浅谈输电线路导线悬挂高度提高对风偏的影响

　　摘要:输电线路的风偏放电一直是影响线路安全运行的问题之一,本文研究的重点是输电线路导线悬挂高度的提高对风偏放电的影响,从输电线路的风偏放电影响线路安全运行出发,分析了输电线路风偏故障,探讨了输电线路导线悬挂高度提高对风偏的影响。 　　Abstract: Windage yaw fault of transmission line has been one of the important problems influencing the safe operation of power system. This paper focuses on transmission line conductor height increased flying partial discharge of the wind,the wind from the transmission line partial discharge affect the safe operation of the starting line,a power transmission line system of partial failure of the transmission line conductor height increased flying on the windside effects. 　　关键词:输电线路;导线悬挂高度;风偏;影响 　　Key words: transimssion line;lead height;windage yaw;effect 　　中图分类号:TM7 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)24-0220-01 　　 　　1输电线路风偏故障分析 　　据统计,国网公司系统110kV及以上输电线路在2003～2008年五年间发生风偏跳闸共244起。输电线路风偏跳闸形式主要表现为导线对杆塔放电210次,占85.07%,其次是对周边障碍物放电30次,占12.30%,两项合计占98.37%。其中对杆塔放电按放电点位置区分,对塔身放电185次,占88.5%;对横担放电15次,占7.1%;对拉线放电9次,占4.4%。由以上统计结果可见,目前国内风偏放电涉及范围广、次数多,造成的影响也大。 　　发生风偏放电最本质的原因是由于在外界各种不利条件下造成输电线路上导线―杆塔或导线―导线之间的空气间隙距离减小,当此间隙距离的电气强度不能耐受系统最高运行电压时便会发生击穿放电。 　　当输电线路处于强风环境下,特别是在某些微地形区,易于产生飑线风,此时强风使得绝缘子串向杆塔方向倾斜,减小了导线和杆塔之间的空气间隙距离,当该距离不能满足放电的最低电压要求时便会发生闪络。而随着导线悬挂高度的提高,风速随着高度增加,对导线的影响将会更加明显。 　　2输电线路导线悬挂高度提高对风偏的影响 　　输电线路中的架空导线在受到风力作用时,会发生摆动。由于导线摆动,引起导线―杆塔或导线―周围树木间电气距离减小,当此间隙距离的电气强度不能耐受系统最高运行电压时便会发生击穿放电,这种现象一般称为线路的风偏放闪络。 　　输电线路的风偏放电一直是影响线路安全运行的问题之一。近年来,110～500kV输电线路风偏闪络事故频繁发生,国内外相关领域专家对其原因进行了深入的研究和分析,认为造成风偏闪络的原因可以分为外因和内因两方面。其外因是自然界发生的强风和暴雨天气;内因是输电线路抵御强风能力不足。 　　影响线路风偏角大小的主要设计参数是最大设计风速、风压不均匀系数、风速高度换算系数等。 　　3防止输电线路风偏放电的对策和措施 　　3.1 优化设计参数提高安全裕度在线路设计阶段应高度重视微地形气象资料的收集和区域的划分,根据实际的微地形环境条件合理提高局部风偏设计标准。由于750kV及1000kV线路绝缘子串更长,因此在相同的风偏角情况下带来的空气间隙减小的幅度更大,在750kV以及1000kV特高压杆塔设计中就更应先做好线路所经地区气象资料的全面收集。 　　500kV线路设计时,应尽量避免在面向导线侧的杆塔上安装脚钉(即使脚钉方向是平行于导线的);同时在悬垂线夹附近导线上也应尽量避免安装其它突出物(如防震锤)。 　　在杆塔构架上无脚钉、悬垂线夹附件导线上没有突出物的前提下,对于低海拔地区,我国既可以参考美国经验,将500kV线路带电体与构架的最小空气间隙取为1.22m;也可以保持现有《技术规程》中的要求不变,而将恶劣气象条件引起的导线-杆塔空气间隙工频放电特性的降低放在安全裕度方面来考虑。考虑到目前国内各设计单位的杆塔都是按风压不均匀系数为0.61设计的,因此在新建工程中为抑制风偏闪络事故率,又兼顾现有定型塔的使用,可以暂时按如下原则处理:仍按风压不均匀系数为0.61进行杆塔规划;终堪定位时,塔头间隙按0.75进行校验。 　　对新建线路,设计单位在今后的线路设计中应结合已有的运行经验,对事故多发地区的线路空气间隙适当增加裕度,以减小线路投运后遇恶劣天气时出现跳闸的可能性。另外,在可能引发强风的微地形地区,尽量采用“V”型串,可以明显改善风偏造成的影响。 　　对于新建的500kV输电线路工程中转角塔的跳线,风压不均匀系数不应小于1,同时应特别注意风向与水平面不平行时带来的影响。 　　3.2 采取针对性措施防止风偏放电对于发生风偏闪络的线路,可采取针对性的措施以防止再次发生风偏放电事故,可采取的措施有:①调爬或更换了加长型合成绝缘子的交、直流线路应结合所在区域气象条件全面校核风偏间隙。②发生故障的耐张塔跳线和其他转角较大的无跳线串的外角跳线加装跳线绝缘子串和重锤。③发生故障的直线塔的绝缘子串加装重锤,单串如加重锤不符要求,可将其改为双串倒V型以便加装双倍重锤,减少强风时导线风偏角及悬挂处的扭转,确保间隙足够。④加强线路走廓障碍物的检查清理,档距中的树木、边坡等亦应进行风偏校验,消除隐患。 　　3.3 加强输电线路防风偏放电针对性研究①与各地气象监测部门密切配合,开展不同地形特征下不同高度的风况观测,分析研究其间关系后确定风速高度换算系数、风速保证频率、风速次时换算时间段等设计参数;研究地形对风向与水平面夹角大小的影响;研究微地形特征对风速大小的影响;探讨设计中气象条件的选定条件。②根据地域特征,对全国进行合理划分,不同地域可选择不同的风偏设计参数及模型。对现有风偏角计算模型进行修改,考虑风向与水平面不平行与导线摆动时张力变化对风偏角及最小空气间隙距离的影响。③研究输电线路塔上气象参数及导线风偏的在线监测系统,以确定线路杆塔上最大瞬时风速、风压不均匀系数、强风下的导线运动轨迹等技术参数。④开展暴雨和定向强风下空气间隙的工频放电试验,得出数据及曲线,为风偏设计提供技术依据。 　　输电线路的风偏放电一直是影响线路安全运行的问题之一,造成风偏放电的原因很多,其中恶劣气象条件下因风偏角变化而引起的导线―杆塔空气间隙电气强度变化是造成输电线路发生风偏闪络故障和事故最根本的原因。 　　随着输电线路导线悬挂高度的提高,风力对风偏角的影响越来越大,本文对输电线路风偏故障进行了分析。通过对风速、风向对导线―杆塔空气间隙的电气强度的影响进行了探讨,得出了风力和风向对闪络电压有所影响的结论,为进一步研究提供了参考。