降低丘陵地帶輸電線路故障跳閘率的具體方法

韓吉軍

摘 要：丘陵地帶地勢起伏，易形成局部惡劣氣候，該類型地區的輸電線路跳閘率高于平原地區，通過選取試點地區，現場采集數據、拍照，結合近年跳閘情況，確認原因，并提出具體的改進措施，有效降低跳閘率。

關鍵詞：輸電線路；風偏；跳閘

中圖分類號：TM726 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）24-0162-02

內蒙古中西部地區主要為丘陵和草原，山勢起伏多變，四季溫差較大，常年大風，輸電線路故障跳閘率高于平原地區，本文以此為研究對象，積極探索提高丘陵地帶輸電線路跳閘率的有效方法。

1 跳閘原因調查與分析

該地區的中部選取110kV輸電線路87條，220kV輸電線路78條，為研究對象，選取2016年7月至2018年7月的跳閘數據進行分析，如表1所示。

根據以上數據繪制跳閘因素餅圖，如圖1所示。

根據表1、圖1數據分析，風偏跳閘次數高是導致該地區110kV—220kV輸電線路跳閘高的主要原因。風偏跳閘主要原因有兩個，一是大風導致導線與導線或其他導體放電，包括臨界安全距離裕度不足和導線上拔力過大，二是搖擺角過大，使絕緣子擺動時與塔身放點。

1.1 臨界安全距離裕度不足

對發生風偏跳閘的輸電線路進行現場勘測和測量，發現有部分線路實際安全距離在正常自然條件下滿足相關技術規程，調取當時氣候資料后，發現事故發生時，風速均已超過10m/s，導線擺動距離已超過10.5m，單側擺動距離為5.25米，已大于與臨界導體的安全距離，導致放電。進一步分析造成臨界安全距離裕度不足的原因如下：

（1）未準確計算鐵塔間地面水平差，導致實際導線弧垂最低點與設計不同，臨界安全距離選點錯誤；

（2）未充分考慮鐵塔與周邊樹木樹冠的距離，清障范圍不足；

（3）對惡劣自然氣候預判不足，設計參考的最大風速低于實際風速；

（4）未嚴格按照圖紙進行施工，或后期大修更換導線時未達到技術規程要求；

（5）后續新建輸電線路未充分考慮現有輸電線路實際情況；

（6）桿塔塔頭尺寸過小。

1.2 導線上拔力大

按照《110kV——750kV架空輸電線路施工及驗收規范》，導線要承受自重及絕緣子的拉力，隨機抽取跳閘線路實測，存在導線承受力不足，導致導線與其他導體放電。由于該地區為丘陵地形，輸電線路起伏不斷，此情形下，上拔力對風偏跳閘影響度分析如圖2。

這些地形下，導線受到嚴格向上的力，是絕緣子吊起，橫擔受力，導致導線對橫擔距離不足放電。

2 導線與其他導體放電的解決措施

加裝防風拉線，為減小懸垂串及防風拉線的應力，防止持續性大風對金具的磨損，需保持防風拉線自然放松，在施工時及小風速情況下保持不受力的狀態。在大風情況下，懸垂串、防風拉線受到較大的風荷載，有較大幅度的擺動，防風拉線起主要作用，防風效果明顯。因此，對于直線塔，加裝重錘的效果不如防風拉線明顯，不是從根本上解決懸垂串風偏閃絡問題的主要措施，一般僅加裝防風拉線。對于已運行線路，改造鐵塔成本高昂，且停電時間長，影響其他供電指標，采取有針對性絕緣固定效果更好，例如采用加裝防風絕緣拉線。本文僅針對防風拉線的選擇進行進一步研究。

2.1 選取最優拉線方案

拉線對導線承受力，采取正交試驗法，對試驗結果用極差分析，確定直徑9mm，實際重量424kg/km，最低拉斷力7150N，截面積72.2mm2為最佳方案。將符合該條件的絕緣拉線加裝在相應的輸電線路上。分析過程如表2所示。

在拉力試驗室進行正交試驗，記錄如表3所示。

以上數據可知第5組效果最好，即A2B2C3D3，直徑9mm，重量424kg，最低拉斷力7100N，實際截面積72.6mm2。方差分析得到較優方案A1B3C3D3，與較好方案一致，根據R值確定因素主次關系，趨勢圖如圖3所示。

由圖3可知，拉斷力及實際面積符合最優結果可選，直徑和重量需要二次優選，試驗結果如表4所示。

通過再次試驗得出A2B2組合最優，結合上述分析，確定A2B2C3D3為最佳拉線條件，即即A2B2C3D3，直徑9mm，重量424kg，最低拉斷力7100N，實際截面積72.6mm2。

2.2 加裝防風拉線

防風拉線制作與安裝要求如下：

（1）直線桿塔（邊相引流）防風拉線直接在懸垂線夾處加裝延長掛板連接，中相引流可采取在跳線托架通過金具連接。

（2）中相引流防風拉線可直接固定在下橫擔：直線桿塔（邊相引流）條件允許時應在本體安裝支架進行固定（包括在鐵塔增設固定支架等方式），當需落地固定時，應同步完善拉線防盜接地裝置。

（3）現運行線路大風區大多采用加裝防風拉線。對線路產生風偏可以起到很好的抑制作用。但由于風偏轉動不靈活，長時間的受力，線路金具易受到疲勞破壞。因此，加裝防風拉線對線路運行存在安全隱患。

3 搖擺角過大的處理措施

為了解決搖擺角過大帶來的跳閘問題，可采取將單串絕緣子改為雙串絕緣子，加裝防風小“T”接，加裝附屬引流線等措施。更換自重較大的懸垂絕緣子串，從而增加垂直荷載。根據搖擺角計算公式，在最大弧垂時的垂直檔距不變的情況下，增大Gj，可縮小絕緣子串風偏搖擺角。

4 實施效果

從入選樣本的輸電線路中選取臨界安全距離裕度不足、地貌符合圖2特點的輸電線路，再從中抽取50%的線路進行改造。實施一年后，改造后的輸電線路均未發送風偏跳閘，未改造的輸電線路共發生4起風偏跳閘，均發生在12月至5月（該地區異常大風天氣高發時間段），由此可見，以上措施有效。

5 經驗總結

經過現場實施，強調改造過程中，防風拉線中，絕緣子的絕緣配置應與原懸垂串的絕緣配置一致；防風拉線中，金具組裝時，鋁包鋼絞線應根據明細表確定其長度，壓接完成后，應保證兩根鋁包鋼絞線長度一致。為減小跳線串及防風拉線的應力，防止持續性大風對金具的磨損，以及跳線在施工時保證跳線串在5-8°的預偏角范圍內，需保持防風拉線自然放松，在施工時及小風速情況下保持不受力的狀態。在微風情況下，加裝重錘可以抵擋微風，使得跳線串保持靜止，防風拉線處于放松狀態，提高了金具起振風速上限值，最大程度地減少了金具的磨損；在大風情況下，跳線串、防風拉線及跳線受到較大的風荷載，有較大幅度的擺動，此時重錘失去防風效果，防風拉線起主要作用。因此，對于耐張塔，加裝重錘與防風拉線都較明顯，一般采用重錘與加裝防風拉線組合的防風措施。

加裝防風拉線的后期運行需加強巡視，若發現拉線松弛，需調節PT板螺栓，使得重錘距離下方墊片垂直距離保持在5mm以上，保持拉線處于拉緊狀態。