輸電線路風(fēng)偏故障研究與防范

李淑卿 王利琴

摘要：輸電線路由于處于相對(duì)復(fù)雜的地理環(huán)境空間，很容易遭受來自外界氣候因素、地理因素等的影響，其中風(fēng)力因素就是一大因素。輸電線路在強(qiáng)風(fēng)影響下出現(xiàn)風(fēng)偏跳閘問題，會(huì)破壞整個(gè)輸電線路的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，而且一旦出現(xiàn)風(fēng)偏跳閘，就很通過重合閘的方式恢復(fù)供電，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致整個(gè)輸電線路的停運(yùn)。因此，必須重視輸電線路風(fēng)偏故障的研究，并對(duì)應(yīng)提供科學(xué)的防范策略。

關(guān)鍵詞：輸電線路；風(fēng)偏故障；防范

1輸電線路風(fēng)偏故障分析

在一些微地形區(qū)，一旦處于強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下，則極易導(dǎo)致颮線風(fēng)發(fā)生，在颮線風(fēng)作用下，絕緣子串與桿塔之間的空間距離則會(huì)減小，一旦無法滿足放電的最低電壓要求則會(huì)導(dǎo)致閃絡(luò)發(fā)生。目前所發(fā)生的輸電線路風(fēng)偏閃絡(luò)故障，與災(zāi)害性氣象條件具有直接的關(guān)系，特別是在大風(fēng)夾雜著雷電暴雨的天氣下，更易導(dǎo)致風(fēng)偏閃絡(luò)故障。而且在風(fēng)偏故障發(fā)生時(shí)，輸電線路的絕緣強(qiáng)度也會(huì)呈下降的趨勢(shì)。而且在強(qiáng)風(fēng)天氣作用下，在導(dǎo)線上雨水會(huì)隨著風(fēng)向形成定向的間斷型水線，一旦其與放電閃絡(luò)路徑處于相同的方向，則會(huì)導(dǎo)致空氣間隙的放電電壓呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這也是線路發(fā)生風(fēng)偏的重要因素。而且在一些局地區(qū)，在風(fēng)口及風(fēng)道位置，由其風(fēng)力較為集中，這些微氣象也極易導(dǎo)致偏風(fēng)故障發(fā)生。

由于輸電線路的塔桿高度較高，使得輸電線路要承受高處更強(qiáng)的風(fēng)速，給導(dǎo)線帶來一定的影響。因而不是出于強(qiáng)風(fēng)地區(qū)的輸電線路也可能會(huì)由于承受的風(fēng)速較大而發(fā)生風(fēng)偏，具體的原因是當(dāng)風(fēng)速超出線路能承受的最大標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，桿塔導(dǎo)線上的絕緣子會(huì)、很容易發(fā)生傾斜，進(jìn)而發(fā)生風(fēng)偏。通過對(duì)發(fā)生風(fēng)偏的輸電線路的分析得知，當(dāng)桿塔的塔頭尺寸較小并且和其他桿塔的距離在300～400m之間時(shí)，一旦遭遇強(qiáng)風(fēng)天氣，就很容易發(fā)生風(fēng)偏閃絡(luò)。一般來講，在設(shè)計(jì)輸電線路的最大風(fēng)速時(shí)通常會(huì)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀蟛块T收集的平均風(fēng)速為樣本，并且采用概率分布模型，統(tǒng)計(jì)離地20m左右的最大風(fēng)速。通過這種方法設(shè)計(jì)的線路能承受的最大風(fēng)速會(huì)和實(shí)際的瞬時(shí)風(fēng)速有很大的差異。并且，由于氣象臺(tái)站一般都設(shè)置在城市郊區(qū)，對(duì)于龍卷風(fēng)等強(qiáng)風(fēng)天氣的記錄不到位，因而通常設(shè)計(jì)值都會(huì)小于實(shí)際值。

2輸電線路風(fēng)偏故障的防范策略

對(duì)于輸電線路來說，無論是新架設(shè)的輸電線路還是架設(shè)一段時(shí)間的輸電線路，都會(huì)發(fā)生風(fēng)偏故障，在發(fā)生風(fēng)偏故障之后，需要對(duì)輸電線路的風(fēng)速進(jìn)行調(diào)查和分析。明確發(fā)生風(fēng)偏故障的引起因素，進(jìn)而采取措施進(jìn)行防范管理。

2.1深入調(diào)查

在輸電線路的設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)當(dāng)?shù)刈龊霉收习l(fā)生地的地理特征調(diào)查和強(qiáng)風(fēng)情況的調(diào)查工作，包括對(duì)強(qiáng)風(fēng)的風(fēng)速、風(fēng)向頻率、風(fēng)口特征和在當(dāng)?shù)匕l(fā)生過的大風(fēng)災(zāi)害等，這些數(shù)據(jù)資料的獲取可以通過當(dāng)?shù)氐臍庀蟛块T和電力部門來完成，而且還需要到當(dāng)?shù)氐木用窦抑猩钊胝{(diào)查分析，這也是確定當(dāng)?shù)靥卣骱蜌夂蛱卣鞯闹饕绞剑@樣能準(zhǔn)確確定風(fēng)偏故障發(fā)生的外界因素。相關(guān)單位要提供數(shù)據(jù)資料，保證調(diào)查工作的順利進(jìn)行。然后經(jīng)過調(diào)查找出故障原因進(jìn)行預(yù)防措施的選擇。

