(中国南方电网超高压输电公司柳州局)
摘要:我国电网建设速度得到了快速的发展,以为了更好的社会发展和建设。超高压输电线路是保证电力系统能够安全、稳定、有效运行的重要部分。在现实生活中,超高压输电线路受到风偏影响发生故障,会严重影响国民生产建设。本文对风偏的故障产生的原因进行了说明,对风偏特点进行了分析,从而能够对超高压输电线路的防止风偏故障提出一些对策。
关键词:超高压输电线;风偏;风偏特点;对策
随着我国国民经济发展和社会建设,用电量也在不断增加,国家电网的建设速度也随之加快,用于架设和输送超高压线路的数量也在增加。对于超高压传输线路的安全,风偏就是其影响最重要因素之一,能够对其稳定性进行皮怀。风偏会使输送线路跳闸,也会大众输送线电弧烧伤等破坏。超高压输送线路的风偏故障原因,主要是由于山地环境或强大风天气。所以,通过了解风偏发生的原因,明确风偏的特点,我们才能够具体的解决风偏发生危害的对策。
一、风偏故障产生原因的分析
在某些微地形区,当输电线路受到强风环境的影响时,会使得绝缘子串和杆塔之间的距离减少,在这种情况下,一旦无法满足放电情况下的最低电压要求,就会发生闪络现象。超高压输电线路的风偏闪络故障通常和灾害性的自然条件和气象条件有直接关系,尤其是在雷电暴雨夹杂着大风的天气条件下,很容易使超高压输电线路发生风偏故障。在风偏故障发生时线路的绝缘程度也会降低。在强风的影响下,线路上的水珠会随着风向形成水线,当放电闪络的路径和水线相同时,空气间隙的放电电压会逐渐下降,使得线路发生风偏。在局部地区,超过输电线路在风口或者风道位置,由于风力较为集中,也容易发生风偏故障。
由于超高压线路的塔杆高度较高,使得高压线路要承受高处更强的风速,给导线带来一定的影响。因而不是出于强风地区的超高压线路也可能会由于承受的风速较大而发生风偏,具体的原因是当风速超出线路能承受的最大标准时,杆塔导线上的绝缘子会、很容易发生倾斜,进而发生风偏。通过对发生风偏的超高压输电线路的分析得知,当杆塔的塔头尺寸较小并且和其他杆塔的距离在300~400m 之间时,一旦遭遇强风天气,就很容易发生风偏闪络。
一般来讲,在设计超高压输电线路的最大风速时通常会根据当地的气象部门收集的平均风速为样本,并且采用概率分布模型,统计离地20m左右的最大风速。通过这种方法设计的线路能承受的最大风速会和实际的瞬时风速有很大的差异。并且,由于气象台站一般都设置在城市郊区,对于龙卷风等强风天气的记录不到位,因而通常设计值都会小于实际值。
二、风偏故障的特点
风偏故障的发生和强风有直接的联系,通过对发生风偏故障的输电线路的分析发现,故障现场的很多大树都被强风连根拔起或者出现大树次断现象。在强风的作用下,超高压输电线路会沿着风向出现一定的偏转或位移。另外,发生风偏故障后还可能出现风偏放电现象。由于空气间隙减小,空间场强增大,在导线的尖端或者杆塔的塔身部分的尖端就很容易产生局部高场强,发生放电现象。
三、超高压输送线路防止风偏的对策
(一)加装重锤
加装重锤是目前超高压输电线路常用的预防风偏的措施。通常情况下将重锤加装在跳线串上来预防风偏,虽然加装重锤起到了一定的预防风偏的作用,但是,预防的效果十分有限,并不能从根本上来解决风偏问题。因而,加装重锤并不是最好的解决办法,通常和其他办法结合起来使用,从而降低悬垂串风偏闪络现象的发生的频率,降低由于风偏故障给超高压输电线带来的损害。
(二)加装防风拉线
加装防风拉线可以起到很好的抑制风偏的作用,同时也是目前运行的高压线路采用最多的防风偏措施。值得注意的是,在防风拉线的制作和安装过程中要做好以下几点:①对于直线杆塔来讲,防风拉线可以直接连接在悬垂线夹处加装延长挂板,并且可以通过金具和跳线托架连接在一起;②将中相引流防风拉线固定在下横担;③对于直线杆塔来说,如果条件允许的情况下可以在本体安装支架对防风拉线进行固定,并且如果需要落地固定,应同步完善相应的接地装置以及拉线的防盗装置。虽然安装防风拉线可以抑制风偏故障,但是在设计的过程中应注意到加装防风拉线可能对线路运行带来的安全隐患,在设计过程中采取一定的措施降低安装防风拉线造成的安全隐患发生的可能性。
(三)防止V串复合绝缘子掉串
在电网建设的过程中,为了减少由于房屋拆迁、道路清理带来的补偿费用或者节约线路走廊降低超高压线路的运输成本,在超高压电路中已经广泛应用V 串复合绝缘子。采用V串复合绝缘子虽然对于路线紧凑有重要意义但是对于局部强风地区来讲,强对流天气和极端天气的发生使得处于微地形或者微气候环境下的输电杆塔出现设备受损的情况,其中V串复合绝缘子掉串是最典型的事故类型之一。发生V 串绝缘子掉串会很容易引起风偏故障的发生,因而,防止V 串复合绝缘子掉串也是预防风偏故障发生的重要措施。
(四)优化防风偏绝缘子类型
在绝缘子的选择方面,优化绝缘子的类型,也是预防超高压输电线路发生风偏故障的重要举措。新一代的防风绝缘子和传统的绝缘子相比局域风摆振动幅度小的特点,同时可以增大导线杆塔之间的电气间隙。并且,采用新一代的防风偏绝缘子在安装过程中也更加可靠,并且由于考虑了与杆塔连接的金具,在后续的工程技改方面也很有优势。和传统的绝缘子相比,防风绝缘子还有以下两方面的优势:①在投资方面,采用防风偏绝缘子和瓷绝缘子玻璃绝缘子相比更加具有优势;②在防风性能方面,在不加重锤、防风拉线或者其他防风措施的情况下,中相和外角侧的普通绝缘子串均不能满足防风性能的需求,而其他型号的绝缘子可以满足要求,而即使风度达到40m/s,防风偏绝缘子也可以满足导线防风性能需求。因而,在输电线路的设计过程中,对于绝缘子的要求应根据设计的实际情况恰当选择绝缘子串,并且合理利用绝缘子和其他防风偏措施,从而提高防风偏效果。
(五)采用间隙圆法对输电线路风偏校验
间隙圆法是对输电线路进行风偏校核的主要方法,可以使设计更加合理。间隙圆法就是在设计图纸上根据最大风偏角来校验各种不同气象条件下的风偏情况。采用间隙圆法进行风偏校核的过程如果使用手工校验,不仅需要校验人员花费大量的时间精力来查阅资料,获取数据还需要大量的时间来进行作图分析。因而,进行风偏校核要从计算风偏角度和风偏校核两方面着手,并且,通过设计计算机模型来代替手工计算,实现输电线路风偏校核的电算化。
结语
自然环境因素对超高压输电线路的影响是无可避免的,也是我们很难进行控制的,尤其是风偏的影响。所以我们应该对自然环境因素进行分析,设计出能够有效防控风偏的超高压输送线路,提高应对强烈大风天气。我们在设计、实施、维护等方面应该针对风偏的特点,从而采用有效的预防风偏的措施,保证超高压输送线路的安全、稳定的运行,保证整个电力系统的运行安全和稳定性。
参考文献:
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