李永飚，鄭建欣

(河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 南陽 473000)

輸電線路防風(fēng)害措施和方法

李永飚，鄭建欣

(河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 南陽 473000)

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

輸電線路；故障；防風(fēng)害

0 引 言

輸電線路風(fēng)害主要表現(xiàn)在風(fēng)偏閃絡(luò)放電，桿塔折斷，大風(fēng)引起的樹木、異物短路等幾個方面。

近幾年來，臺風(fēng)、颮線風(fēng)、暴風(fēng)雪等各類災(zāi)害性天氣頻發(fā)，輸電線路抗風(fēng)設(shè)計考慮不夠精細(xì)，再加上輸電線路走廊通道隱患日益增多，導(dǎo)致輸電線路風(fēng)害日趨嚴(yán)重。

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

1 風(fēng)偏事故現(xiàn)象和原因

1.1 桿塔發(fā)生傾斜或歪倒

由于風(fēng)力過大，超過了桿塔的機械強度，桿塔會發(fā)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(fēng)力超過桿塔設(shè)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(chǔ)未夯實，經(jīng)過一段時間后，基礎(chǔ)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(jié)的土壤，到了春天土壤開始解凍，使基礎(chǔ)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(fā)生故障。

1.2 導(dǎo)線對地電位體或?qū)ζ渌鄬?dǎo)線發(fā)生放電

在風(fēng)的作用下，導(dǎo)線與地電位體或與其他相導(dǎo)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(xiàn)象如下：

1)架空線路導(dǎo)線，避雷線呈懸鏈狀。當(dāng)風(fēng)速超過設(shè)計時，會造成導(dǎo)線對塔身放電，直線桿塔絕緣子串在水平風(fēng)荷載的作用下產(chǎn)生導(dǎo)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(fù)核導(dǎo)線的弧垂和線路通道兩側(cè)的樹木、建筑物風(fēng)偏的距離。在風(fēng)力作用下，導(dǎo)線搖擺使其發(fā)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(fēng)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(shè)計風(fēng)速，但由于風(fēng)的作用，使導(dǎo)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(shè)計要求架設(shè)，致使各相導(dǎo)線的弧垂不同，檔距中間導(dǎo)線在風(fēng)的作用下?lián)u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(dǎo)線的排列方式在換位處由于風(fēng)作用易出現(xiàn)地線對導(dǎo)線放電或?qū)Ь€之間產(chǎn)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(dǎo)線水平偏移的因素主要有水平風(fēng)荷載、垂直檔距、水平檔距、絕緣子串長度等。

2 各種不同風(fēng)力對導(dǎo)線和避雷線的影響

當(dāng)風(fēng)速為0.5～4 m/s(相當(dāng)于1～3級風(fēng))，容易引起導(dǎo)線或避雷線振動而發(fā)生斷股甚至斷線。

當(dāng)風(fēng)速為5～20 m/s(相當(dāng)于4～8級風(fēng))，導(dǎo)線有時會發(fā)生跳躍搖擺現(xiàn)象，從而引起單相接地相間短路故障。

大風(fēng)時各相導(dǎo)線搖擺頻率不同，也易發(fā)生單相接地或相間放電短路故障。

3 防風(fēng)偏事故的基本措施

每年春夏季大風(fēng)季節(jié)，重點檢查導(dǎo)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(shè)計架空線路時，一般都按照當(dāng)?shù)刈畲箫L(fēng)力做了驗算，并采取了適當(dāng)?shù)拇胧５亲匀唤绲那闆r是復(fù)雜的。因此，氣象情況仍然有可能超出設(shè)計條件，或由于設(shè)計時考慮不周，日常維護工作疏忽而發(fā)生事故。由風(fēng)力使線路發(fā)生事故稱為風(fēng)偏事故。

掌握線路通過地區(qū)大風(fēng)的規(guī)律。由于各地區(qū)的具體地形不同，各個地區(qū)風(fēng)力大小也不一樣，所以必須掌握風(fēng)的規(guī)律(如最大風(fēng)速、常年風(fēng)向、大風(fēng)出現(xiàn)的季節(jié)和日數(shù)等)，以便在大風(fēng)到來之前做好一切防風(fēng)準(zhǔn)備工作。

對桿塔及其基礎(chǔ)進(jìn)行全面檢查。如果發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)坑內(nèi)的土壤下沉，應(yīng)填補土壤并夯實。當(dāng)發(fā)現(xiàn)桿塔有傾斜時，應(yīng)找出原因，立即扶正，同時將基礎(chǔ)夯實。電源配電線路還應(yīng)加裝人字形拉線。

檢查桿塔拉線的松緊程度，松動的應(yīng)調(diào)緊。檢查拉線及埋入部分的腐蝕或銹蝕情況，嚴(yán)重銹蝕的應(yīng)以更換。

在大風(fēng)到來之前對導(dǎo)線、避雷線和跳線的弧垂進(jìn)行測量，特別是導(dǎo)線排列方式改變的檔內(nèi)弧垂，應(yīng)對每相導(dǎo)線進(jìn)行測量，復(fù)核線間距離?；〈拐`差應(yīng)達(dá)到有關(guān)規(guī)定，確保此類導(dǎo)地線不會因間距不足而產(chǎn)生放電事故。

