剛體直桿模型計算風偏角的影響因素分析

（廣東電網韶關供電局，廣東韶關512026）

0 引言

在風荷載激勵下，輸電線路的導線、絕緣子串將產生風致振動，大幅度的風偏擺動減小電纜與桿塔、樹木等之間的空氣間隙，嚴重情況會產生放電現象，對輸電線路安全運行造成較大風險[1-3]；另一方面導線、絕緣子的往復運動容易對絕緣子串、金具造成材料的疲勞破壞[4-7]。

因為風偏放電導致的跳閘，是風荷載較大，風偏致使最小空氣間隙被超越的持續時間，通常遠遠大于重合閘操作時限，使得在重合閘操作時，導線與桿塔的間隙仍然小于空氣間隙要求；同時，重合閘操作時，輸電線路中出現操作過電壓，遠大于工頻放電電壓，導致影響更為嚴重的二次放電[8-12]。因此，針對性的分析絕緣子風偏特性的各個影響因素，對電力系統的安全運行和新建線路的防風偏設計具有重要的實際意義。

1 絕緣子串風偏角計算模型

在架空輸電線路中，帶電部分與桿塔構件之間必須保持足夠的空氣間隙值，需滿足運行電壓、操作過電壓及雷電過電壓工況下受不同風荷載的最小空氣間隙。懸垂絕緣子串下端帶電導線到桿塔構件最小空氣間隙由風偏角來計算。依據靜力平衡方程，計算風偏角的方法主要有弦多邊形法、剛體直桿模型法[13-15]。對復合懸垂絕緣子串，可以用剛體直桿模型法來計算絕緣子風偏角，如圖1所示。

圖1 復合懸垂絕緣子串剛體直桿模型Fig.1 Rigid body straight rod model of composite suspension insulator string

由圖1的懸垂絕緣子串靜態受力模型可知，設絕緣子風偏角為?，則，