500kV超高壓輸電線路風偏故障及措施探討

摘 要：500kV超高壓輸電線路由于處于復雜的地理環境下，極易受到外界氣候及地理等因素的影響，特別是風力因素會導致輸電線路出現風偏跳閘，影響輸電線路運行的安全。在強風作用下，500kV輸電線路會發生風偏閃絡，影響電力的持續供應。因此需要針對500kV超高壓輸電線路風偏故障及特點進行分析，從而采取有效的措施對風偏跳閘進行防范，保證500kV超高壓輸電線路安全、穩定的運行。

關鍵詞：500kV超高壓輸電線路；風偏故障；特點；防風偏；措施

前言

在當前電網快速建設過程中，電網開始向高壓及超高壓方向發展，這也導致500kV超高壓輸電線路頻繁發生風偏閃絡，對超高壓輸電線路正常的運行帶來了較大的威脅。特別是在一些風力較大區域或是山區微地形氣候區域內，由于設計時對環境因素缺乏全面的考慮，從而導致桿塔頭部尺寸與設計規程的要求不符，從而導致線路運行時容易發生風偏閃絡，不僅導致線路跳閘，而且還會導致電弧燒傷、斷股及斷線等故障發生。因此需要針對500kV超高壓輸電線路風偏故障進行分析，從而采取切實可行的措施加以防范，保障電網安全的運行。

1 風偏故障分析

在我國電力系統增容擴建的背景下，高壓輸電線路的覆蓋范圍不斷增加，里程逐漸延長，所以在微地形區域內，容易因為颮線風而導致輸電線路發生風偏。在發生風偏后，絕緣子串會向桿塔的方向傾斜，從而降低了導線與桿塔之間的距離，當這種距離無法滿足放電要求時，就會導致閃絡的發生，從而影響到高壓輸電線路的安全運行，對電力系統的正常供電造成不良影響。

高壓輸電線路發生風偏，會直接影響到電力系統的正常供電，所以應該對風偏現象進行深入的分析，進而找到有效的防范措施，最大限度的降低風偏的發生幾率，提高高壓輸電線路的安全性和穩定性。導致輸電線路發生風偏的原因可從外部因素和內部因素兩方面分析，外部因素主要是因為受到災害性氣候條件的影響，而內部因素主要是因為設計和運行管理等因素。

在空曠的野外以及微地形區域，發生颮線風時，雖然作用面不大，但是風力以及風速較高，并且在發生颮線風時，時常會伴隨雷雨、冰雹等天氣現象，由此就會導致風偏閃絡現象的發生。在風偏的情況下伴隨雷雨、冰雹，就會導致空氣比較潮濕，進而降低絕緣強度。而在強風的作用下，一旦雨水形成的間歇性水線與放電閃絡的路徑相同，就可能會降低空氣間隙的放電電壓。

對輸電線路發生風偏的內部因素進行分析，容易發生風偏的桿塔檔距一般都在三至四百米左右，而在塔頭尺寸較小的情況下，發生龍卷風以及颮線風時更容易出現絕緣子串風偏，從而引發跳閘故障。而隨著桿塔高度的增加，風速也會相應提升，所以發生絕緣子串風偏的幾率就會相應增加。為了降低高壓輸電線路發生風偏的幾率，在輸電線路設計時，都會根據氣象條件來確定設計方案。但是由于我國氣象站一般都在城郊附近，很難采集到龍卷風以及颮線風的風速值，所以在輸電線路設計時沒有準確的參照依據，其設計值明顯都會偏小，所以在遇到龍卷風和颮線風時，就會導致風偏現象的發生，從而對電力系統供電的安全性和穩定性造成影響。

2 風偏故障的特點

強風（或龍卷風、飚線風）是導致風偏放電的主要原因。根據當地氣象部門證明，多次風偏故障時放電發生的區域均出現了少有的強風，在現場查詢中也發現附近有大樹被吹到或連根拔起的現象。強風的發生具有以下特點：