在大風(fēng)到來之前應(yīng)對導(dǎo)線與地電位體之間的空氣間隙進(jìn)行測量，檢查在風(fēng)偏情況時導(dǎo)線與塔頭的空氣間隙，測量新建建筑物的高度，檢查導(dǎo)線與通道中樹木、建筑物的空氣間隙。同時還應(yīng)測量檔距中導(dǎo)線最低點和地電位體之間的空氣間隙，若發(fā)現(xiàn)不符合要求應(yīng)及時調(diào)整。

4 風(fēng)害故障的分類

按照風(fēng)害導(dǎo)致輸電線路損害的結(jié)果，風(fēng)害故障可分為倒塔斷線、風(fēng)偏閃絡(luò)、異物短路等幾類。

4.1 倒塔斷線故障

輸電線路桿塔、導(dǎo)線、地線等元件受到風(fēng)力作用，導(dǎo)致荷載超過桿塔或?qū)Ь€極限荷載造成桿塔倒塌、導(dǎo)地線斷線故障。這是風(fēng)害最為嚴(yán)重的后果。

4.2 風(fēng)偏閃絡(luò)

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

4.3 異物短路

大風(fēng)吹倒樹木壓在導(dǎo)線上，或大風(fēng)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(dǎo)線和桿塔上，造成線路跳閘而停運。

5 防風(fēng)害故障措施及實踐

5.1 防倒塔措施

適當(dāng)提高抵御臺風(fēng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，對沿海地區(qū)風(fēng)速一般提高到35～42 m/s，對線路在沿海迎風(fēng)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(zāi)標(biāo)準(zhǔn)，線路桿塔結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.1。明確防風(fēng)害差異化改造原則，組織輸電線路防風(fēng)害隱患排查，安排專項資金，落實治理措施，在防風(fēng)害技術(shù)差異化改造中，遵守以下技術(shù)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(yīng)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(yīng)改造成自立鐵塔；其他微地形地段線路抵御自然災(zāi)害能力薄弱的應(yīng)采取換塔或補強措施。

5.2 防風(fēng)偏閃絡(luò)措施

規(guī)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(lián)支柱絕緣子)，檢測支撐管兩側(cè)跳線松弛度，應(yīng)盡量收緊，強化施工和驗收，必須實測數(shù)據(jù)并建立臺賬。

跳線、引線整治措施。細(xì)化線路跳引線標(biāo)準(zhǔn)，對220～500 kV線路跳引線，風(fēng)偏設(shè)計應(yīng)按最大風(fēng)速檢驗，且風(fēng)速不均勻系數(shù)按1.2取值，大于45°轉(zhuǎn)角塔的外側(cè)跳線應(yīng)采用雙絕緣子串加支撐管或采用硬支撐棒式復(fù)合絕緣子方式固定。110 kV線路跳引線，轉(zhuǎn)角小于20°的，兩側(cè)均應(yīng)加掛單跳線串；轉(zhuǎn)角在20°～40°的，轉(zhuǎn)角外側(cè)應(yīng)加掛單串跳線串，內(nèi)角側(cè)可不加跳線串；轉(zhuǎn)角大于40°的，轉(zhuǎn)角外側(cè)應(yīng)加掛雙跳線串或加裝硬支撐復(fù)合支柱絕緣子固定，內(nèi)角側(cè)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(biāo)準(zhǔn)采取固定或收緊整治措施。

導(dǎo)線風(fēng)擺整治措施如下：

220～500 kV線路風(fēng)擺治理措施：在設(shè)計基本風(fēng)速為32 m/s及以上的220～500 kV線路，風(fēng)壓不均勻系數(shù)按0.75進(jìn)行風(fēng)偏校驗，對風(fēng)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(shù)方案進(jìn)行改造。對同桿架設(shè)雙回線檔距不小于850 m的，進(jìn)行實測弧垂并校核風(fēng)偏相間安全距離，對導(dǎo)線型號規(guī)格不一的更換成同一規(guī)格導(dǎo)線。

站(廠)進(jìn)線段導(dǎo)線相間風(fēng)擺治理措施：對終端塔進(jìn)站(廠)段導(dǎo)線由垂直轉(zhuǎn)水平交叉處相間凈空間距離進(jìn)線實測校核，對松弛的導(dǎo)線盡量收緊滿足距離要求，不滿足要求的采取間安裝復(fù)合絕緣相間隔棒固定，或原雙分裂導(dǎo)線更換為單根大截面導(dǎo)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(qū)大檔距有交跨的檔距進(jìn)行安全距離校核，必要時對下方進(jìn)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(yè)垃圾等障礙物是造成大風(fēng)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(huán)境。此項工作難度大，易反復(fù)，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(jiān)管力度和執(zhí)法力度，電網(wǎng)企業(yè)加強運行維護和電力設(shè)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(shè)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(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系教師，從事電氣工程教學(xué)。