沿海高壓輸電線路防風加固措施應用與研究

謝耿棟

摘 要：近年沿海臺風頻發，嚴重沖擊了沿海地區的高壓電網，造成較大的經濟損失和社會影響。但未引起各地管理部門的高度重視，對抗風措施一直沒有相關的研究，造成高壓輸電線路的抗風技術能力不高，成為抗風的短板。

關鍵詞：高壓輸電線路，防風加固;高壓輸電線路;抗風

1.高壓輸電線路風災事故原因分析

1.1線路塔傾倒的原因

臺風風力超過高壓輸電線路的最大設計風速是線路倒線路的主要原因。因大部分已建線路采用的規程中上述規程最大設計風速均采用當地平坦地上最大風速。基礎抗傾覆強度不足或基礎滑坡破壞造成基礎抗傾覆能力不足。倒線路數量多于斷線路數量，且大部分倒線路是電線路傾倒，倒線路的主要原因是與線路的基礎不良或遭到破壞有關。如部分線路位于沿軟土、流沙地帶，加上埋深不足及未安裝底盤、卡盤，基礎抗傾覆能力差導致倒線路。還有臺風帶來暴雨、洪水、海潮等次生災害，破壞線路塔基礎，導致線路塔基礎水土流失或引起山體滑坡而倒線路。耐張段過長。由于耐張段過長，容易串倒，擴大事故范圍和嚴重程度。防風拉線設置不足。防風拉線設置太少，或青賠和現場施工條件限制，無法按設計要求裝設防風拉線，線路單薄，容易串倒。

1.2斷線路的原因

臺風風力超過高壓輸電線路路的最大設計風速是線路斷線路的主要原因。由于輸電線路選型強度偏低，臺風致斷線路在所難免。輸電線路運行年限過長。由于運行年限過長，輸電線路出現風化，鋼筋銹蝕嚴重，強度明顯下降，樹木壓倒。樹枝折斷壓在線路上造成斷線路事故。高壓輸電線路路防御臺風技術標準和加固措施。高壓輸電線路路防御臺風應根據實際情況，按新建線路、已建線路，線路的重要性區別對待，采取不同的加固措施。但都應達到既定的設計標準，主要是設計風速。

2提高高壓輸電線路防風措施

2.1新建線路防風技術標準

對沿海地區的高壓輸電線路防風措施風偏角小、跳線合成絕緣子風偏幅度大是導致線路風偏跳閘的主要原因。為此，通過綜合分析比較，因增加或更換鐵塔相對投資較大、增加合成絕緣子重錘重量運行效果不夠明顯，排除了增加鐵塔減小檔距、更換鐵塔、增加合成絕緣子重錘重量等措施。而采取了增加直線塔頭尺寸、采用橫擔型防風偏絕緣子等相對較為經濟、可靠的措施實施改造。該加固措施工程量小，停電時間短，節約工程投資，可有效提高沿海架空輸電線路抵御臺風、大風的能力，降低線路風偏跳閘概率，提高線路的供電可靠性，具有較好的經濟效益和社會效益。

2.2已建鐵塔局部構件加強

由針對防風受損的情況和計算分析可知，要提高臺風區域現有線路鐵塔的縱向強度，以提高抗抗風的能力，幾乎需要改造每一基鐵塔，而這無論是工作量、工作難度還是投資都是不現實、不科學的。因此，建議對臺風區域現有線路采取綜合的加強和預警等措施。優先加固遭受過防風的線路。以沿海地區為例，遭受過防風的線路段較集中，抗風的區域較固定，應結合防風的實際情況考慮受損段的加固方案，必要時采取重建方案。對未受損段，對薄弱段和重要段作適當的加固，可采用更換個別線路塔、檔中增加線路塔等措施。對抗風區未遭受過防風的線路的薄弱段和重要段作適當加固。鐵塔局部構件加強方案需考慮主要因素有：不均勻抗風對線路塔影響，包括不均勻抗風和不均勻脫風;考慮有風斷線對線路塔影響。在原始設計條件基礎上，當有不均勻風存在15%不平衡張力發生時，經驗算上下曲臂頂部外側主材以及中橫擔連接曲臂與地線支架的主材應力、腿部部分斜材超過材料極限應力，需對塔頭及塔腿部分構件加強。當斷線有風時，上、下曲臂頂部外側主材和叉材、地線支架內外側主材、塔身大部分斜材、所有腿部斜材超過材料允許應力，鐵塔需加強構件較多。地線支架內外側主材和叉材、上下曲臂外側主材及叉材、中橫擔上平面主材、邊橫擔下平面主材和叉材、大部分塔身斜材、所有腿部斜材力超過材料極限應力，鐵塔需加強構件較多。

2.3耐張塔跳線防風偏加固措施

耐張塔防風偏采用新型的跳線防風偏復合絕緣子，充分利用了絕緣子玻璃引拔棒具有較強的剛柔特性阻尼和抑制風偏的能力，減小瞬時風偏所產生的大力矩，保證發揮合成絕緣子承受拉伸及彎曲載荷，有效地限制了跳線的擺動，從而保證了跳線對塔身的電氣間隙。邊相改造直接掛設跳線防風偏絕緣子串，控制外側跳線的擺動幅度;中相跳線防風偏改造，在懸掛的相應位置加裝兩條支撐槽鋼，采用獨立掛點的雙橫擔性絕緣子串加裝支撐槽鋼的方式進行，限制了風偏搖擺角，使引流線與塔身主材的空氣間隙將進一步增大，同時穩定跳線出現大幅度頻繁擺動，兩者雙管齊下有效解決了跳線風偏閃絡和受臺風拉鋸吹肆造成跳線斷股的難題。

2.4合理的高壓輸電線路設計規劃

對新建線路，應結合已有的運行經驗，設計時應留有適當的裕度，盡量采用橫擔相對較長的直線塔，以減少線路投運后遇到惡劣天氣時出現跳閘的可能性。選擇抗風措施應綜合比較，對微氣候、微氣象區特征明顯、臺風頻發地帶，應考慮到最不利的氣象條件組合，并根據設計手冊的規定，進行風偏的最小間隙校驗，適度提高風偏放電的設防水平，然后確定最優方案。在選擇線路路徑時，盡量避免橫穿風口、沿海平行走向，提高臺風區域的絕緣配置和機械強度。對局部微氣象、微地形地區提高風速、線路塔、金具、絕緣子等的設計安全系數，加大電氣距離。如何從線路線路塔加固的角度，探索搞好的措施，在兼顧經濟性的同時最大限度地保障電網安全，將是未來工作的重點。

3結論

高壓輸電線路運行單位應大力開展線路氣象參數及導線風偏在線監測系統等科技研究，觀測導線風偏、微氣象等數據，積累運行經驗，為確定最大風速下導線風偏提供設計依據。沿海架空輸電線路新建或局部改造時，應深入開展微地形、微氣象影響的研究，通過技術經濟比較，適度增加塔頭間隙，提高導線風偏的設防裕度。對于直線塔，對存在風偏問題的應采取加裝重錘、增加塔頭間隙等措施;對于耐張塔，應加強工程質量監管，嚴把施工驗收關口，采取橫擔型硬質吊串、合理調整跳線長度、液壓跳線接頭等措施，做好沿海地區高壓輸電線路防風措施打下堅實的基礎。

參考文獻：

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