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：输电线路；风偏；故障
1 输电线路风偏故障的规律和类型
1.1 输电线路风偏故障规律
在恶劣的天气环境下，特别是大风天气环境下，很容易出现输电线路风偏故障，并且强风往往与冰雹、暴雨等强对流天气是相互依存的。一旦在局部区域内出现强风天气，由于其风力比较强劲，风速也比较快，再加上其阵发性比较强，往往不会持续太长时间，很容易造成输电线路风偏跳闸故障。同时输电线路的输电塔会因强风的影响而发生一定程度的角度偏移及位移改变，在空气放电间距减小时，与强风相依存的冰雹和暴雨也会在一定程度上减小杆塔与输电线路之间的间距，使其出现频繁放电现象，如此一来，在二者的共同作用下，输电线路极易出现风偏故障，从而严重影响输电线路的运行。
1.2 风偏的放电路径
输电线路风偏故障的放电路径主要包括三种形式：①输电线路对周围物体放电；②直线杆塔绝缘子对塔身放电；③耐张杆塔引流线对塔身放电。此三种风偏故障的放电路径存在着一个共同之处，即输电线上会出现明显的烧伤痕迹，可能很显然地发现风偏故障给输电线路造成的损伤。输电线对周围物体的放电往往会出现至少 100cm 的烧伤长度，而且周围物体会出现明显的烧伤痕迹，可以发现周围物体的焦黑程度比较明显。通常在地形比较繁杂且存在较大档距的地方或者地质条件比较独特的区域才会出现直线杆塔绝缘子对塔身放电，此种风偏故障往往会出现比较长的放电痕迹，而且与地面之间的角度距离比较高，在监控上往往不太突出。耐张杆塔引流线对塔身放电主要是由于强风作用下，跳线串绝缘子向铁塔摆动，导致铁塔主材和引流线之间的距离缩短，从而出现放电现象，其放电痕迹非常明显，特别是在部分比较突显的部位。输电线路风偏故障主要指的是在强风的天气环境下，输电线路的导线对周边建筑物、树木以及杆塔等的放电行为，或者是与其他导线有关的空气间隙偏小，从而出现较大的击穿电压，进而造成输电线路跳闸故障。通常来说，倘若在输电线路风偏故障出现时未及时消除，或者出现短路现象，则有可能会扩大事故的发生范围，致使出现更加恶劣的影响。输电线路风偏故障种类中最为常见的就是输电线对杆塔的放电。
2计算风偏角
2.1跳线绝缘子串风偏角计算
跳线绝缘子串风偏计算采用刚性直棒法，考虑计算精度引入脉动放大系数，跳线绝缘子串风偏角计算公式如下:
式中: β 为脉动放大系数; Wh，Wv分别为导线受风荷载及自重荷载; Gh，Gv分别为绝缘子串和金具所受风荷载及自重荷载。脉动放大系数 β 的取值范围见表 1，可以插值使用。
2.2 直杆塔悬垂绝缘子串风偏角计算
直杆塔悬垂绝缘子串计算如下式
式中: Wv' 为引入高差修正系数后的导线自重荷载; Pv为导线自重力; T0为杆塔处导线水平张力;h1、h2分别为杆塔两侧的悬挂点高差，当邻塔悬挂点低时取正号;l1、l2分别为杆塔两侧的档距;η为高差修正系数，不同风速下高差修正系数η的取值范围见表2，可以插值使用。
2.3导线杆塔塔身最小空气间隙计算
导线风偏后，导线和塔身最小空气间隙距离根据塔型参数和绝缘子串及导线参数，采用几何法或者解析法计算得到，不同的塔型计算公式有差别。以猫头塔为例，采用解析法可得最小空气间隙计算公式:最小空气间隙为:
式中: f 为绝缘子串悬挂点到杆塔中轴线距离;r为导线分裂半径; l为绝缘子串长度;f1和f2取值分别为如图1中OB和CD的长度;θ1，θ2为图1中杆塔的两个角度参数。
3输电线路的防风偏预防对策
