输电线路风偏故障的原因与解决对策 王晓伏

输电线路风偏故障的原因与解决对策王晓伏

发表时间：2019-09-18T16:26:56.093Z 来源：《电力设备》2019年第8期作者：王晓伏1 赵枭2

[导读] 摘要：随着人们生活水平的不断提高，人们对电能的需求也越来越高，这些现实情况促进着电力行业的快速发展，也加速了电网的形成，同时国家电网也更加注重向超高压的方向发展，超高压输电线能够实现大容量以及远距离传输，并且能够降低传输的成本，减少线路的损耗，是经济效益非常显著的运输方式。

（1新疆送变电有限公司新疆省乌鲁木齐市 830011；2新能集团有限责任公司新疆省乌鲁木齐市 830011）

摘要：随着人们生活水平的不断提高，人们对电能的需求也越来越高，这些现实情况促进着电力行业的快速发展，也加速了电网的形成，同时国家电网也更加注重向超高压的方向发展，超高压输电线能够实现大容量以及远距离传输，并且能够降低传输的成本，减少线路的损耗，是经济效益非常显著的运输方式。但是,风偏跳闸是造成电网运行故障的主要原因之一，严重影响输电线路稳定运行。现做一下分析研究。

关键词：风偏闪络;天气预报;预警;刚性直棒法;随机抽样

引言

我国疆土辽阔，地理环境特殊，使得超高压输电线路的建设以及维护存在诸多困难，尤其是大风天气对超高压输电线路的影响非常显著。因此，为了超高压输电线路的能够长久发展，必须对风偏故障进行分析，对现在已有的经验进行总结，提出相应的预防或者解决风偏现象的措施，以促进超高压输电线路的健康长久发展，满足人们对电能的需求。

1风偏故障分析

由于我国地形众多，超高压输电线路在建设过程中遇到了许多问题，比如在微地形区域内，输电线路受到飑线风的影响，容易发生风偏，造成绝缘子串逐渐倾斜靠近杆塔，这样会降低杆塔与导线之间的距离，在放电的时候距离过低导致闪路现象的出现，从而对超高压输电线路的安全构成威胁，同时也影响了电力系统的正常运行。除了飑线风的出现会造成风偏故障，在雷雨或者冰雹发生时，空气潮湿也会降低绝缘的强度，这个时候如果再遇上强风，雨水形成的水线与输电线路的放电路径相同，就会带来危险。并且当输电线路的杆塔档距在三百米到四百米之间的时候，最容易发生风偏现象；如果塔头的尺寸相对较小，在遇到强风的时候会出现绝缘子串风偏，进而输电线路会自动跳闸以保护线路的安全。同时也有研究发现，随着电线杆杆塔高度的逐渐增加，接受到的风力就会随之增大，绝缘子串风偏发生的几率也就因此而增加。事实上造成风偏现象出现最主要的原因是风力，也就是自热原因，这是非常难以控制的因素，输电线路的杆塔一旦建成就无法根据天气的情况而进行调整，因此必须对风偏故障的特点进行分析，从技术上降低风偏故障出现的可能。

2风偏故障的基本概念

风偏是指输电线路绝缘子串和导线在风力作用下,输电线路导线的风偏角会逐渐增大,同时导线会随着风力大小出现不同程度的位移和偏转,当输电线路导线与杆塔之间空气间隙的绝缘强度小于输电线路导线工作电压时会发生空气击穿,由于放电形成的电弧会使杆塔和导线上出现电气烧伤痕迹。风偏跳间重合成功率较低,这是由于风一般具有连续性的特点,这种特点使得杆塔与导线的间隙在输电线路重合间时持续减小,同时系统在重合间时很可能出现操作过电压,因此可能在间隙距离较大时发生第二次击穿。