2.2加裝重錘

加裝重錘是目前輸電線路常用的預(yù)防風(fēng)偏的措施。通常情況下將重錘加裝在跳線串上來預(yù)防風(fēng)偏，雖然加裝重錘起到了一定的預(yù)防風(fēng)偏的作用，但是，預(yù)防的效果十分有限，并不能從根本上來解決風(fēng)偏問題。因而，加裝重錘并不是最好的解決辦法，通常和其他辦法結(jié)合起來使用，從而降低懸垂串風(fēng)偏閃絡(luò)現(xiàn)象的發(fā)生的頻率，降低由于風(fēng)偏故障給輸電線帶來的損害。

2.3加裝防風(fēng)拉線

一是直線桿塔（邊相引流）防風(fēng)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。二是中相引流防風(fēng)拉線可直接固定在下橫擔(dān)；直線桿塔（邊相引流）條件允許時(shí)應(yīng)在本體安裝支架進(jìn)行固定，當(dāng)需落地固定時(shí)，應(yīng)同步完善拉線防盜、接地裝置。但還應(yīng)注意到加裝防風(fēng)拉線對(duì)線路運(yùn)行是存在一定安全隱患的。

2.4防止V串復(fù)合絕緣子掉串

在電網(wǎng)建設(shè)的過程中，為了減少由于房屋拆遷、道路清理帶來的補(bǔ)償費(fèi)用或者節(jié)約線路走廊降低輸電線路的運(yùn)輸成本，在輸電線路中已經(jīng)廣泛應(yīng)用V串復(fù)合絕緣子。采用V串復(fù)合絕緣子雖然對(duì)于路線緊湊有重要意義但是對(duì)于局部強(qiáng)風(fēng)地區(qū)來講，強(qiáng)對(duì)流天氣和極端天氣的發(fā)生使得處于微地形或者微氣候環(huán)境下的輸電桿塔出現(xiàn)設(shè)備受損的情況，其中V串復(fù)合絕緣子掉串是最典型的事故類型之一。發(fā)生V串絕緣子掉串會(huì)很容易引起風(fēng)偏故障的發(fā)生，因而，防止V串復(fù)合絕緣子掉串也是預(yù)防風(fēng)偏故障發(fā)生的重要措施。

2.5優(yōu)化絕緣子的類型，采用防風(fēng)偏的絕緣子

新一代的防風(fēng)偏絕緣子其優(yōu)點(diǎn)是絕緣子風(fēng)偏擺動(dòng)幅度小，增大了導(dǎo)線桿塔的電氣間隙；此外安裝可靠，同時(shí)，充分考慮了與桿塔連接的金具，有利于后續(xù)工程技改。投資方面防風(fēng)偏絕緣子優(yōu)于瓷絕緣子和玻璃絕緣子；防風(fēng)性能方面：在不加重錘、防風(fēng)拉線等防風(fēng)措施的情況下，中相及外角側(cè)的普通復(fù)合絕緣子串不能滿足要求，其他型號(hào)絕緣子均能滿足要求，即使在40m/s情況下，防風(fēng)偏絕緣子也能滿足要求。輸電線路中，對(duì)于絕緣子的應(yīng)用要求，當(dāng)不能滿足風(fēng)偏角要求的絕緣子串采取加裝重錘或防風(fēng)拉線的措施。

2.6應(yīng)用間隙圓法對(duì)輸電線路風(fēng)偏校核

間隙圓法是對(duì)輸電線路進(jìn)行風(fēng)偏校核的主要方法，可以使設(shè)計(jì)更加合理。間隙圓法就是在設(shè)計(jì)圖紙上根據(jù)最大風(fēng)偏角來校驗(yàn)各種不同氣象條件下的風(fēng)偏情況。采用間隙圓法進(jìn)行風(fēng)偏校核的過程如果使用手工校驗(yàn)，不僅需要校驗(yàn)人員花費(fèi)大量的時(shí)間精力來查閱資料，獲取數(shù)據(jù)還需要大量的時(shí)間來進(jìn)行作圖分析。因而，進(jìn)行風(fēng)偏校核要從計(jì)算風(fēng)偏角度和風(fēng)偏校核兩方面著手，并且，通過設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)模型來代替手工計(jì)算，實(shí)現(xiàn)輸電線路風(fēng)偏校核的電算化。

3結(jié)束語

綜上所述，在輸電線路中，地質(zhì)和氣候都會(huì)影響輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。在惡劣的天氣條件下，尤其是強(qiáng)風(fēng)條件，伴隨著暴雨和冰雹的出現(xiàn)，會(huì)直接影響到輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)生風(fēng)偏故障，針對(duì)這一問題需要做好故障發(fā)生地的地理特征調(diào)查和強(qiáng)風(fēng)情況的調(diào)查工作，并做好風(fēng)偏故障的預(yù)防措施，從而保證輸電線路的安全穩(wěn)定。

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（作者單位：國網(wǎng)晉中供電公司輸電運(yùn)檢室）