凤也 朱振宇
（国网上海市电力公司检修公司 上海 200433）
摘要：输电线路风偏跳闸是影响输电线路安全可靠运行的主要因素之一。导线和绝缘子串在横向风的作用下，产生横向偏移，当空气间隙距离小于空气击穿放电距离时发生击穿放电，引起输电线路跳闸，即风偏跳闸。输电线路风偏跳闸多数在线路工作电压下发生，由于风的持续时间较长，超过重合闸时限产生二次放电，导致风偏放电后大多重合闸不能成功，严重影响输电线路的稳定性和可靠性，造成巨大经济损失。
关键词：超高压；输电线路；风偏故障；防风偏
由于超高压电网的规模扩大，许多电网需要通过地形复杂和气候条件恶劣的地区，线路发生风偏的故障机率增加，直接影响到电网的稳定运行。因此有必要分析超高压线路发生风偏的原因，并采取相应的防控措施。
1. 风偏故障的概述
风偏故障，指的是输电线路在大风天气下导线（带电体）与杆塔、拉线、树、竹、建筑物等（地电位体）之间或其他相导线的空气间隙小于大气击穿电压而造成的跳闸故障。风偏故障不能消除或发生相间短路时，会扩大事故范围。风偏故障主要类型有直线杆塔绝缘子对塔身或拉线放电，耐张杆塔跳线引流对塔身放电，导线对通道两侧建（构）筑物或边坡、树竹木等放电的现象。
2. 风偏故障的规律及特点
2.1多出现在恶劣气候条件
通过对已建超高压输电线路风偏故障的分析表明，故障发生区域附近多伴有恶劣气候条件，例如：出现超过设计风速的强风；出现无规律的飑线风；出现强降雨、冰雹等等。因恶劣气候条件导致输电线路放电间隙减小，这是引发风偏故障的最主要原因。
2.2线路跳闸重合成功率低
超高压输电线路一旦出现风偏故障，线路跳闸的重合成功率非常低。据资料统计，在2014年我国500kV输电线路共发生风偏故障7例，全部造成了线路的非计划停运。这是由于高压输电线路跳闸重合的成功时间，一般应控制在1s以内，而风偏故障发生时往往伴随着强风，而导致重合闸的动作时间过长，从而使得输电线路尤其是超高压输电线路的跳闸重合成功率非常低。
2.3风偏故障表现形式
超高压输电线中常见风偏故障的表现形式有：导线对杆塔放电、导线与导线之间放电、导线对周围物体放电，其共同特点是对塔身、导线等的烧伤痕迹均较为明显。其中，导线对杆塔放电，主要是由于线路在强风作用下左右摇摆，造成导线与塔身空气间隙减小而形成的单相接地短路故障；导线与导线之间放电，则是由于档距中间导线在舞动工况下，不同相导线间电气间隙因风荷载作用减小而形成的两相短路故障；导线对周围物体放电，是由于档距中间导线在水平风荷载作用下摇摆，使得导线与周围建筑物、构筑物等物体的空气间隙减小，而引发单相接地短路故障。
3. 风偏故障的起因
3.1风偏故障的外因
在现行的《110-750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）中规定，对于海拔为500-1000m的超高压输电线路，工频电压下的最小空气间隙不得低于1.3m；对于海拔在500m以下的超高压输电线路，工频电压下的最小空气间隙不得低于1.2m。而在强风、暴雨、冰雹等恶劣天气条件下，一方面由于风力作用，输电线路向杆塔身部出现一定的偏转与位移，使得空气间隙减小到设计技术规程以下；另一方面则是由于降雨或冰雹使得杆塔与线路间隙的工频电压降低。
3.2风偏故障的内因
在调查中发现，超高压输电线路的设计与施工，有很大部分线路是依照原设计规程《架空输电线路设计技术规程》（DL/T5092-1999）进行建设的。然而原规程相比现行规范标准在设计裕度上偏小，例如现行规范中将输电线路的设计重现期由30年提高到50年；将风压不均匀系数从0.61提高到0.75等等。如果在线路设计中，因参数选择不当或设计裕度不足，都会导致输电线路对恶劣天气抵御能力不足，而容易引发风偏故障。
4. 防风偏的主要措施
4.1加装重锤
目前在预防风偏上，往往利于在跳线串上加装重锤来避免风偏的发生，虽然此种方法在一定程度上起到了相应的作用，但其效果并不是十分理想，所以要想解决悬垂串风偏闪络的发生光依靠加装重锤还无法从根本上解决问题。
4.2加装防风拉线
一是直线杆塔（边相引流）防风拉线直接在悬垂线夹处加装延长挂板连接，中相引流可采取在跳线托架通过金具连接。二是中相引流防风拉线可直接固定在下横担；直线杆塔（边相引流）条件允许时应在本体安装支架进行固定，当需落地固定时，应同步完善拉线防盗、接地装置。但还应注意到加装防风拉线对线路运行是存在一定安全隐患的。
4.3防止V串复合绝缘子掉串
电网建设过程中，为了节约线路走廊，减少房屋拆迁及通道清理补偿费用，，降低输电线路的造价，V串复合绝缘子在500kV输电线路中已广泛应用，尤其对于紧凑型线路意义重大。由于局部地区大风、强对流极端天气频发，处于“微地形、微气候”区域的输电杆塔易发生设备受损，V串复合绝缘子掉串即是典型事故之一。V串复合绝缘子掉串也易引起风偏故障，因此防止V串复合绝缘子掉串，也是防风的优化措施之一。
4.4优化绝缘子型式
采用防风偏绝缘子新一代的防风偏绝缘子其优点是绝缘子风偏摆动幅度小，增大了导线杆塔的电气间隙；此外安装可靠，同时，充分考虑了与杆塔连接的金具，有利于后续工程技改。投资方面防风偏绝缘子优于瓷绝缘子和玻璃绝缘子；防风性能方面：在不加重锤、防风拉线等防风措施的情况下，中相及外角侧的普通复合绝缘子串不能满足要求，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。输电线路中，对于绝缘子的应用要求，当不能满足风偏角要求的绝缘子串采取加装重锤或防风拉线的措施。
4.5间隙圆法
间隙圆法，即直接在设计图纸上做图，确定每基杆塔的最大允许风偏角，然后根据最大风偏角来校核各种气象条件下的风偏。这种方法适合于手工校核，需要校核人员查阅大量图纸资料，获取相关数据，然后作图分析，劳动强度大，效率不高。为了提高工作效率，从风偏角计算和风偏校核两个方面入手，设计计算机模型，通过建立数学模型，编写计算机程序，实现了输电线路风偏校核的数字化。
5.结束语
综上所述，鉴于超高压输电线路中比较容易出现的风偏故障以及所造成的危害，由于自然因素无法进行控制，就需要从设计和人为因素方面进行预防，在分析原因之后提出了要加装重锤、加装防风拉线、防止V串复合绝缘子掉串、对绝缘子类型进行优化、采用间隙圆法对输电线路进行风偏校核等防范措施来实现对风偏故障的有效应付昂，而且要加强日常维护来确保线路的稳定和可靠运行。
参考文献：
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[2] 张羽进.超高压输电线路风偏故障及防范措施[J].通讯世界，2015（1）：81-81，82.