在设计输电线路期间，首先应当详细勘察清晰当地的强风状况及地理特性，主要就是调查当地的强风风速、风口特点、风向频率以及当地出现过的大风灾害等，可以从当地的电力部门与气象部门来获取那些数据资料。其次，还应当深入当地民众家里开展调查分析，这也是对当地的气候特点及当地的特点进行判定的一个重要手段，如此一来，可以准确地找出导致输电线路风偏故障的外部原因。再次，有关单位还应当为这一调查工作的开展提供必要的数据资料支持，以便为调查工作的顺利开展提供基础保障。唯有将导致 输电线路故障的原因准确地找出来，方能采取具有针对性的防范对策，最大限度地降低输电线路风偏故障的发生率，从而保障电网供电的安全性与稳定性。另外，建设单位、设计单位以及运行单位还应当严格地检查并审核输电线路工程的施工图与初设，以便及时地找出其中的不足之处，及时地加以改进。除此之外，还应当严格的把控好新建 输电线路的竣工验收工作，严格按照输电线路的验收标准来对输电线路进行验收。同时，运行单位还应当着重对极易出现风偏故障的地区的新建输电线路实施风偏校验，加大对导线跳线的验收力度，而且还应当对导地线松弛度与跳线松弛度等加以测验，对塔身净空距离加以测量，还应当对线路周边的树木及构筑物等风偏距离是否与运作需要相符合进行检验。
4输电线路的防风偏技术改造策略
4.1直线杆塔中相绝缘子防风偏改造策略
近些年，不少部门在改造线路防污闪的过程中大量调爬，扩增了钢化玻璃绝缘子串或瓷质绝缘子串的长度，从而缩短了大风环境下杆塔与塔窗的净空间距，削弱了输电线路的抗风偏放电能力；也有一些部门用复合绝缘子悬垂串取代了架空输电线路的瓷瓶串，因为复合绝缘子悬垂串比瓷瓶串要轻得多，这样一来，在大风环境下，必定会增大风偏角，从而致使上端的均压环或防鸟装置与横担发生碰撞，从而使杆塔受到损伤，或者下端带电导线与塔身之间的安全间距缩小，从而出现闪络现象，严重影响垂直挡距小的线路。所以，在用复合绝缘子悬垂串取代原先的瓷瓶串设计之后，务必要校验空气间隙与风偏角，但是施工部门和运行部门通常会将这一点忽略掉。
4.2耐张杆塔引流线防风偏改造策略
针对耐张杆塔引流线对塔身放电这一风偏故障，笔者认为可通过下拉引流线托架的办法来达到防风偏的目的。以某线1号JG3塔型为例，JG3型十字塔属于国家标准塔型，其跳线属于单挂点悬挂，是由跳线托架支撑，这样可以使塔身和跳线之间的电气间隙达到标准要求，其被广泛应用于投入使用的输电线路之中。近年来，不管是在塔身中间设置挂点，还是在横担上设置挂点，均未出现过跳线对塔身风偏放电的故障。近期，由于出现了局部风力大于10级的大风天气，该输电线路出现了风偏故障，这可能是由于风力超出了设计值，从而出现了风偏放电故障；另外，这也证明实际施工和运行后引流线的弛度是存在一定的差别的，因此，切不可因为风力超出了设计值就任由输电线路跳闸，应当对具有针对性的改进对策加以制定与实行。
5结语
总之，应当针对不同的 220kV 输电线路风偏故障，采取具有针对性的防风偏改造策略，这样方能有效的预防 220kV 输电线路风偏故障，保障电网供电的稳定性与安全性，促进抚州电力事业的健康、稳定发展。
参考文献
[1]张建斌，王常飞.对一起罕见 500kV线路风偏故障的分析[J].河南电力，2015（02）.
[2]方玉群，祝强，王斌.一起典型的 220kV 线路档中风偏跳闸故障分析[J].浙江电力，2013（07）.
论文作者:程小伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
标签：杆塔论文; 输电线论文; 绝缘子论文; 路风论文; 线路论文; 故障论文; 导线论文; 《基层建设》2019年第17期论文;