发生。值得注意的是，当在风偏设计中裕度增加太多时，则会导致设备建设成本的增加，因此需要设计者对其安全、效能和成本等因素进行综合的考虑，从而达到架空输电线路设计的最优化处理。

3.2优化绝缘子型式

首先，在对材料选取方面可以采用先进的防风偏绝缘子。其优势便是绝缘子风偏摆动幅度比较小，可以防止导线与杆塔的电气间隙不满足要求的现象。另外防风偏绝缘子具有安装可靠的特点，其安装过程充分考虑了与杆塔连接的间距，为后续技改工程提供便利。租后，相较于传统的瓷质绝缘子和玻璃绝缘子，防风偏绝缘子在费用方面的优势更为突出，加之在防风性能方面，不加防风拉线、重锤等防风措施的情况下，中相以及外角侧的普通合成绝缘子串难以满足安全空气间隙的要求，而采用防风偏绝缘子则不同，哪怕是在更高风速情况下，安全空气间隙也可以满足要求【4】。

3.3采用V形串绝缘子组合。

一般来讲，在架空输电线路发生风偏时，其杆塔塔型主要是以直线塔为主。若将直线杆塔悬垂绝缘子串进行改造，使其成为V形串绝缘子串，则可以极大的增加导线与绝缘子的横向约束，从而防止导线与绝缘子在强风作用下向杆塔倾斜的情况发生，进而降低架空输电路线风偏发生的几率【5】。虽说当前V形串合成绝缘子已在500kV紧凑型输电线路的中得到了较为广泛的应用，且收到了良好的效果反馈，但是若出现局部地区大风或者是强对流等极端天气，则很有可能因为风力过大和风向的变换从而使V形串合成绝缘子受力不合理而造成损坏，进而出现V形串绝缘子掉串的故障，因此还需要对V形串绝缘子进一步加强巡视与检查，另外，在悬垂绝缘子下方加装重锤片，亦可以有效抑制跳线风偏的发生。

3.4引入在线监测系统。

为了便于更好的检查与检查，可以在架空输电线路大风多发区段安装风偏角在线监测系统，从而对容易产生风偏的线路进行全天候的在线监测，以便及时掌握架空输电线路情况。但是因为容易产生风偏的地方环境较为复杂，而检测系统又是依赖于无线通信技术进行信号的传输，对信号质量影响较大，因此还需要进一步搭配人工巡视与检查，真正做到万无一失。

3.5加强对设备运行维护管理部门的管理。

在进行架空输电线路防风偏过程中，还应进一步加强对设备运行维护管理部门的管理，以便做好及时应对架空输电线路风偏故障的有效应对。首先相关部门应对发生过风偏故障的杆塔进行更换防风偏绝缘子、加装重锤片、V形串改造等防风偏改造工作。其次，在发生大风等天气情况时组织进行相应的巡视，并做好大风微气象区的信息收集和划分，确定可能发生的最大风速。最后，相关人员还应计算出发生风偏故障的风力临界值，并对绝缘子串极限摇摆间隙进行检验。以便在出现最大风速超过风偏风力临界值时作出有效的应对措施，减少风偏故障的发生几率。

4.结语

当下，架空输电线已经成为电力系统构成的重要环节，因此，只有进一步解决风偏问题，才能更好的发挥架空输电线稳输送电力的价值；只有进一步降低风偏对架空输电线路的破坏，才能保证电力系统的稳定运行，进而保证社会用电的稳定，从而创造更大的经济价值与社会效益。

参考文献

[1]曾凡臣.刍议沿海220kV架空线路风偏故障原因的分析及如何防治[J].建筑工程技术与设计,2015,(33):1481.DOI.

[2]王建平.浅议架空输电线路风偏预防与治理[J].城市建设理论研究（电子版）,2015,(22):1944-1945.

[3]陈福才.沿海架空输电线路直线塔风偏故障分析和防风措施探讨[J].电子世界,2013,(16):56-57.

[4]谢凯,李雪桓,任鹏亮等.输电线路防风偏技术综述[J].河南科技,2017,(21):94-97.DOI.

[5]梁长栋,张建军,毋秋霞等.220kV输电线路风偏故障及防控措施[J].山西电力,2015,(3):70-72.DOI.