輸電線路防風害措施和方法

李永飚，鄭建欣

(河南工業職業技術學院，河南 南陽 473000)

輸電線路防風害措施和方法

李永飚，鄭建欣

(河南工業職業技術學院，河南 南陽 473000)

導線風害是威脅架空輸電線路安全穩定運行的重要因素之一，常常造成線路跳閘、導線電弧燒傷、斷股、斷線等。為了建設更加堅強的電網，研究輸電線路防風害的措施迫在眉睫，文章分析了輸電線路的防風害措施和方法。

輸電線路；故障；防風害

0 引 言

輸電線路風害主要表現在風偏閃絡放電，桿塔折斷，大風引起的樹木、異物短路等幾個方面。

近幾年來，臺風、颮線風、暴風雪等各類災害性天氣頻發，輸電線路抗風設計考慮不夠精細，再加上輸電線路走廊通道隱患日益增多，導致輸電線路風害日趨嚴重。

因此，深入研究輸電線路風害的產生原因和機理，制定有針對性的措施，提高輸電線路的抗風能力，通過技術和管理措施減少風害引起的線路跳閘和災害，意義重大。

1 風偏事故現象和原因

1.1 桿塔發生傾斜或歪倒

由于風力過大，超過了桿塔的機械強度，桿塔會發生傾斜或歪斜而造成桿塔損壞或停電事故，主要原因如下：

1)風力超過桿塔設計強度。

2)桿塔部件腐蝕，強度降低。

3)桿塔在修建后，由于基礎未夯實，經過一段時間后，基礎周圍的土壤可能腐蝕，不均衡下沉，從而引起桿塔歪斜。

4)由于冬季施工，回填土是凍結的土壤，到了春天土壤開始解凍，使基礎附近的土壤松動，造成桿塔歪斜。

5)桿塔各連接部分松動或拉線銹蝕，使桿塔發生故障。

1.2 導線對地電位體或對其他相導線發生放電

在風的作用下，導線與地電位體或與其他相導線之間的空氣間隙小于大氣擊穿電壓而造成放電事故，主要原因和現象如下：

1)架空線路導線，避雷線呈懸鏈狀。當風速超過設計時，會造成導線對塔身放電，直線桿塔絕緣子串在水平風荷載的作用下產生導線搖擺，使其與地電體(如桿塔、拉線等)之間的空氣間隙減少，形成單相接地短路故障。

2)線路施工單位、竣工驗收單位和運行管理單位沒有全部復核導線的弧垂和線路通道兩側的樹木、建筑物風偏的距離。在風力作用下，導線搖擺使其發生放電，形成接地短路故障。

3)耐張桿塔在施工時跳線太長或跳線串為單鉸鏈掛點，在風力作用下左右搖擺，造成跳線對塔身安全間隙不夠，而形成單相接地短路故障。

4)運行中為了增加爬電比距，將絕緣子加長，雖然未超過設計風速，但由于風的作用，使導線和塔身安全間隙不夠，而形成單相接地短路故障。

5)線路施工時，由于未按設計要求架設，致使各相導線的弧垂不同，檔距中間導線在風的作用下搖擺頻率不同，使相間空氣間隙減少而形成兩相短路故障。另外，導線的排列方式在換位處由于風作用易出現地線對導線放電或導線之間產生放電，形成單相接地短路和相間短路故障。

1.3 絕緣子串搖擺角度的確定

架空線路導線水平偏移的因素主要有水平風荷載、垂直檔距、水平檔距、絕緣子串長度等。

2 各種不同風力對導線和避雷線的影響

當風速為0.5～4 m/s(相當于1～3級風)，容易引起導線或避雷線振動而發生斷股甚至斷線。

當風速為5～20 m/s(相當于4～8級風)，導線有時會發生跳躍搖擺現象，從而引起單相接地相間短路故障。

大風時各相導線搖擺頻率不同，也易發生單相接地或相間放電短路故障。

3 防風偏事故的基本措施

每年春夏季大風季節，重點檢查導線弧垂是否過松、過緊，線路周圍有無堆放易被刮起的錫箔紙、塑料布、草垛等物，有無可能傾倒、落枝的樹木。

在設計架空線路時，一般都按照當地最大風力做了驗算，并采取了適當的措施。但是自然界的情況是復雜的。因此，氣象情況仍然有可能超出設計條件，或由于設計時考慮不周，日常維護工作疏忽而發生事故。由風力使線路發生事故稱為風偏事故。

掌握線路通過地區大風的規律。由于各地區的具體地形不同，各個地區風力大小也不一樣，所以必須掌握風的規律(如最大風速、常年風向、大風出現的季節和日數等)，以便在大風到來之前做好一切防風準備工作。

對桿塔及其基礎進行全面檢查。如果發現基礎坑內的土壤下沉，應填補土壤并夯實。當發現桿塔有傾斜時，應找出原因，立即扶正，同時將基礎夯實。電源配電線路還應加裝人字形拉線。

檢查桿塔拉線的松緊程度，松動的應調緊。檢查拉線及埋入部分的腐蝕或銹蝕情況，嚴重銹蝕的應以更換。

在大風到來之前對導線、避雷線和跳線的弧垂進行測量，特別是導線排列方式改變的檔內弧垂，應對每相導線進行測量，復核線間距離。弧垂誤差應達到有關規定，確保此類導地線不會因間距不足而產生放電事故。

在大風到來之前應對導線與地電位體之間的空氣間隙進行測量，檢查在風偏情況時導線與塔頭的空氣間隙，測量新建建筑物的高度，檢查導線與通道中樹木、建筑物的空氣間隙。同時還應測量檔距中導線最低點和地電位體之間的空氣間隙，若發現不符合要求應及時調整。

