新疆典型大風(fēng)區(qū)輸電線路風(fēng)害故障分析和防治措施改進(jìn)

摘 ?要：輸電線路會(huì)受到各種極端天氣的影響進(jìn)而出現(xiàn)故障，其中風(fēng)害是較為常見的一種情況。文中，就新疆典型大風(fēng)區(qū)輸電線路風(fēng)害故障進(jìn)行了分析，并提出了防治措施，希望可以為大風(fēng)區(qū)輸電線路風(fēng)害故障的預(yù)防提供借鑒。

關(guān)鍵詞：輸電線路;風(fēng)害故障;防治措施

0 引言

哈密十三間房區(qū)域是新疆九大典型風(fēng)區(qū)，常年平均大風(fēng)日（8級(jí)及以上）200日以上，春冬季節(jié)變化時(shí)期，12級(jí)及以上大風(fēng)天氣頻發(fā)。2016年至2021年的近6年里，該區(qū)域110kV-220kV輸電線路累計(jì)風(fēng)害跳閘8條·次，特別是3起220kV連接金具疲勞斷裂事故，造成較大影響。

1 輸電線路典型風(fēng)害示例

1.1 2019年05月16日09時(shí)03分，220kV某線跳閘，選項(xiàng)C相，重合不成功。該線路40號(hào)塔C（右）相右子導(dǎo)線與三角聯(lián)板連接ZS掛板斷裂、右子導(dǎo)線與防風(fēng)拉線靠掛在鐵塔平口處，40號(hào)右邊相右子導(dǎo)線外層鋁線與塔材相磨，造成14股導(dǎo)線磨損超過(guò)單根二分之一。40號(hào)右邊相小號(hào)側(cè)子導(dǎo)線間隔棒2支斷裂脫開、大號(hào)側(cè)間隔棒1處脫開。故障時(shí)天氣：根據(jù)氣象局反饋，故障區(qū)段十三間房區(qū)域09時(shí)極大風(fēng)速為27.5m/s，風(fēng)向西北風(fēng)，風(fēng)力達(dá)到10級(jí)。

1.2 2021年03月15日08時(shí)09分，220kV某線跳閘，選項(xiàng)A相，重合不成功。445號(hào)桿塔，發(fā)現(xiàn)A相導(dǎo)線絕緣子鋼腳與懸垂線夾連接處斷裂，導(dǎo)線搭落在拉線上，導(dǎo)線在防震錘處輕微損傷。故障時(shí)天氣：2021年3月15日8時(shí)，十三間房區(qū)域，地區(qū)發(fā)布大風(fēng)藍(lán)色預(yù)警和沙塵暴黃色預(yù)警信號(hào)。2月下旬以來(lái)，該故障區(qū)段持續(xù)受12級(jí)以上大風(fēng)天氣影響，曾出現(xiàn)13級(jí)陣風(fēng)兩次（最大40.3m/s）。

1.3 2021年07月31日20時(shí)48分，220kV某線跳閘，選項(xiàng)A相，重合不成功。該線路33號(hào)塔A（中）相右子導(dǎo)線與三角聯(lián)板連ZS-7掛板斷裂、右子導(dǎo)線與防風(fēng)拉線掉落在鐵塔平口處，造成7股導(dǎo)線斷線。故障時(shí)天氣：十三間房區(qū)域，大風(fēng)天氣，地區(qū)發(fā)布大風(fēng)藍(lán)色預(yù)警，風(fēng)力39.6米/秒。

