輸電設備風偏事故的預防和控制

閆士濤

（國網陜西省電力公司檢修公司，陜西 西安 710065）

輸電設備風偏事故的預防和控制

閆士濤

（國網陜西省電力公司檢修公司，陜西 西安 710065）

本文就是針對輸電設備風偏事故的起因進行詳細地分析，探究如何對輸電設備風偏事故進行有效地預防。

輸電設備；風偏事故的起因；有效的預防措施

一、輸電設備風險事故的起因

近些年來風偏事故發生的頻率越來越高，由此引起了社會的高度關注，國內外相關領域的專家對于風偏事故的起因進行了詳細地分析和深入地探究，因此得出輸電設備風偏事故的起因主要有外因和內因之分。其中引起輸電設備風偏事故的外因主要是由于自然屆當中的強風暴雨引起的，這些惡劣的天氣情況是導致輸電設備風偏事故的直接原因。然而引起輸電設備風偏事故的內因主要是由于輸電設備抵抗外力侵擾的能力較差，對于狂風暴雨等自然界的惡劣天氣不能夠有效地阻擋。既然知道輸電設備的風偏事故是由外因和內因兩方面引起的，那么就應當以此為出發點，探究輸電設備的設計參數、運行維護和實驗方法等方面，針對不同的問題采取不同的實驗方法，進行有針對性地分析研究，爭取將風偏事故發生的概率降到最低，提升高壓線路的正常運行，為社會主義和諧社會的建設貢獻出一份應有的力量。

1.輸電設備風偏事故的分析

根據相關部門的統計，國家電網系統在2003～2008年之間，由風偏事故造成的電路跳閘總共有244起，在這224起風偏跳閘事故中，有210起風偏事故是由于導線塔放電，占據著總事故數的85%。在這210起風偏事故中，有185起風偏事故是由于對塔身放電引起的，有時15起風偏事故是由于對橫擔放電引起的，有9起風偏事故是由與對拉線放電引起的。還有一部分輸電設備風偏事故的發生是由于輸電設備與周邊的建筑物搭配的不盡合理，因此導致輸電設備對周邊的障礙物進行放電，由這一原因導致輸電設備風偏事故的總共有30起，占據了總共事故數的12%左右。有上述統計可知，上述兩起原因是由引起輸電設備風偏事故的主要原因，總共占據了事故數的98%左右。目前我國輸電設備風偏事故涉及的范圍非常廣泛，發生的次數較多，因此造成的影響非常大，必須給予高度重視。

發生輸電線風偏事故的線路有單回線和雙回線，輸電塔有耐張塔和直線塔。其中耐張塔指的是跳線對塔構架放電；直線塔主要是導線和金具對塔臂放電。

當然發生輸電設備風偏事故的最本質原因還是由于受到外界各種不利條件的影響，使得輸電設備上的導線與桿塔，或者導線與導線之間距離減小，彼此之間的影響增大，使得電氣強度不能夠耐受系統最高運行電壓時產生了放電現象。當輸電設備的線路處于強風暴雨的環境之下，特別是在某些微地形區，往往會產生非常奇妙的現象，也就是通常所說的包線風，發生這一現象的主要原因是由于強風使得絕緣子串傾斜于桿塔方向，使得桿塔與導線之間的間隙不斷減小，距離減小會導致不能夠滿足放電的最低電壓，然后會產生閃絡現象。

2.輸電設備到獻血掛高度增長對風偏事故的影響

伴隨著導線懸掛高度的增長，風速也會不斷地增加，因此會增強放電的幾率。輸電線路在高空中受到風力作用時會發生明顯的搖擺現象，當導線左右搖擺時，會引起導線與桿塔和導線與周圍樹木之間距離減小，當距離小到一定程度時，電氣強度不能耐受系統最高進行電壓時，這會產生放電現象。這一放電現象稱之為線路的風偏放電閃絡。近些年，國內的風偏放電閃絡事故時有發生，因此引起了國內外相關領域專家的高度重視，通過研究分析顯示，引起風偏放電閃絡的主要原因也分為外因和內因兩種。外因是由于自然界的強風暴雨影響。內因則是由于輸電線路不能夠抵御外界的不良因素的影響。

線路風偏角的設計能夠提高輸電線路抵抗外界不良因素的能力，降低風偏跳閘事故的發生。影響輸電線路風偏角大小的主要因素包括風壓不均勻系數、最大設計風速和風速高度換算系數等。在國內外關于輸電線路風偏角設計方法是一致的，但是對于主要設計參數的選取存在著些許差異。針對我國輸電線路風偏角設計模型及參數的選取，應當由我國的實際國情出發，以此才能夠選取合適的輸電風偏角，從根本上增強與不良環境的影響，降低輸電線路的風偏事故發生。

二、防止輸電線路風偏放電的對策

1.優化設計參數

由于在微地形地區更容易發生輸電線路的風偏事故，因此在這一地區更應重視對氣象材料的收集，當惡劣天氣發生時，能夠做到及時地應對。根據實際的環境條件，選取優化設計參數，提高輸電線路設計階段的安全裕度，以便能夠提高局部風偏設計標準。