4 風害故障的分類

按照風害導致輸電線路損害的結果，風害故障可分為倒塔斷線、風偏閃絡、異物短路等幾類。

4.1 倒塔斷線故障

輸電線路桿塔、導線、地線等元件受到風力作用，導致荷載超過桿塔或導線極限荷載造成桿塔倒塌、導地線斷線故障。這是風害最為嚴重的后果。

4.2 風偏閃絡

輸電線路在大風雷雨天氣，由于強風使導線風偏角過大，同時暴雨降低了空氣間隙的放電電壓加上設計裕度不足，使輸電線路在以大風為特征的氣象條件下發生的閃絡跳閘稱為輸電線路的風偏閃絡。

4.3 異物短路

大風吹倒樹木壓在導線上，或大風使線路附近的廣告布、遮陽布和其他漂浮物在空中漂浮，遇到輸電線路時，懸掛在導線和桿塔上，造成線路跳閘而停運。

5 防風害故障措施及實踐

5.1 防倒塔措施

適當提高抵御臺風的設計標準，對沿海地區風速一般提高到35～42 m/s，對線路在沿海迎風面、埡口等微地形氣象地段，包括大檔距、高海拔、跨重要河段、跨海、跨主干鐵路、跨高等級公路、檔距高差懸殊及運行搶修特別困難的特殊路段，采取有針對性的局部加強措施以提高線路抗災標準，線路桿塔結構重要性系數取1.1。明確防風害差異化改造原則，組織輸電線路防風害隱患排查，安排專項資金，落實治理措施，在防風害技術差異化改造中，遵守以下技術原則：對跨鐵路、高等級公路等重要跨越，35～110 kV線路是水泥桿的應改為鐵塔；35～110 kV線路檔距超過600 m、220～500 kV線路檔距超過700 m的，檔距中間附近可補立一基鐵塔；直線桿塔超過7基以上的，中間段可增加或改造一基為耐張塔；220 kV線路為水泥桿、拉V型塔的應改造成自立鐵塔；其他微地形地段線路抵御自然災害能力薄弱的應采取換塔或補強措施。

5.2 防風偏閃絡措施

規范跳線安裝和改造措施，采用雙絕緣子串加裝支撐管改造(后期也采用雙聯支柱絕緣子)，檢測支撐管兩側跳線松弛度，應盡量收緊，強化施工和驗收，必須實測數據并建立臺賬。

跳線、引線整治措施。細化線路跳引線標準，對220～500 kV線路跳引線，風偏設計應按最大風速檢驗，且風速不均勻系數按1.2取值，大于45°轉角塔的外側跳線應采用雙絕緣子串加支撐管或采用硬支撐棒式復合絕緣子方式固定。110 kV線路跳引線，轉角小于20°的，兩側均應加掛單跳線串；轉角在20°～40°的，轉角外側應加掛單串跳線串，內角側可不加跳線串；轉角大于40°的，轉角外側應加掛雙跳線串或加裝硬支撐復合支柱絕緣子固定，內角側可不加跳線串。

全面開展引線線路跳引線松弛普查和治理，對松弛的跳引線按標準采取固定或收緊整治措施。

導線風擺整治措施如下：

220～500 kV線路風擺治理措施：在設計基本風速為32 m/s及以上的220～500 kV線路，風壓不均勻系數按0.75進行風偏校驗，對風擺角不滿足要求的，按加掛重錘，絕緣子串改雙串或改成V型串等技術方案進行改造。對同桿架設雙回線檔距不小于850 m的，進行實測弧垂并校核風偏相間安全距離，對導線型號規格不一的更換成同一規格導線。

站(廠)進線段導線相間風擺治理措施：對終端塔進站(廠)段導線由垂直轉水平交叉處相間凈空間距離進線實測校核，對松弛的導線盡量收緊滿足距離要求，不滿足要求的采取間安裝復合絕緣相間隔棒固定，或原雙分裂導線更換為單根大截面導線，以增加相間距離。

防止交叉跨越線路下方地線上揚治理措施：對沿海地區大檔距有交跨的檔距進行安全距離校核，必要時對下方進行壓低改造，拆除下方耦合地線(采取其他防雷措施)。

5.3 防異物短路措施

線路通道的樹木、果林、違章搭蓋、腳手架、廣告牌(布條)、工業垃圾等障礙物是造成大風天氣下線路異物短路的主要因素，必須花大力氣整治、清理，改善線路通道安全運行環境。此項工作難度大，易反復，是輸電線路運行維護單位最難解決的問題，需要政府加強監管力度和執法力度，電網企業加強運行維護和電力設施保護宣傳，社會各界給予理解和支持才能徹底解決。

[1] 盧明.輸電線路運行典型故障分析[M].北京：中國電力出版社，2014.

[2] 曾昭桂.輸配電線路運行和檢修[M].4版.北京：中國電力出版社，2013.

[3] 寧岐.架空判斷線路及設備典型故障[M].北京：中國水利水電出版社，2011.

Wind damage measure and method for transmission line

Li Yongbiao Zheng Jianxin

(Henan Polytechnic Institute，Nanyang 473000 Henan，P.R.China)

lead the wind is one of the important factors to threat the safe and stable running of overhead transmission lines， often causing line tripping， wire arc burns， strand breakage， disconnection.Due to wind damage flashover occurs frequently， showing high situation， in order to build a strong power grid， imminent wind damage study on transmission line measures.Analysis of the wind damage preventing measures and methods of transmission line.

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2016- 04-10

李永飚(1988-), 男，河南工業職業技術學院機電工程系教師，從事電氣工程教學。