3风偏故障的形成及影响因素

3.1强风的巧响

线路风偏故障发生的直接原因就是局地强风的出现。根据历年来搜集的现场情况和气象证明,线路风偏故障发生的区域一般都会有强风的出现。除日常所说的龙卷风和台风外,还有一种强风叫做鹏线风,它的出现是由于一定区域内缓慢移动的高空冷空气与低空热空气在小范围或者局部区域内连续不断地交汇,从而形成中小尺度的局部强对流天气所致,鹏线风具备如下特征:(1)常在一定的局部区域发生,从几平方公里至十几平方公里范围不等,因强对流空气造成很大的能量,会形成宽度不等的风带;(2)风力等级较高,风速较大,瞬时风速大于30m/s; (3)形成快、消失快、突发性强,持续时间较短。

3.2线巧结构与参数的影喃

在线路风偏角的设计中,如果选取的风偏角计算参数不合适,使得线路风偏角安全裕度偏小,线路在强风的作用下发生风偏跳间的概率就会大大増加tw。根据近年发生的风偏故障来看,直线塔和耐张塔风偏故障几率基本相等,直线塔略高。直线塔风偏跳间中ZB1型故障率最高,偏离挂点的导线对塔身的放电占绝大多数。塔头空气间隙的大小直接影响到了绝缘子与塔身的距离,塔头尺寸较大的铁塔防风偏能力更强。近年来,随着电力事业的不断发展,从节约能源和电力走廊的角度出发,W及降低设计指标的要求,输电线路塔形结构正在不断发生变化,尤其是边线横担越来越短。从第一代5米多降到4米,也就是说安全距离的裕度越来越小,致使抵抗自然灾害能力明显下降。

4新型防风偏技术措施

4．1支柱斜撑式防风偏绝缘子

支柱式防风偏绝缘子与悬挂的导线绝缘子成30度角安装,是防风偏线路改造一种重要措施之一。支柱式防风偏绝缘子与悬挂的导线绝缘子成30度角安装,在风力特大的时候,悬挂导线的绝缘子与防风偏绝缘子连接端会产生硬碰硬的损伤,所W需在支柱式防M偏绝缘子上端加装反相位缓冲阻尼器。当风力向塔型内侧迎面吹时,反相位缓冲阻尼器弹性阻尼原理会吸收和释放一部分风力。当风力达到高潮时反相位缓冲阻尼器产生反弹力;当风力向塔型外侧迎面吹时,反相位缓冲阻巧器弹性阻尼原理也会吸收和释放一部分风力。当风力达到高潮时反相位缓冲阻尼器产生反相位拉力,抑制风摆,消振抑振,吸收和释放能量,能有效防止风偏和舞动现象。支柱式防风偏绝缘子与反相位缓冲阻尼器组合应用,能有效地抑制风摆,消振吸振,确保线路安全运行。组合方式:组合总结构高度应大于等于6.2米。反相位缓冲阻尼器:结构高度1.2米-1.5米,正反弹力模量为12kN,采用进口不铸钢和弹黃阻尼,保证使用寿命大于20年。并加装破冰器,确保在任何环境下确保反相位缓冲阻尼器正常运行。该产品己经过重庆大学的仿真试验,并在四川、广东等地区电力线路上使用,对防风偏、防舞动起到了消振吸振、释放能量的作用,抑制了电力线路风偏和舞动的现象。支柱式防风偏绝缘子:结构高度为4.4米-4.8米,保证了线路所需要的绝缘距离大于4.2米,以及爬距大于等于16000mm 要求。支撑力和拉力大于12kN,抗弯强度大于3kN。该产品在福建、浙江、广东等地区运行良好,有效地抑制了风偏现象。该措施是目前防风偏重要的新型措施之一。

4.2转角塔跳线串采用垂直固定式防风偏绝缘子

跳线采用防风偏绝缘子,防风偏绝缘子一端固定在塔头,另一端支撑连接起导线,能有效地抑制了风偏。也有新建线路非耐张端采用双防风