讨超高压输电线路风偏故障及防范措施

发表时间:2021/6/25   来源:《当代电力文化》2021年第6期   作者:王凯强 沈阳平
[导读] 随着用电量的不断增加,电网的建设速度也在不断加快,超高压输电线路的架设数量也在不断增加
        王凯强 沈阳平
        山东诚信工程建设监理有限公司 山东济南250101探
        摘要:随着用电量的不断增加,电网的建设速度也在不断加快,超高压输电线路的架设数量也在不断增加。对于超高压输电线路来说,风偏是影响线路安全稳定的最主要因素之一。发生风偏常常使线路跳闸或者发生导线电弧烧伤等。发生风偏故障的输电线路所处环境通常以山区或是大风天气为主,一旦在线路设计时,不能对当地的气候条件进行深入剖析,则会导致杆塔头部尺寸与标准的要求存在着不相符的地方,从而导致风偏闪络的发生呈现居高不下的态势。文中对风偏故障及其特点进行了分析, 并进一步对防风偏的具体措施进行了阐述。
        关键词: 超高压;输电线路;风偏故障;防范措施
        引言:随着用电量的不断增加,电网的建设速度也在不断加快, 超高压输电线路的架设数量也在不断增加。 对于超高压输电 线路来说,风偏是影响线路安全稳定的最主要因素之一。 发生风偏常常使线路跳闸或者发生导线电弧烧伤等。 超高压输电 线路发生风偏故障主要是由于所处的环境是山区或者以大风 天气为主的地区,因而,只有了解风偏发生的原因和特点才能 有针对性的提出应对措施。
正文:一、 风偏故障分析
        在一些微地形区,一旦处于强风环境下,则极易导致飑线风发生,在飑线风作用下,绝缘子串与杆塔之间的空间距离则会减小,一旦无法满足放电的最低电压要求则会导致闪络发生。目前所发生的高压输电线路风偏闪络故障,与灾害性气象条件具有直接的关系,特别是在大风夹杂着雷电暴雨的天气下,更易导致风偏闪络故障。而且在风偏故障发生时,输电线路的绝缘强度也会呈下降的趋势。而且在强风天气作用下,在导线上雨水会随着风向形成定向的间断型水线,一旦其与放电闪络路径处于相同的方向,则会导致空气间隙的放电电压呈现下降趋势,这也是线路发生风偏的重要因素。而且在一些局地区,在风口及风道位置,由其风力较为集中,这些微气象也极易导致偏风故障发生。高压输电线路其杆塔的高度都相对较高,这也就导致高处的导线需要承受更强的风速,给导线带来较大的影响。一旦风速超出导线所能承受的标准范围,则会导致大部分杆塔导线上的绝缘子发生倾斜,从而导致风偏闪络的发生。对发生风偏闪络的输电线路统计分析表明,通常其杆塔的水平档距都处于三百至四百米左右,而且塔头在设计上尺寸偏小,这样一旦处于强风作用下,则会导致其发生风偏闪络。从输电线路设计的气象条件分析,确定最大风速时,应按当地气象台站 10min 时距平均的最大风速为样本,并采用极值 I 型分布概率模型,500kV 输电线路统计离地面 20 米高最大风速选取。上述取值与瞬时最大风速有很大的差异,而瞬时最大风速就会大打折扣。此外,我国的各级气象台站,一般都在城郊附近,很难记录到飚线风、龙卷风的风速。因此,设计按照设计规程,依据各气象台站的观测资料确定最大设计风速,明显偏小。
二、 风偏故障的特点
        强风(或龙卷风、飚线风)是导致风偏放电的主要原因。

根据当地气象部门证明,多次风偏故障时放电发生的区域均出现了少有的强风,在现场查询中也发现附近有大树被吹到或连根拔起的现象。强风的发生具有以下特点:在强风作用下,导线沿风向会出现一定的位移和偏转。另外,在间隙减小,空间场强增大时,在导线金具的尖端和塔身的尖端上会出现局部高场强,使放电更容易在这些位置发生,从现场放电痕迹可观察到,一部分放电出现在脚钉、导线金具和角钢边缘尖端上。强风导致输电线路间隙距离减小、空气绝缘强度下降,从而发生风偏放电。
三、防风偏的主要措施
        由于输电线路发生风偏放电是在强风作用下导致导线与杆塔之间或是导线与导线之间的空气间隙距离减小,而一旦这种间隙距离的电气强度与系统规定的运行电压不相符时,则会导致放电事故的发生。所以为了更好的防止风偏故障的发生,则需要在设计风速、设计裕度、施工安装工艺、杆塔塔头尺寸等多个方面进行加强,从而有效的预防输电线路风偏闪络的发生,降低跳闸事故发生的机率。
3.1 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。
3.2 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。
3.3 优化绝缘子的类型,采用防风偏的绝缘子
        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,其他型号绝缘子均能满足要求,即使在40m/s情况下,防风偏绝 缘子也能满足要求。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。
四、总结
        总之,要通过加强对风偏故障的原因分析和线路的日常维护,从而最大限度的 保证线路的稳定性,保证电力系统运行的安全和稳定。
参考文献
        [1]防城港网区输电线路风偏故障分析及应对措施研究[J].陈曦.通讯世 界.2014
        [2]输电线路防风偏评估体系的开发[J].王少林,郭昕阳,郑建钢,紫献韬, 侯子龙.现代工业经济和信息化.2017
        [3]一起500kV线路风偏故障的风偏模型推导分析[J].王谦,周恺,叶宽,李春 生,张琛.中国电业(技术版).2016
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