2 典型風(fēng)害故障成因分析

兩起ZS掛板斷裂的線路，建設(shè)時(shí)均未設(shè)計(jì)防風(fēng)拉線，后期加裝防風(fēng)拉線時(shí)未考慮原有ZS-7掛板的受力情況，大風(fēng)情況下ZS-7聯(lián)板同時(shí)受垂直荷載導(dǎo)線、金具重力，在大風(fēng)情況下防風(fēng)拉線拉向右子導(dǎo)線，導(dǎo)致受力不均勻，風(fēng)力較大時(shí)，右子導(dǎo)線ZS-7掛板處于長(zhǎng)期疲勞導(dǎo)致?lián)p傷。盡管交變應(yīng)力低于材料本身的極限強(qiáng)度，但它長(zhǎng)時(shí)間作用造成疲勞損傷，再加上該地區(qū)條件惡劣，該塔垂直荷載較大等因素導(dǎo)致破壞速度加快，使用壽命縮短。在相當(dāng)大的交變應(yīng)力持續(xù)反復(fù)作用下，掛板開始有極細(xì)微的裂紋產(chǎn)生，發(fā)展成裂縫，裂縫不斷發(fā)展，向構(gòu)件內(nèi)部延伸，最后在一個(gè)較大的不均勻風(fēng)荷載作用下，導(dǎo)致斷裂。

瓷質(zhì)絕緣子鋼腳斷裂的線路同樣處于長(zhǎng)期極端大風(fēng)天氣作用下，線路建設(shè)時(shí)采用的是機(jī)電荷載為7噸的瓷質(zhì)絕緣子，未設(shè)計(jì)防風(fēng)拉線。加裝防風(fēng)拉線后，瓷絕緣子除了承受導(dǎo)線的自重外，還受到風(fēng)荷載和防風(fēng)拉線向下合力的作用。同時(shí)經(jīng)電科院金屬材料檢測(cè)顯示斷裂的瓷絕緣子鋼腳表面存在氣孔類缺陷，斷裂處又是應(yīng)力集中部位，在大風(fēng)等疲勞荷載的作用下，氣孔缺陷逐漸 擴(kuò)展為疲勞斷裂。

3 風(fēng)害防治措施評(píng)估與改進(jìn)

3.1統(tǒng)一對(duì)單子導(dǎo)線受拉方式的防風(fēng)拉線整改為對(duì)雙根子導(dǎo)線同時(shí)受拉，平衡單側(cè)導(dǎo)線金具受力，有條件的宜將導(dǎo)線懸垂串同步單變雙改造，增大金具安全系數(shù)。

3.2后續(xù)線路補(bǔ)強(qiáng)防風(fēng)改造維修時(shí)，要提前開展附加防風(fēng)設(shè)施安全性、科學(xué)性評(píng)估，避免防治措施帶來(lái)新的隱患和問(wèn)題。

3.3嚴(yán)格制定十三間房區(qū)域的線路金具批量更換周期，裝設(shè)防風(fēng)拉線的和沒(méi)裝防風(fēng)拉線的要有差異。單串打拉線的根據(jù)線路長(zhǎng)度分兩段或者三段以三年為周期進(jìn)行整體更換，雙串打拉線的分兩段或者三段以五年為周期進(jìn)行整體更換。

3.4加強(qiáng)十三間房大風(fēng)區(qū)域線路防風(fēng)措施特巡檢查，每次大風(fēng)黃色及以上預(yù)警天氣過(guò)后，必須抽查不少于15%比例的線路區(qū)段，避免缺陷發(fā)現(xiàn)不及時(shí)導(dǎo)致故障。日常本體巡視應(yīng)充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)效用，密切留意防風(fēng)拉線磨損的隱性缺陷。

3.5大風(fēng)區(qū)的新建線路，必須在可研階段提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行新疆差異化設(shè)計(jì)導(dǎo)則關(guān)于防風(fēng)、冰害相關(guān)條款規(guī)定，從根本上提升線路設(shè)備本質(zhì)安全水平和抵抗惡劣自然條件的能力，避免線路先天不足情況下投運(yùn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳濡生，夏令志. 輸電線路風(fēng)害的成因與運(yùn)維防范對(duì)策的改進(jìn)[J]. 電力安全技術(shù)，2016，18（8）：9-12.

[2]謝強(qiáng)，張勇，李杰. 華東電網(wǎng)500 kV任上5237線颮線風(fēng)致倒塔事故調(diào)查分析[J]. 電網(wǎng)技術(shù)，2006，30（10）：59-63，89.

作者簡(jiǎn)介：

韓斌（1989-），男，畢業(yè)于東北電力大學(xué)，工程師，國(guó)網(wǎng)哈密供電公司輸電運(yùn)檢管理專責(zé)，主要從事輸電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)檢與安全管理工作。