①對于500kV的輸電線路

對于500kV的輸電線路，應當避免在導線一側安裝腳釘，同時也應當避免突出物出現在懸垂線夾附近。在滿足以上兩種情況的前提下，在我國的海拔較低地區，有效地借鑒了美國輸電線路的架設經驗，也就是選取了線路帶電體與構架的最小空間間隙為1.22m。在目前，我國各個設計單位對于桿塔普遍采用的都是風壓不均勻系數為0.61，但是對于一些地區由于天氣原因，需要放寬風壓不均勻系數。在新建的工程中，由于考慮到現有定型塔的使用，可以按照以下原則進行風偏不均勻系數的選取：在塔頭的間隙段可按照風偏不均勻系數為0.75進行校正，其余線路還是按照0.61進行規劃。已有的設計經驗會指導今后新建線路的設計規劃，比如說對于事故多發的區域，同樣可以適當增加線路之間的空氣間隙，以提高安全系數，避免輸電線路在建成之后由于惡劣天氣的影響發生風偏跳閘事故。另外在強風多發的微地形地區，應當按照v型串進行輸電線的架設，這樣可以明顯降低風偏事故發生的概率。對于新建的500kV的輸電線路工程轉交塔來說，其風偏不均勻系數不應當小于1，同時還要特別注意方向與水平面不平衡給數電線路帶來的負面影響，需將這些影響考慮到風偏不均勻系數的選取當中。

②對于高伏輸電線路

在750kV～1000kV的輸電線路中，由于線路絕緣子串更長，那么在相同的風偏角情況下，會更大程度地減小空氣間隙。因此需要對特高壓輸電線路所途徑地區的氣象條件進行全方位地搜集。以便指導輸電線路的設計，將輸電線路風偏事故發生的概率降到最低。

2.加強輸電線路防風偏放電針對性研究

對于輸電線路風偏放電事故的預防和研究應當充分利用當地的氣象監測部門，與之形成密切的配合。只有這樣才能夠對不同地形和不同環境的條件下，對當時的風況進行實時預測，對可能發生的情況進行充分了解。之后得出風速高度換算系數、風速次時換算時間段和風速保障頻率等設計參數，利用這些參數，就能夠充分地探究地形對風向與水平面夾角的影響、探究微地形特征對風速大小的影響和探究設計中如何對氣象條件進行準確地選定。

加強輸電線路防風偏放電針對性研究還應做到根據地域性特征進行合理地規劃。由于在不同的地域應該選取不同的風偏設計參數和風偏角計算模型。考慮到導線擺動時張力發生明顯變化，使水平面與風向不平行、對最小空間間隙距離的影響以及對風偏角的影響，那么就需要對風偏角的計算模型進行修改。

為了防止輸電線風偏事故的發生，那么對于輸電系統就必須進行在線實時監控，并且對于輸電線路塔上的氣象參數進行可行性研究。通過這些數據以便確定強風下的導線運動軌跡、風壓不均勻系數和線路桿塔上的最大瞬時風速等技術參數。

想要減少輸電線風偏事故的發生，那么就必須做好防風偏設計，這就需要進行大量的實驗，為數電線防風偏設計做好理論基礎。比如說開展定向強風下的空間間隙公頻放電實驗和暴雨下的空間間隙公頻放電實驗等，通過上述實驗可以得出風偏數據及曲線，能夠為風偏設計提供更好的技術依據。

3.采取針對性措施防止風偏放電

對于經常發生風偏閃絡的線路，可以采取有針對性的措施，防止再次發生風偏放電事故，具體的做法如下：

對于容易發生故障的耐張塔跳線、已經發生故障的耐張塔跳線和轉角較大的外跳線串需要添加跳線絕緣子串和重錘，這樣就能夠有效地防止輸電線路在惡劣天氣下彼此相互接近，防止風偏放電事故的發生。

對于容易發生故障或者已經發生故障的直線塔的絕緣子串應在中間加裝重錘，一般單串加重錘就可以符合要求，如果單串加重錘不符合要求的，可改為雙串倒v型加裝雙倍重錘，以此來減少惡劣天氣（如暴雨狂風天氣）對導線風偏角的影響，確保導線之間存在足夠的間隙，防止輸電設備風偏事故的發生。

結語

為了更好地建設社會主義和諧社會，從整體上提高人們的生活質量，那么就必須盡量減少輸電設備風偏事故的發生。輸電部門對于不同情況，比如說對于天氣或者地理等影響因素應當做到實時地監控，分析得到研究數據，以便更好地指導輸電設備的設計，努力將風偏事故的發生率降到最低。相信只要通過相關部門兒的協同合作，一定會從根本上解決輸電設備風偏事故的發生，將輸電系統的質量提升到一個全新的高度。

［1］張建斌，王常飛.對一起罕見500kV線路風偏故障的分析［J］.河南電力，2015（2）：46-49.

［2］方玉群，祝強，王斌.一起典型的220kV線路檔中風偏跳閘故障分析［J］.浙江電力，2013（7）：5-8.

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