３０ 应用能源技术 ２０１７年第１期（总第２２９期） ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９—３２３０．２０１７．０１．００９ 输电线路防风偏措施研究 程峰，谢文，岳华刚，张瑚，吕健双 （１．国网电力公司经济技术研究院，乌鲁木齐８３０００２； ２．中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，武汉４３００７１） 摘意义。 要：输电线路风偏事故给系统的安全稳定运行带来了较大影响，文中梳理了输电线路 防风偏对策和措施，对降低输电线路风偏闪络故障事故率、提高输电线路安全运行水平有一定 关键词：风偏；绝缘子；措施 中图分类号：ＴＭ６２１．０ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００９—３２３０（２０１７）０１—００３０—０３ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｉｎｅｓ Ｗｉｎｄａｇｅ Ｙａｗ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ＣＨＥＮＧ Ｆｅｎｇ ，ＸＩＥ Ｗｅｎ ，ＹＵＥ Ｈｕａ—ｇａｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｈｕ ，ＬＶ Ｊｉａｎ—ｓｈｕａｎｇ （１．ＸｉｎＪｉｎｇ Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｃｏｍｐａｎｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｕｒｕｍｑｉ ８３０００２， Ｃｈｉｎａ：２．Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｗｕｈａｎ ４３００７１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ Ｗｉｎｄ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｈａｓ ｂｒｏｕｇｈｔ ｇｒｅａｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓａｆｅ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｎｄ—ｐｒｏｏｆｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｃｅｒｔａｉｎ ｓｉｇｎｉｉｃａｎｃｅ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｆｈｅ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｎｄ——ｌｉｎｅ ｆｌａｓｈｏｖｅｒ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓａｆｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｗｉｎｄ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ；Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ；Ｍｅａｓｕｒｅ ０ 引 言 近几年，随着电力网络的迅速发展和电网规 线路通道得到解决，导地线线间放电较为少见。 导线对杆塔构件放电较为多见，需要采取针对性 的防治措施。 由于大风区风的持续时间往往较长，线路风 模的迅速扩大，输电线路走廊越发紧张，越来越多 的输电线路需要通过复杂地形及恶劣气候条件地 区，同时由于自然条件的变化，输电线路风偏闪络 事故明显增多，对输电线路的安全稳定运行造成 了较大的影响ｌ１ Ｊ。 输电线路风偏闪络主要有以下几种形 偏跳闸后的重合闸动作时放电间隙仍小于安全距 离，同时重合闸时，系统将出现操作过电压，导致 间隙再次放电。因此，线路发生风偏事故时，重合 闸成功率较低，影响线路可靠性。 式 Ｉ４］：导线对杆塔构件放电，导线对周边物体放 电，导地线线间放电。 导线对周边物体放电可以通过有效清理输电 收稿日期：２０１６—１１—１１ 作者简介：程修订日期：２０１６—１２—１５ １ 摇摆角计算 １．１直线塔Ｉ型串摇摆角计算 绝缘子串摇摆角计算是杆塔设计的重要一 环。摇摆角计算Ｉ型绝缘子串在不同工况水平荷 载及垂直荷载作用下的倾角，并按照规程规定的 峰（１９７５一），男，本科，研究方向为电网建设。 ２０１７年第１期（总第２２９期） 应用能源技术 ３１ 间隙要求，绘制间歇圆，从而确定杆塔外尺寸。 