500kV輸電線路風偏的探討

朱曉平

（江西省電力設計院，江西 南昌330000）

風偏閃絡多發生在惡劣氣候條件下,輸電線路的風偏也是一直是影響線路安全運行的問題之一。

1 產生風偏閃絡原因

風偏閃絡主要是外因和內因兩方面因素造成的。外因是自然界發生的強風和暴雨天氣；內因是輸電線路抵御強風的能力不足。找出影響風偏閃絡的關鍵因素，采取有針對性的方法和措施，就可以提高線路的安全運行水平。

1.1 局地強風是導致線路放電的直接原因

發生線路風偏跳閘的本質原因是在大氣環境中出現的各種不利條件，造成線路空氣間隙減小，當間隙的電氣強度不能承受系統運行電壓時就會發生擊穿放電。在強風或颮線風的作用下，絕緣子串向桿塔方向傾斜，減小了導線與桿塔的空氣間隙，當距離不能滿足絕緣強度要求時就會發生放電。在發生導線風偏放電期間，氣象資料給出的風速數據與反推出的風速數據有一定的偏差，考慮到氣象觀測站一般均設在城郊結合部，而且所測數據為距地10m高度的風速數據，而由于颮線風的區域性及陣發性，風力最強勁的區域往往不是在觀測站附近，而且導線、絕緣子的懸掛高度一般為20m-30m，根據設計規程，其風速應乘以對應的高度增加系數，所以從導線風偏反推出的風速數據與氣象部門給出的數據存在一定偏差是可能的。

1.2 在設計中對惡劣氣象條件估計不足

在線路風偏角的設計中，如果選取的風偏角計算參數不合適，使得線路風偏角安全裕度偏小，線路在強風的作用下發生風偏跳閘的概率就會大大增加。在線路設計中應根據地區的實際情況，尤其是微地形區，合理選擇設計參數。提高線路抵御自然災害的能力，減少風偏事故的發生。

1.3 其他原因

在各次放電故障的調查中，對照雷電定位監測數據，故障錄波數據和波形，以及線路閃絡處的地形地貌，對線路設備包括絕緣子、避雷線、接地電阻、接地引下線的狀況等進行了全面的調研和綜合分析，基本上可以排除來自雷擊、污閃、鳥害等其他原因的影響，而且發生閃絡處的地形地貌、桿塔結構、布置、線路元件均未發現引發放電的特殊性，可以判明是因強風引起的風偏放電。

2 風偏閃絡暴露出的問題

我國在最大設計風速下按照風壓不均勻系數0.61(目前設計標準)取值計算的風偏角偏小，但能滿足DL/T5092-1999《110kV-500kV架空送電線路設計技術規程》的規定，若取值0.75(目前校驗標準)，則風偏角增大，不滿足規程要求的間隙距離，增加了風偏故障的概率。此外規程中規定的空氣間隙沒有考慮到大風同時伴有大雨這種極端惡劣的天氣，使得在暴雨工況時，在實際風速小于設計值時也可能造成風偏故障，這與氣象部門在歷次風偏事故中測到的最大風速都沒有超過設計風速是一致的。

近幾年來，由于防污閃改造的原因，運行線路的玻璃或瓷質絕緣子更換為復合絕緣子，由于后者較前者輕，風偏角將增大，造成復合絕緣子上端的防鳥裝置或均壓環碰撞橫擔而受損，或下端帶電導線離塔身安全距離過小而發生閃絡，對垂直檔距小的線路影響更大。因此，在線路設計或技術改造后使用復合絕緣子時，應進行必要的風偏驗算，做風偏角和空氣間隙的校核。

3 防風偏閃絡的措施

3.1 采取針對性措施防止風偏閃絡

提高線路的抗風能力應與線路防污閃和防雷綜合考慮，不能顧此失彼。防風偏改造后應使直線桿塔能抵抗34m/s風(風壓不均勻系數取0.75)。具體可以采用以下措施：

(1)對耐張塔風偏閃絡的治理措施。

根據國網公司組織召開的“500kV輸電線路風偏閃絡專題研討會”會議紀要，明確要求以后新建500kV輸電線路耐張轉角塔應參照以下原則配置：①轉角塔外角跳線：45°及以上轉角塔外角跳線宜采用雙串絕緣子；45°以下外角跳線宜采用單串絕緣子串。②轉角塔內角跳線：15°及以下轉角塔內角跳線宜采用單串絕緣子串。

(2)拉線固定法

對于偏僻山區或行人較少的地區已運行的輸電線路，如果該區域風力特別強，風偏閃絡經常發生，若采取上述措施和方法后，效果仍不明顯，可以采取在導線側打絕緣拉線的方法以穩固導線，這種方法只能作為臨時性的防范措施，缺點是占地面積較大，安全防范措施成本高。

