输电线路防风偏措施研究于洋

输电线路防风偏措施研究于洋

于洋王佳鹏赵晓慧

（国核电力规划设计研究院有限公司北京100095）

摘要：近几年，随着电力网络的迅速发展和电网规模的迅速扩大，输电线路走廊越发紧张，越来越多的输电线路需要通过复杂地形及恶劣气候条件地区，同时由于自然条件的变化，输电线路风偏闪络事故明显增多，对输电线路的安全稳定运行造成了较大的影响。由于大风区风的持续时间往往较长，线路风偏跳闸后的重合闸动作时放电间隙仍小于安全距离，同时重合闸时，系统将出现操作过电压，导致间隙再次放电。因此，线路发生风偏事故时，重合闸成功率较低，影响线路可靠性。

关键词：输电线路；防风偏；对策分析

输电线路风偏是指导线在风力的作用下发生偏离，导致其对杆塔绝缘距离不够，发生闪络放电的现象。输电线路的风偏放电一直是影响线路安全稳定运行的主要问题之一，特别是对于主干输电线路，由于其具有闪络后重合闸不易成功的特点，一旦发生风偏闪络事故，将造成大面积停电，严重影响电力系统供电的可靠性。据不完全统计，2005-2014年，全国110（66）kV及以上输电线路仅风偏跳闸就达851条次，故障停运422条次；2013-2015年，国家电网超高压输电线路风偏跳闸次数占全年跳闸总次数的比例分别为11.14%、5.78%和9.81%，风偏闪络已成为输电线路发生故障的主要原因之一。

1输电线路风偏

1.1输电线路风偏故障规律

在恶劣的天气环境下，特别是大风天气环境下，很容易出现输电线路风偏故障，并且强风往往与冰雹、暴雨等强对流天气是相互依存的。一旦在局部区域内出现强风天气，由于其风力比较强劲，风速也比较快，再加上其阵发性比较强，往往不会持续太长时间，很容易造成输电线路风偏跳闸故障。同时输电线路的输电塔会因强风的影响而发生一定程度的角度偏移及位移改变，在空气放电间距减小时，与强风相依存的冰雹和暴雨也会在一定程度上减小杆塔与输电线路之间的间距，使其出现频繁放电现象，如此一来，在二者的共同作用下，输电线路极易出现风偏故障，从而严重影响输电线路的运行。

1.2输电线路风偏发生的原因

针对近年来发生的风偏跳闸事故，国内外相关领域的专家进行了研究与分析，认为线路风偏闪络主要是由外因和内因两方面因素造成的。外因是自然界发生的强风和暴雨天气，造成输电线路空气间隙减小，当间隙的电气强度不能承受系统运行电压时就会发生击穿放电；内因是线路设计时，对恶劣气象条件的估计不足，线路风偏角安全裕度偏小，导致输电线路抵御强风的能力不强。

2输电线路防风偏技术

2.1采用防风偏绝缘子

大风地区常年频繁的横线路大风是造成绝缘子伞裙疲劳破损的主要外界原因。受风速、频率影响，伞裙出现迎风偏折变形、周期摆动现象，根部与芯棒护套交接处产生周期性的应力集中，导致绝缘子局部硅橡胶材料应力疲劳，出现初步裂纹并最终发展成伞裙撕裂破损。防风偏绝缘子目前是通过改变绝缘子伞形结构，降低绝缘子风压荷载，减小线路风偏，配合改进绝缘子端头金具，使之与杆塔横担直接相连，将其与杆塔固定，从而减小绝缘子串风偏，保证与塔身的空气间隙，采用固定式防风偏绝缘子可以有效减少悬垂I型绝缘子串的风偏摇摆，减少导线风偏闪络风险，在110、220kV输电线路耐张杆塔跳线上均有一定的应用，目前运行情况良好。

2.2加装防风拉线

防风拉线主要采取增加绝缘子和拉线，将悬垂绝缘子或导线相对固定，防止其在大风作用下对杆塔塔身放电。在线路迎风侧采取导线下挂复合绝缘子、由拉线连接塔身固定支架或拉线基础的型式。为防止大风情况下拉线对铁塔横担产生过大的下拉分力，引起横担变形，将线路复合绝缘子最大摇摆角控制在30～50°范围之内。拉线下部末端下挂重锤片控制拉线张弛度。在无风情况下，拉线因重锤作用力保持竖直拉紧状态；最大风偏情况下，利用滑道终端限制拉线的最大行程。

2.3直线杆塔中相绝缘子防风偏改造策略

近些年，不少部门在改造线路防污闪的过程中大量调爬，扩增了钢化玻璃绝缘子串或瓷质绝缘子串的长度，从而缩短了大风环境下杆塔与塔窗的净空间距，削弱了220kV输电线路的抗风偏放电能力；也有一些部门用复合绝缘子悬垂串取代了220kV架空输电线路的瓷瓶串，因为复合绝缘子悬垂串比瓷瓶串要轻得多，这样一来，在大风环境下，必定会增大风偏角，从而致使上端的均压环或防鸟装置与横担发生碰撞，从而使杆塔受到损伤，或者下端带电导线与塔身之间的安全间距缩小，从而出现闪络现象，严重影响垂直挡距小的线路。所以，在用复合绝缘子悬垂串取代原先的瓷瓶串设计之后，务必要校验空气间隙与风偏角，但是施工部门和运行部门通常会将这一点忽略掉。

2.4交叉跨越段防风偏改造策略

以220kV抚建Ⅱ线跳闸事故为例，在出现跳闸事故后，运行部门下拉了故障相导线，这种办法叫做拉线固定法。针对地处行人较少区域或偏僻山区的220kV输电线路，倘若此地区存在较强的风力，时常会出现风偏闪络故障，从而造成输电线路对周围物体放电，此时则可以将绝缘拉线设置于导线侧，以此来固定导线，此种办法只能当作临时性的预防对策，并且需要占用较大的面积，需要投入较多的安全预防成本。如果想要使风偏不足的问题得到彻底的解决，那么必须先进行停电处理，之后再加高杆塔，将导线的平均高度提高，这样方能从根本上避免交叉跨越段风偏故障的出现，从而减少220kV输电线路对周围物体的放电。

2.5防风偏绝缘拉索

防风偏绝缘拉索是由棒体和棒体两端的连接金具串联而成，棒体包括内部的棒芯和棒芯外部的伞裙，伞裙为硅橡胶复合材料。根据不同塔形，防风偏绝缘拉索被设计成柔性和刚性两种，主要区别在于棒芯是刚性环氧树脂玻璃纤维引拔棒还是柔性高强度承力的锦纶材料。同时，为满足不同安装距离的要求，可采用长度可调节的分节组合式绝缘拉索。绝缘拉索安装在塔身上，当导线在大风作用下偏向杆塔时，会被绝缘拉索阻挡，从而保证导线和塔身之间满足安全距离要求。

总而言之，输电线路风偏故障主要包括三种，即输电线路对周围物体放电、直线杆塔绝缘子对塔身放电以及耐张杆塔引流线对塔身放电。应当针对不同的输电线路风偏故障，采取具有针对性的防风偏改造策略，这样方能有效的预防输电线路风偏故障，保障电网供电的稳定性与安全性，促进抚州电力事业的健康、稳定发展。

参考文献：

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