配網大檔距裸導線風偏技術探討

劉婷婷 ，劉紅松

（1.國網安徽宿州供電公司，安徽 宿州 234000; 2.國網安徽宿州市城郊供電公司，安徽 宿州 234000）

近年來，因架空配電網網架薄弱、運行環境相對較差、通過復雜地形、惡劣氣候條件日益增多等因素凸顯，給架空配電線的安全穩定運行帶來了較大的影響。本文對配網風偏故障原因進行分析，制定了相應的治理措施。

1 大檔距裸導線風偏現狀

1.1 安徽典型風帶現狀

安徽典型風帶按區域分布統計，風害故障主要分布在安徽典型風帶，包括馬鞍山—巢湖風帶、淮北—宿州風帶、定遠風帶、淮南—合肥風帶、寧國—廣德風帶；另有其他風帶分布，地區分布性較為明顯。

1.2 大檔距裸導線現狀

經統計排查，全省16 個地市均存在大檔距裸導線，其中六安、安慶、阜陽、宿州等區域分布居多。目前仍存在大量25、35 mm2的裸導線，占全量裸導線的25.48%，此部分導線已不滿足配網運行現狀，須工程改造徹底解決問題。

50 mm2及以上裸導線占全量的74.52%，此部分導線雖不須工程改造，可繼續運行，但仍存在線路裸露、檔距大、相間距離小、線路通道環境差、線路弧垂不平衡等運行問題，須開展技術治理和運維措施，防范大風天氣下線路故障。

1.3 風偏典型故障原因分析

案例1：2021 年6 月3 日，35 kV 某變電站10 kV 某線路因支線#2、#3 桿相間放電，相間發生瞬時短路故障，分段開展跳閘1 次，重合閘成功。此支線為LGJ-35 mm2裸導線，受大風天氣影響（風速29 m/s，11 級大風），相間放電痕跡明顯。

原因分析：因導線裸露無絕緣性，線路三相弧垂偏差較大，導線應力不平衡，風偏下一旦碰觸或臨近即故障停電。

案例2：2021 年7 月26 日，35 kV 某變電站10 kV 某線路支線#5、#6 桿中相與邊相線路纏繞，故障跳閘，重合閘未成功。此支線為LGJ-35 mm2裸導線，檔距108 m，弧垂較大，受大風天氣影響（風速27 m/s，10 級大風），發生線路纏繞。

原因分析：檔距較大的線路，弧垂普遍較大，受風力影響，線路擺動幅度大，產生相間短路故障。

案例3：35 kV 某變電站10 kV 某線路采取雙三角形排列，橫擔長度0.8 m，#21、#22 桿中間相間距離13 cm，發生相間距離過近、相間放電痕跡明顯故障。

原因分析：相間距離較小的線路安全距離不足，同時故障時相間線路因電場力相互靠近，安全距離進一步減少，發生放電、絞線。

通過對歷史架空配電線路風偏故障的分析可以發現，故障原因有以下幾點：導線裸露，無絕緣性能，臨近時易放電；檔距過大，受風力影響線路擺動幅度大；相間距小，線路風偏導致相間距離不足[1-2]。

2 大檔距裸導線防風偏治理措施

大檔距裸導線防風偏治理措施如圖1 所示。

圖1 裸導線大檔距風偏故障原因及整改措施圖

2.1 裸導線絕緣化

2.1.1 絕緣化改造（適用于治理25、35 mm2裸導線）

配網線路絕緣化改造工程措施是徹底解決大檔距裸導線防風偏治理重要措施。通過建立大檔距裸導線基礎臺賬，做好項目儲備，利用基建、大修技改、成本等項目開展絕緣化改造，解決風偏短路引起的線路故障。

新建線路，應避開風口、迎風坡等易出現大風災害的地帶；易受災害侵襲的線路應提高設計標準，增加耐張段、縮短檔距等措施。

跨越高速公路、鐵路等長檔距特殊地段的線路，應設置獨立耐張段，采用角鋼塔或鋼管塔，增加相間距離、固定更加牢固。

針對區域內風力、風向等合理選擇線路走向，盡量減少風向與導線夾角。10 kV 架空線路宜采用鋼筋混凝土電桿，特殊地段可采用高強度電桿、角鋼塔或鋼管塔[3-4]。

2.1.2 絕緣化涂覆（適用于治理50 mm2及以上裸導線）

隨著近年來電網技術不斷發展，對于架空線路的絕緣處理，還有另一種方法即絕緣涂覆。這種方法實際上是在裸導線上均勻的涂上一層絕緣涂料，使裸導線變成絕緣導線。絕緣層厚度建議采用普通絕緣厚度3.4 mm。

