110kV Z1型直線桿防風改造技術應用

【摘要】針對蘭州地區經常出現的30m/s以上大風氣候特征對轄區110kV Z1型直線桿安全運行存在的導線風偏搖擺角不能滿足要求的嚴重隱患，多次在局部地段由于大風造成設備強迫停運安全生產難題，本文重點介紹了Z1型直線桿防風改造技術，從根本上解決了影響輸電線路安全運行的隱患。

【關鍵詞】風偏搖擺角；導線風偏距離；間隙距離；偏移距離

一、概述

近年來，甘肅蘭州供電公司110kV輸電線路多次在大風天氣由于導線風偏距離不足導致間隙放電造成線路強迫減負荷停運，為電鐵用戶專線，電氣化鐵路、輸電線路的安全可靠運行帶來很大的影響。成為亟需解決的重大生產難題。

對此，甘肅蘭州供電公司專業技術人員進行認真分析和研討，得出導致Z1桿風偏不足的主要原因有三個方面：一是目前掛網的合成絕緣子重量較原來的懸式資質或玻璃絕緣子輕，使導線風偏值最大；二是目前掛網的合成絕緣子結構高度比原來的絕緣子有所加長，使發生風偏時間隙距離不能滿足要求；三是特殊區域的瞬時風速接近或超過了設計的最大風速。因此，要使設備能夠處于一個長期安全、穩定運行的局面，就必須對110kV Z1型直線桿存在的安全隱患進行徹底的改造。以提高線路運行水平，保證電網安全、可靠運行。

二、技術現狀

蘭州地區110kV輸電線路建設之初大多是采用的LXP-7和XWP-7絕緣子，根據導線型號的不同有單串和雙串之分。后由于玻璃絕緣子自爆問題，陸續將玻璃絕緣子換成合成絕緣子，減少了污閃事故，自08年開始對110千伏線路進行了調爬，即在合成絕緣子串上方加裝一片玻璃絕緣子，以提高設備的空氣間隙和放電電弧距離，加強設備絕緣水平，保證線路安全運行。然而在調爬后，雖然增加了絕緣間隙，也使得絕緣子串的長度增加了146mm，在同等級大風的情況下，懸垂線夾偏移的距離要比調爬前增加，容易造成線路對桿身及拉線放電。其原因主要有以下幾點：

（1）110千伏輸電線路設計存在缺陷。對于大風地區的考慮不足，Z1桿（根開4m，呼高13.1m）的參數不能滿足特殊區域110kV輸電線路的安全運行要求。

（2）近年來110千伏輸電線路大規模更換使用合成絕緣子，截至目前掛網的合成絕緣子均參照GS1101相關參數為準，合成絕緣子的結構高度增大，重量減小。

（3）大風條件下，110千伏Z1桿搖擺角不能滿足要求，尤其對于Z1型加高桿，有導線對拉線放電跳閘的現象發生。

三、防風改造技術路線及創新點

目前在甘肅省電力公司系統內110kV輸電線路大量使用Z1型直線桿，線路通過地區的氣候復雜多變，局部大風氣候嚴重影響輸電線路的安全運行，對此運行維護單位只能被動接受，不實施技術改造就無法從根本上解決問題。對已運行的110kV Z1型直線桿有發生故障的地段實施防風技術改造，消除設備隱患，保證線路安全運行，是供電企業發展的必然要求。所以，110kV Z1型桿技術改造的應用，不僅在蘭州地區110kV線路中可以推廣應用，還可以在系統內的其它同類型輸電設備上推廣應用。項目適用性、推廣應用的前景較為廣泛。

該技術的應用具有以下優點：

1.提高輸電線路的供電可靠性，解決目前輸電線路在大風對Z1型桿造成的風偏問題，減輕運檢人員的工作強度。

2.全面提高輸電線路安全穩定運行的水平。

3.桿塔的基本數據結構不變，對相鄰桿塔的穩定性沒有影響。

4.導線應力保持原設計值。

5.減弱了大風對Z1型桿，尤其是Z1型加高桿安全運行的影響。

6.增大了兩邊相導線對桿身的距離。

7.減少了間隙放電的幾率，杜絕線路強迫停運事件發生。

同時，該技術還具備以下創新點：

（1）中相采用“V”型懸掛，極大地減小了中相導線的風偏角。

（2）兩邊相采用Z2橫擔，在保持設備穩定性的同時有效增大了桿塔的電氣間隙。

（3）改造所需材料少，改造費用較低。

四、防風改造技術的實施方案

（1）110kV Z1型直線桿防風技術改造的應用示意圖：

（2）將原Z1型直線桿中相導線采用的“I”形懸掛方式改為“V”型雙絕緣子串懸掛，以加強導線相對位置的固定性。

（3）原Z1桿導線橫擔中段橫擔結構不變，僅在其左右相對位置沖孔，加裝角鋼。

（4）將兩邊相橫擔統一更換為Z2型邊相橫擔，其橫擔長度比原Z1型橫擔長度增加了0.25m。以增加導線與桿身之間的間隙距離。

五、應用效果

改造運行以來，線路未再發生過大風導致間隙不足造成的線路緊急強迫停運事件。有效預防和解決了風口地帶110kV線路大風情況下由于電氣間隙不足造成設備強迫停運的問題，實現了輸電線路在大風特殊天氣條件下的安全、穩定、經濟運行，減少了線路強迫停運次數，提高了線路安全運行水平，收效明顯。對長期大風氣候條件下運行的110kV輸電線路進行防風技術改造，完全消除了設備的安全隱患和缺陷，滿足了輸電線路安全運行的要求，預防和杜絕了設備強迫停運事件，減少了運行檢修人員的工作強度，提高了輸電線路的安全運行水平和供電可靠性。

六、已取得的安全經濟效益

效益主要表現在解決了影響線路安全運行的事故隱患，根本上杜絕了因110kV Z1型桿在大風氣候引發線路風偏不足強迫停運的問題，從而保障了輸電線路的安全運行，提高了電網供電可靠性和安全穩定運行水平，符合目前輸電線路差異化設計的思路，通過局部的提升設計等級或對現役設備實施技術改造達到提高整體輸電線路某一方面運行水平的目的，使我們的輸電線路逐步向“電網堅強”的最終目標邁進。

同時，對于重要負荷線路如電氣化鐵路專供線路，雖然Z1型桿數量較大，但影響輸電線路安全運行的風口地帶并不多，對此地區的Z1型桿進行防風技術改造就會杜絕大風引發的風偏不足導致線路強迫停運事故，杜絕由此引發的嚴重后果。改造一基桿塔只需不到4千元，一條線路也只需數萬元就會一勞永逸的解決設備的此類安全隱患。

由此可見，《110kV Z1型桿技術改造的應用》為特殊區域輸電線路的安全、穩定、經濟運行提供了很好的保障，極大的減少了線路的強迫停運次數，為線路安全運行奠定了良好的基礎。其經濟效益是巨大的，也具有十分重大的社會意義。