根据设计手册 ］，绝缘子串摇摆角为： （ ）＝ （筹 ）＝ （ ） 式中，ＰＪ是悬垂绝缘子串风压，Ｎ；Ｇ，是悬垂绝缘 子串重力，Ｎ；Ｐ是各工况下的导线风荷载，Ｎ／ｍ； 是导线单位自重，Ｎ／ｍ；ｆ 是杆塔水平档距，ｍ； ｆ 是杆塔折算到实际工况下的垂直档距，ｍ； 是 高差系数；Ｔ是各工况下导线的张力，Ｎ 是转角 度数。 从上式可知，绝缘子串的摇摆角主要取决于在 不同工况下其受到的水平荷载与垂直荷载的比值。 １．２耐张塔跳线风偏计算 目前，国内在送电线路设计中普通软跳线风 偏角按下式计算： ＝ｔａｎ一 Ｐ＿５４＿ （１） ｐ 式中，尸４为跳线单位长度风荷载（ｋｇ／ｍ）；Ｐ。为跳 线单位长度自荷载（ｋｇ／ｍ）； 计算Ｐ４时，不考虑风速不均匀系数。 工程中按照计算的跳线风偏角，考虑各种 工况下（雷电过电压、操作过电压、工频过电压） 的电气间隙要求以及耐张绝缘子串长度、悬垂 角、摇摆角、线路水平转角等，确定出跳线弧垂 及线长。 为了减少跳线风偏对线间距离的影响，工程 中广泛采用加装１～２串跳线绝缘子串及加装重 锤片等方式以增加跳线的垂直荷重，从而减少跳 线的风偏角度。跳线通过跳线绝缘子串绕接至两 侧导线，将跳线段分为两档或三档。此时，确定铁 塔尺寸，应首先计算出各种工况下跳线绝缘子串 风偏角及其位移量，然后按照电气间隙要求，考虑 各种因素，采用作图法或解析法求出各跳线档合 理的弧垂、线长及张力。 跳线绝缘子串风偏角计算公式为： ｌ ｎ冰Ｔ；ｌ＝ｓｉｎＫ＋Ｐ０／２＋ｎ水Ｐ４半Ｚ／２ 一． ａｎ （２） 式中， 为跳线张力（Ｎ）；Ｐ４为跳线单位长度风荷 载（ｋｇ／ｍ）；Ｐ。为跳线单位长度自荷载（ｋｇ／ｍ）；Ｐ。 为跳线绝缘子串风荷载（ｋｇ）；Ｇ。为跳线绝缘子串 垂直荷载（ｋｇ）；Ｇ 为重锤垂直荷载（ｋｇ）；Ｚ为跳线 档距（ｍ）；Ｋ为跳线与垂直横担直线间的夹角 （。）； 为跳线高差角（。）； 为导线分列根数。 各档跳线张力与弧垂按斜抛物线公式计 算为： ＝ 或 ＝ ㈩ 式中，Ｐ 为跳线单位长度综合荷载（ｋｇ／ｍ） 为跳 线弧垂（ｍ）；Ｚ为跳线档距（ｍ）；Ｌ为跳线线长 （ｍ）； 为跳线高差角（。）。 ２加装防风拉线 防风拉线主要采取增加绝缘子和拉线，将悬 垂绝缘子或导线相对固定，防止其在大风作用下 对杆塔塔身放电。 图１防风拉线示意图 在线路迎风侧采取导线下挂复合绝缘子、由 拉线连接塔身固定支架或拉线基础的型式。为防 ３２ 应用能源技术 ２０１７年第１期（总第２２９期） 止大风情况下拉线对铁塔横担产生过大的下拉分 力，引起横担变形，将线路复合绝缘子最大摇摆角 控制在３０～５０。范围之内。拉线下部末端下挂重 锤片控制拉线张弛度。在无风情况下，拉线因重 锤作用力保持竖直拉紧状态；最大风偏情况下，利 用滑道终端拉线的最大行程。 输电线路风偏严重地带杆塔的防风偏改造措施。 ５ 防风偏Ｙ型导线悬垂串 根据以往运行经验，导线风偏闪络事故多发 生在边相对中相塔窗或横担下沿。在边相导线采 用Ｙ型绝缘子串，可改善导线风偏间隙，避免导 线对铁塔放电。 ３ 采用防风偏绝缘子 大风地区常年频繁的横线路大风是造成绝缘 子伞裙疲劳破损的主要外界原因。受风速、频率 影响，伞裙出现迎风偏折变形、周期摆动现象，根 根据工程实际条件，Ｖ型串部分和Ｉ型串部 分按６．５／２。５比例分布。 部与芯棒护套交接处产生周期性的应力集中，导 致绝缘子局部硅橡胶材料应力疲劳，出现初步裂 纹并最终发展成伞裙撕裂破损。 防风偏绝缘子目前是通过改变绝缘子伞形结 构，降低绝缘子风压荷载，减小线路风偏，配合改 进绝缘子端头金具，使之与杆塔横担直接相连，将 其与杆塔同定，从而减小绝缘子串风偏，保证与塔 身的空气间隙，与塔身连接方式如图２所示。 图３ Ｙ型绝缘子串间隙圆 采用Ｙ型绝缘子串，可缩减线路走廊。另一 方面，Ｙ型串横担长度相比于Ｉ型串略微增长，但 改善了导线横担受力分布，Ｙ型串塔与Ｉ型串塔 塔重相当。 ６ 结束语 提出多种技术思路，抑制线路风偏，输电线路 防风害治理不能仅仅通过单一方式，在实际工作 巾往往是多管齐下，通过各种防范措施进行综合 图２ 防风偏绝缘子与铁塔连接 治理，才能有效预防风害事故的发生。 参考文献 采用同定式防风偏绝缘子可以有效减少悬垂 Ｉ型绝缘子串的风偏摇摆，减少导线风偏闪络风 ［１］ 王声学，吴广宁，范建斌，等．５００ ｋＶ输电线路悬垂 绝缘子串风偏闪络的研究［Ｊ］．电网技术，２００８，３２ （９）：６５—６８． 险，在１ １０、２２０ ｋＶ输电线路耐张杆塔跳线上均有 一定的应用，目前运行情况良好 ［２］ 胡 毅．输电线路运行故障分析与防治［Ｍ］．北京： 中国电力出版社。２００７． ４加装支撑绝缘子 加装支撑绝缘子方案主要是在杆塔上，加装 一［３］ 张殿生．电力工程高压送电线路设计手册［Ｍ］．２ 版。北京：中国电力出版社，２００３． 个支撑绝缘子，在悬垂绝缘子串风偏时，通过支 撑绝缘子承受风偏压力，避免绝缘子串风偏接近 杆塔塔身，使导线与塔身保持足够的安全间隙。 国内曾在低压交流线路上采用过该方法作为 ［４］ 朱映洁，林方新．跳线风偏闪络原因分析及预防措 施研究［Ｊ］．南方能源建设，２０１６，３（２）．
