摘要：风灾引发的输电线路故障主要包括导地线振动、导线舞动及风偏事故。可通过安装技术可靠且经济合理的消振装置消除微风振动，可通过提高导线系统抗舞动性能及加装防舞动装置防止舞动，可通过尽量使用“V”型悬垂串、加装重锤等措施预防风偏闪络事故。
关键词：输电线路；风灾；风偏；舞动
1.前言
保证不间断供电是线路运行的根本任务，不出现停电跳闸事故是线路运行的根本要求。由于架空线路长期在处于露天状态下、点多面广，因此容易受周围环境及大自然变化影响，出现各类故障及事故。其中风灾导致的线路故障比较常见。因此，了解风灾导致的线路故障并有针对性采取必要防范措施是保障线路安全运行的重要任务。
2.引发线路故障的风灾分析
微风容易引起导地线振动，造成导地线疲劳断股。强风则会导致风偏闪络事故、倒杆塔事故。如果冰与风联合作用，容易导致线路舞动。一般来说，对架空线路来说，风的影响是多面的，造成的危害如导地线振动、风偏事故及导线舞动等都较严重。
以2016年4月500kV富砚乙线三相跳闸事件为例：2016年4月21日20时22分，500kV富砚乙线AC相间故障三相跳闸，两侧开关未重合，21日21时29分复电成功。本次事件是一起因风偏引起的五级电力安全事件。
富宁站测距（厂家分析后）：76km，落在塔号147#-148#间；砚山站测距：53.1km，落在塔号147#-148#间，杆塔位于云南省文山州广南县那洒镇罩子寨附近。
对146#-149#共4基3档进行故障带电走线检查发现，148#-149#档中央左相（B 相）与右相（C 相）之间的相间间隔棒右相（C 相）侧的均压环下表面及旁边的左中左下右下子导线上有多处放电痕迹（斑点），对应中相（A 相）的右上子导线上有多处放电痕迹（斑点）,并在148#杆塔同一座山线路沿线附近发现有多处树木大风过后折断倒落现象。
综上分析，故障直接原因是500kV富砚乙线三相跳闸的原因是风偏导致线路相间放电。间接原因为500kV富砚乙线148#-149#档微地形、瞬时突发极端恶劣气象情况下，导致上、下导线非同步摆动，将下导线（A 相）往大沟大山谷上升侧向上平面右相（C 相）导线方向大幅抬升，致使下导线（A 相）与右相（C 相）导线之间的间隙减小，空气间隙被击穿，引发相间闪络，导致三相跳闸故障。
3.预防风导致的线路故障的几点措施
3.1导地线微风振动的预防
首先可以考虑在分裂导线上安装间隔棒构成一个相对理想的方阵体系，由于子导线分裂间距的存在使子导线直径增大，就能够减轻或消除尾流对振动的影响。另外子导线互相干扰及互相阻尼作用，也能破坏并抑制分裂导线稳定振动。次档距效应可使振幅最高点分散于间隔棒各悬挂点，相当于延长导线疲劳寿命。一般来说，次档距上线区50-70m，可以认为分裂导线各悬点已受到安全保护；其次，可以安装护线条。护线条与导线制作材料相同，在悬挂点使用了专用护线条后，振动时就能防止悬垂线夹出口的剧烈波折，保护导线的同时减少导线振动；第三，可以改进悬垂线夹。令其转动更灵活，线夹出口边缘要宽，通过对线夹出口倾角曲率与固定位置的改善，降低对导线的磨损、弯曲及集中挤压；第四，加装防震锤。安装防震锤后，重锤惯性会使防震锤两端高强度钢绞线在振动时不断上下弯曲，线股间产生摩擦，消耗振动能量。频率适用范围取决于钢绞线长度及重锤质量；第五，安装阻尼线。导线发生高频率振动时，阻尼线防震效果优于防震锤。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对一般档距来说，阻尼线总长可取约7-8米，导线线夹每侧应安装3个连接点。阻尼线一侧应用绝缘材料或绝缘材料制成的卡子隔开或固定；第六，使用自阻尼导线。自阻尼导线由镀铝钢线、镀锌绞线或铝包钢线绞制而成，有内心线与外层线两个结构，由于两者质量不同，固有频率不同，导线出现振动便能通过互相冲击将振动能量转换成其他形式的能量，振动因此受阻尼。