2.2 縮短裸導線檔距

2.2.1 差異化設計改造（適用于治理25、35 mm2裸導線）

在架空配電線路設計之初，應充分對當地氣候條件進行深入研究與剖析，并根據實際氣候合理提高局部風偏設計標準，在設計風速、設計裕度、桿塔塔頭尺寸以及施工安裝工藝等多個方面進行技術強化，適當減小檔距，配置防風拉線，增加分段數量。

但在風偏設計中裕度增加太多時，會導致設備建設成本增加，因此須要設計者對其安全、效能和成本等因素綜合考慮，達到架空配電線路設計最優化處理。

根據Q/GDW 10738—2020《配電網規劃設計技術導則》，強風區中壓架空線路應采用差異化設計，提高抗風設防水平。中壓主干網架空線路宜采用單回架設，保證線路之間的安全距離。為做好大檔距防風偏治理，建議在大風區域檔距控制在30～55 m之間選擇。

2.2.2 增設電桿（適用于治理50 mm2及以上裸導線）

針對檔距大于80 m 以上裸導線采取增設電桿方式，縮短檔距，平均檔距控制在40～50 m，減少三相裸導線擺動，降低風偏短路故障率[5]。

2.3 增加相間距離

2.3.1 優選排列方式

根據國家電網公司系統各地配電線路的設計、安裝和運行經驗，桿頭布置型式采用水平、垂直、三角共3 種基本型式，并考慮單回線、雙回同桿、三回同桿、四回同桿的布置。為防范風偏故障建議采用以下型式。

例1：單回線路一般采用三角和水平排列2 種桿頭布置型式，建議在風力較大區域采取單回三角形排列，增加相間距離，減少風偏短路風險，如圖2所示。

圖2 單回三角形排列

例2：同桿架設雙回線路一般采用雙水平、雙三角、雙垂直排列3 種桿頭布置型式。建議在風力較大區域采取雙垂直排列方式，增加相間距離，減少風偏短路風險，如圖3 所示。

圖3 雙回垂直排列

例3：同桿架設三回線路，建議在風力較大區域采用上雙三角下單水平、上雙垂直下單水平排列2 種桿頭布置型式，如圖4、圖5 所示。

圖4 上雙三角下單水平排列

圖5 上雙垂直下單水平排列

2.3.2 增加橫擔長度方式

橫擔的尺寸決定著線間距離，本著安全、經濟、美觀，方便加工、施工和運行的原則，在風口、迎風坡等易出現大風災害的地帶，通過選取較長橫擔增加相間距離，降低風偏短路影響，建議選取2 m以上橫擔。

2.3.3 采取雙支柱絕子固定

在風口、迎風坡等易出現大風災害的地帶，建議采取雙支柱絕緣子導線固定，不易發生或者可以大幅減少導線脫落引起的線路接地故障，導線脫落后相間距離縮短，在較強風力下易發生短路故障。

2.3.4 調整弧垂（適用于治理50 mm2及以上裸導線）

日常運維中，通過計劃檢修將弧垂較大線路，通過弧垂調整等方式增加相間距，減少線路風偏幅度，減少風偏短路風險。

2.3.5 增設絕緣間隔棒（適用于治理50 mm2及以上裸導線）

在架空配電線路中處于風口以及風道等微氣象區的桿塔，因承受風力比較集中，也易導致風偏故障，可通過增設一種絕緣間隔棒方式穩定相間距離，減少風偏故障發生。

通過研制一種配網絕緣間隔棒，綜合考慮間隔棒的絕緣耐壓等級、線路承載力等因素，對絕緣間隔棒選型制作，安裝至線路中間固定相間距離，減少風力作用下線路擺動，如圖6、圖7 所示。

圖6 絕緣間隔棒整體分解圖

圖7 實物圖

安裝后，跟蹤不同大風天氣下的停運情況，未發生因線路風偏造成的相間短路故障。

2.4 強化設備運維

2.4.1 開展通道清理

配電線路通道范圍樹木、房屋等距離較近時，在大風等天氣時，線路擺動易與樹木、房屋等產生放電而引起線路故障，因此確保通道內無與線路較近物體，是保障線路安全運行重要保障之一。

2.4.2 開展紅外測溫

由于線路金具受力不均勻、線路舞動、擺動等因素極易產生線路金具受損或者接觸不實，引起金具發熱、接觸不良、斷線、金具斷裂等故障，利用紅外測溫等方式開展特殊巡視，及時發現并處理隱患點，避免因巡視不到位產生斷線、短路故障。

2.4.3 開展無人機巡視

在大檔距裸導線線路運維過程中，桿頂、跨越地段等人力難以實現巡視的位置開展無人機巡視，實現線路無死角巡視，提升線路運維巡視質量。

3 結束語

綜上所述，為提高配電網供電可靠性，減少大檔距裸導線風偏故障率，在前期工程設計階段、工程建設階段、配網設備運維階段均可采取不同的治理措施，對大檔距裸導線線路絕緣化處理、縮小線路檔距、增加相間距離、強化設備運維等，有效提升配網線路運行可靠性。