分析输电线路导线悬挂高度提高对风偏的影响

　　【摘 要】从输电线路的风偏放电影响线路安全运行出发，分析了输电线路风偏故障，探讨了输电线路导线悬挂高度提高对风偏的影响，得出了风力和风向对闪络电压有所影响的结论，为进一步研究提供了参考。 　　【关键词】输电线路 导线悬挂高度 风偏 影响 　　一、引言 　　输电线路的风偏放电一直是影响线路安全运行的问题之一。通过对近年来频繁发生的 110kV-500kV输电线路风偏闪络事故进行分析，发现发生风偏放电的主要原因为：在外界各种不利条件下造成输电线路上导线-杆塔之间的空气间隙距离减小，当此间隙距离的电气强度不能耐受系统最高运行电压时便会发生击穿放电。提高输电线路导线悬挂高度，对优化线路走廊、节约土地、减少树木砍伐等的作用意义深远，但同时对线路的运行和维护技术提出了更高的要求。本文探讨输电线路导线悬挂高度的提高对风偏放电的影响。 　　二、输电线路风偏故障分析 　　据统计，国网公司系统110kV及以上输电线路在2003年-2008年5年间发生风偏跳闸共244起。输电线路风偏跳闸形式主要表现为导线对杆塔放电210次，占85.07%，其次是对周边障碍物放电30次，占12.30%，两项合计占98.37%。其中对杆塔放电按放电点位置区分，对塔身放电185次，占 88.5%；对横担放电15次，占7.1%；对拉线放电9次，占4.4%。由以上统计结果可见，目前国内风偏放电涉及范围广、次数多，造成的影响也大。发生风偏放电的线路有单、双回线；塔型有耐张、直线塔，其中耐张塔主要是跳线对杆塔构架放电，直线塔主要是导线或金具对塔臂放电。 　　针对近年来频繁发生的风偏事故，国内相关领域专家对其原因进行了深入的研究和分析，认为造成风偏放电的原因可以分为外因和内因两方面。其外因是自然界发生的强风和暴雨天气；内因是输电线路抵御强风能力不足。因此需要研究内外两方面的影响因素，从设计参数、运行维护、试验方法等方面分析存在的问题，采取针对性的解决措施和方法，减少输电线路风偏放电的次数，提高线路的安全运行水平。 　　发生风偏放电最本质的原因是由于在外界各种不利条件下造成输电线路上导线-杆塔或导线-导线之间的空气间隙距离减小，当此间隙距离的电气强度不能耐受系统最高运行电压时便会发生击穿放电。当输电线路处于强风环境下，特别是在某些微地形区，易于产生飑线风，此时强风使得绝缘子串向杆塔方向倾斜，减小了导线和杆塔之间的空气间隙距离，当该距离不能满足放电的最低电压要求时便会发生闪络。而随着导线悬挂高度的提高，风速随着高度增加，对导线的影响将会更加明显。 　　三、输电线路导线悬挂高度提高对风偏的影响 　　输电线路中的架空导线在受到风力作用时，会发生摆动。由于导线摆动，引起导线-杆塔或导线-周围树木间电气距离减小，当此间隙距离的电气强度不能耐受系统最高运行电压时便会发生击穿放电，这种现象一般称为线路的风偏放闪络。 　　输电线路的风偏放电一直是影响线路安全运行的问题之一。近年来，110kV-500kV输电线路风偏闪络事故频繁发生，国内外相关领域专家对其原因进行了深入的研究和分析，认为造成风偏闪络的原因可以分为外因和内因两方面。其外因是自然界发生的强风和暴雨天气；内因是输电线路抵御强风能力不足。 　　影响线路风偏角大小的主要设计参数是最大设计风速、风压不均匀系数、风速高度换算系数等。通过对搜集到的国内外输电线路风偏角设计资料汇总分析，结果表明，目前国内外在输电线路风偏角设计模型及计算方法上是一致的，但在主要设计参数的选取上则存在着较大区别。因此，必须在综合分析比较国内外风偏角设计模型及参数选取方法的基础上，立足于我国国情选取合适的风偏角设计参数，以提高输电线路抵御强风的能力，降低风偏跳闸故障及事故率。 　　风速高度变化系数、风压不均匀系数、风压高度系数对导线风偏角都存在一定影响。随着导线悬挂高度的增加，这几个因素是同时对导线风偏角产生影响的。选取基准高度20m，基准风速30m/s，将这几个参数随高度变化对风偏角的影响综合起来，计算风偏角及最小间隙距离随高度的变化。 　　风偏角随导线高度的提高呈对数曲线变大，而最小间隙距离随导线高度的提高呈指数曲线变小。在假设20m处风速为30m的情况下，在60m处时，风偏角为60.9°，最小间隙距离由20m处的1.86m减小到0.50m，已不能满足设计要求。在导线高度到达 100m时，导线受风力的影响，已可与杆塔相接触。 　　四、结束语 　　输电线路的风偏放电一直是影响线路安全运行的问题之一，一旦发生风偏闪络事故，将造成大面积停电，严重影响供电可靠性。造成风偏放电的原因很多，其中恶劣气象条件下因风偏角变化而引起的导线-杆塔空气间隙电气强度变化是造成输电线路发生风偏闪络故障和事故最根本的原因。 　　随着输电线路导线悬挂高度的提高，风力对风偏角的影响越来越大，本文对输电线路风偏故障进行了分析。通过对风速、风向对导线-杆塔空气间隙的电气强度的影响进行了探讨，得出了风力和风向对闪络电压有所影响的结论，为进一步研究提供了参考。 　　参考文献： 　　[1]胡正礼.大跨越电线的风偏弧垂与状态方程探讨[J].四川水利，1992，13（3）：3-11. 　　[2]聂国一.电线风偏对水平档距和垂直档距的影响[J].电力建设，1994，15（4）：19-21. 　　[3]赵文元，杨保东.输电线路风偏故障的预防和抑制[J].电力学报，2004，19（1）：59-61.