在強風作用下，導線沿風向會出現一定的位移和偏轉。另外，在間隙減小，空間場強增大時，在導線金具的尖端和塔身的尖端上會出現局部高場強，使放電更容易在這些位置發生，從現場放電痕跡可觀察到，一部分放電出現在腳釘、導線金具和角鋼邊緣尖端上。強風導致輸電線路間隙距離減小、空氣絕緣強度下降，從而發生風偏放電。

3 防風偏的主要措施

3.1 加裝重錘

針對于500kV超高壓輸電線路跳線串，通常會通過加裝重錘的方式來防范風偏的發生。但通過加裝重錘并不能從根本上解決懸錘串風偏閃絡問題，其所產生的效果十分有限，因此還要針對實際情況采取其他有效的防范措施。

3.2 加裝防風拉線

500kV超高壓輸電線路中一些風力較大的區域內，可以通過加裝防風拉線來起到防范風偏的作用。加裝防風拉線可以采取邊相引流防風拉線及中相引流防風拉線兩種方式。通過在懸垂線夾處加裝延長掛板來完成邊相引流防風拉線的連接，利用跳線托架通過金具連接實現中相引流防風拉線的架設，同時中相引流防風拉線在下橫擔處進行直接固定，邊相引流在條件允許情況下可以在本體安裝支架進行固定，需要落地固定時，則需要同步對拉線防盜及接地裝置等進行完善。雖然通過加裝防風拉線能夠有效的抑制風偏的發生，但由于風偏轉動不靈活及長時間受力情況下，再加之線路金具極在疲勞狀態下發生損壞，因此會對輸電線路運行帶來一定的安全隱患。

3.3 防止V串復合絕緣子掉串

近年來由于土地資源十分緊張，這也使輸電線路建設受到了較大的影響，因此V串絕緣子在500kV超高壓輸電線路中應用十分廣泛。這也導致在一些微地形區域及風力較大區域，V串絕緣子掉串事故發生較為頻繁，一旦V串絕緣子發生掉串，則極易導致風偏故障發生。因此在防風偏措施中，需要有效的對V串復合絕緣子掉串問題進行防范和解決。

3.4 優化絕緣子型式，采用防風偏絕緣子

防風偏絕緣子的出現有效的實現了絕緣子型式的優化，新一代防風偏絕緣子具有較多的優點，不僅絕緣子風偏擺動較小，而且導線和桿塔之間的電氣間隙也較進一步增大，安裝更為可靠，為后續工程技改留下了一定的空間。由于防風偏絕緣子的偏移值較小，這也使其投資有所降低，在不加重錘及防風拉線等情況下能夠有效的滿足防風性能要求，這也使防風偏絕緣子在500kV超高壓輸電線路得以廣泛應用，而且取得了較好的應用效果。

3.5 輸電線路風偏校核的主要方法——間隙圓法

間隙圓法，即直接在設計圖紙上做圖，確定每基桿塔的最大允許風偏角，然后根據最大風偏角來校核各種氣象條件下的風偏。這種方法適合于手工校核，需要校核人員查閱大量圖紙資料，獲取相關數據，然后作圖分析，勞動強度大，效率不高。

為了提高工作效率，從風偏角計算和風偏校核兩個方面入手，設計計算機模型，將計算器手工計算，作間隙圓等工作通過建立數學模型，編寫計算機程序，實現了輸電線路風偏校核的電算化。

4 結束語

高壓輸電線路發生風偏是影響電力系統穩定運行的重要因素，所以應該對風偏現象進行深入的研究，分析風偏發生的原因，進而制定出有效的防范措施。高壓輸電線路發生風偏主要是受到災害性氣候條件以及設計、運行維護等因素的影響，所以應該提高輸電線路自身抵御強風的能力，優化設計方案，加強運行維護管理，最大限度的降低輸電線路風偏的發生，確保電力系統的安全穩定運行。

參考文獻

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