3.2导地线舞动的预防
一般情况下，导地线舞动发生在冰与风联合作用之下，舞动大小及状态取决于风向与导线轴线夹角大小。导地线舞动容易出现在“温度在0℃至-5℃，风速约在10m/s左右的雨凇地区”，结冰季节主导风向和导线轴线夹角大于45°比较容易引发舞动[1]。
导地线舞动将导致导线的张力出现较大变化，进而导致杆塔、金具及绝缘子损坏，舞动也会导致线路电气间隙出现变化，进而造成相间短路事故。在线路设计时，可以从三方面考虑避免此类现象的出现：电气和机械方面，主要考虑提高线路系统的抗舞动能力；气象条件方面，在经济技术指标允许条件下，可尽量避开容易形成舞动的地区，可尽量降低线路走向与当地冬季风夹角；最后可以考虑调整及改变导线系统参数，采取一些防舞动装置及措施，抑制舞动发生。
比如，提高导线系统抗舞动能力方面：输电线路舞动的根源在于覆冰导线非圆形截面的存在，这意味着阻力、升力及扭矩的必然存在，假如这些分布于导线上的力矩或力作用方向一致，产生的合力就会集聚力量导致导线运动，最终形成舞动。假如这些力或力矩作用方向不同，会因为相互削弱及抵消达到减少或抑制导线舞动的效果。
防舞动装置方面：可以考虑安装扰流防舞器，也叫气流干扰线，是利用塑料或金属所制的各种不同断面、长度、尺度、形状的干扰线，可使用不同方法安装固定在导线上。其作用原理使合成体各个截面形状彼此不同，覆冰后就能因为空气动力差异抑制舞动的发生。这种装置投资小、质量轻、又容易安装，负面影响很小，但要选择好适当的参数才能达到最佳的防舞动效果；也可以使用抑扭环，它的作用原理基于扭振激发机制，防止扭振固有频率和垂直振动固有频率接近或相同，迫坏了谐振后抑制舞动发生[2]；相间间隔棒是目前防舞动的装置中比较可靠的，用于同塔多回线路中，具有一定绝缘性能及机械强度。
3.3风偏闪络的预防
一般情况下，输电线路风偏闪络事故发生时，均伴随着强风的出现，多数还伴随冰雹或大暴雨的气象特征，广西多发强降雨，也容易受台风影响，因此风偏闪络事故的预防比较关键。导致风偏闪络事故的放电形式包括导线对周边物体的放电、导地线间放电及导线对杆塔构件放电等形式。对周边物的放电多发于档距中间且限距不足区段，导地线间放电多见于导线已发生舞动且档距较大、地形特殊区段。对杆塔构件放电多在脚钉、角钢端部突出处。三者共同特点是导线及导线侧金具烧伤的痕迹比较明显。一般发生风偏时，重合闸成功率较低。
风偏闪络的主要原因在于线路空气间隙的减小，当间隙电气强度无法耐受运行电压，就会出现击穿放电现象。因此，在线路设计时要根据实际微地形环境条件的差异合理提升局部的风偏设计标准。有条件时可尽量避免在杆塔的导线侧安装其他突出物或脚钉，也可适当提升安全裕度，在悬垂串的选择上用尽量使用“V”型串，还可加装重锤。
4.结语
通过合理的措施可以对风灾导致的输电线路故障进行一定预防。通过分析原因、制定相应防治措施，在一定程度上降低风灾引发的输电线路事故率，进而提升输电线路安全水平，保障线路的安全稳定运行。
参考文献
[1]向旻.500kV输电线路风偏故障分析及对策[J].低碳世界,2017,(5):25-30.
[2]魏孔军.500kV超高压输电线路风偏故障及措施探讨[J].科技创新与应用,2016,(11):46-47.
论文作者:杨鹏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/23
标签：导线论文; 线路论文; 地线论文; 风灾论文; 杆塔论文; 阻尼论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第24期论文;