(3)窗橫向彈性支撐法

塔窗緊湊的輸電線路在強風的作用下極易發生風偏跳閘，可以采取在導線與塔窗之間增加絕緣子串的方法來穩固導線，使導線在強風的作用下不宜發生位移，保持足夠的空氣間隙。此種方法適用于上、下排列的桿塔形式。

進行線路技術改造后，應結合線路所經區域的氣象條件，進行一次全面的風偏間隙校核，不滿足要求的應立即采取整改措施。對于導地線線間放電，可以采取相間間隔棒或調整弧垂的方法。對于導線對周邊物體放電，主要是加強線路走廊障礙物的檢查清理，對檔距中的樹木、邊坡等亦應進行風偏校驗，全面排除風偏放電的隱患。

(4)塔對直線塔風偏閃絡的措施

對運行線路的直線塔風偏治理一般可采用三相改V型串、中相改V串邊相加長橫擔、三相加掛雙串并加重錘等幾種治理措施。

①中相改V串邊相加長橫擔。這種改造措施雖然能增加空氣間隙，對防風偏故障起到根本性作用，但由于塔身橫擔需重新加工，施工時要停電、導線需落地，交叉跨越處要搭跨越架，施工周期較長，導線落地后看護工作量過大，很難保證安全性，而且改造費用較高、線路停電時間較長。

②三相改V型串。這種改造措施需要改變鐵塔橫擔結構，對防風偏故障能起到根本性作用，但邊相橫擔加長過多(加長3-4m)，改造費用高，線路停電時間長。

③三相加掛雙串并加重錘。在直線串上加裝重錘片或在直線串上安裝八字形雙串絕緣子，并加裝重錘片。由設計單位對線路進行校核，在抵御大風裕度較小的直線塔的直線絕緣子串下加裝重錘片，重錘片的片數由設計單位校驗后確定。按上述措施懸掛單串絕緣子并加掛重錘片后，仍不能滿足要求的直線塔，安裝八字形雙串絕緣子，線夾中心線間距為1.2m，并加掛重錘片，重錘片的片數由設計單位校驗后確定。對500kV線路局部發生大風閃絡事故的區段，采用增加導線垂直荷重即三相加掛雙串并加裝重錘片的方法，可以提高線路抵御風偏的能力。

3.2 綜合防風偏措施

3.2.1 開展科研試驗，抑制風偏事故。

①應開展有暴雨和強風定向作用下空氣間隙的工頻放電試驗，得出數據及曲線，為今后的風偏設計提供合理的技術依據和參數。

②應開發輸電線路塔上氣象參數及導線風偏的在線監測系統。為確定輸電線路桿塔上最大瞬時風速、風壓不均勻系數、強風下的導線運動軌跡等提供直接的技術依據。

③對設計中氣象條件的選定、各種不利氣象條件的組合、風偏計算中的參數等應進行進一步探討和研究。

3.2.2 合理規劃設計，改進設計方法。

①對于新建線路，應結合已有的運行經驗，對于微氣象區特征明顯、颮線風頻發地帶，線路的設計應考慮到最不利的氣象條件組合，適度提高風偏放電的設防水平，設計時應留有適當的裕度，以減小線路投運后遇惡劣天氣時出現跳閘的可能性。

②合理選擇設計氣象條件，改進設計手段和方法。在選擇線路走徑時，應盡可能避免橫穿風口、江河湖面；提高強風地帶的絕緣配置和機械強度；對局部微氣象、微地形地區提高設計風速及桿塔、金具、絕緣子等的設計安全系數，加大電氣距離。

3.3 收集運行資料，提高防風能力。

應加強對微氣候區的觀測和記錄，積累運行資料，加強線路所經區域的氣象資料收集，特別是颮線風的數據收集，包括發生時段、頻率、風速、區域等，并加強導線風偏的觀測和記錄。對于已運行的線路可以進行局部改造，抑制風偏。

4 結束語

綜上所述，準確的分析出500kV輸電線路發生風偏閃絡的原因，采用相應的措施，對降低線路風偏閃絡事故和提高線路安全運行水平有非常重要的意義。

[1]趙科隆,龐志宏.500kV神侯線風偏放電掉閘分析[J].華北電力技術.

[2]王聲學.特高壓輸電線路抗風偏閃絡性能的計算研究[D].西南交通大學.

[3]龍立宏,胡毅,李景祿,胡濤.輸電線路風偏放電的影響因素研究[J].高電壓技術.