摘要：当前，超高压输电线路中所出现的风偏故障，已成为了影响线路安全、稳定运行的主要因素之一。与雷击、鸟害等因素所引发的线路跳闸事故相比，风偏故障所导致的跳闸重合成功率更低，一旦出现风偏故障，很容易造成线路的非计划停运。尤其是对于500kV及以上的超高压输电线路，当出现风偏故障时不仅会严重影响到供电的可靠性，而且会给供电企业带来巨大的经济损失。基于此，本文就针对超高压输电线路风偏故障及应对措施进行研讨，仅供参考。
关键词：超高压；输电线路；风偏故障；应对措施
对于超高压输电线路来说，风偏是影响线路安全稳定最主要的因素之一。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。因此，必须要针对超高压输电线路风偏故障进行分析，从而采取切实可行的措施加以防范，保障电网安全的运行。
1风偏故障的概述
风偏故障，指的是输电线路在大风天气下导线（带电体）与杆塔、拉线、树、竹、建筑物等（地电位体）之间或其他相导线的空气间隙小于大气击穿电压而造成的跳闸故障。风偏故障不能消除或发生相间短路时，会扩大事故范围。风偏故障主要类型有直线杆塔绝缘子对塔身或拉线放电，耐张杆塔跳线引流对塔身放电，导线对通道两侧建（构）筑物或边坡、树竹木等放电的现象。
2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。
3超高压输电线路风偏故障的起因
3.1风偏故障的外因
在现行的《110-750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）中规定，对于海拔为500-1000m的超高压输电线路，工频电压下的最小空气间隙不得低于1.3m；对于海拔在500m以下的超高压输电线路，工频电压下的最小空气间隙不得低于1.2m。而在强风、暴雨、冰雹等恶劣天气条件下，一方面由于风力作用，输电线路向杆塔身部出现一定的偏转与位移，使得空气间隙减小到设计技术规程以下；另一方面则是由于降雨或冰雹使得杆塔与线路间隙的工频电压降低。
3.2风偏故障的内因
在调查中发现，超高压输电线路的设计与施工，有很大部分线路是依照原设计规程《架空输电线路设计技术规程》（DL/T5092-1999）进行建设的。然而原规程相比现行规范标准在设计裕度上偏小，例如现行规范中将输电线路的设计重现期由30年提高到50年；将风压不均匀系数从0.61提高到0.75等等。如果在线路设计中，因参数选择不当或设计裕度不足，都会导致输电线路对恶劣天气抵御能力不足，而容易引发风偏故障。
4超高压输电线路风偏故障的防范措施
4.1加装重锤
加装重锤是目前超高压输电线路常用的预防风偏的措施。通常情况下将重锤加装在跳线串上来预防风偏，虽然加装重锤起到了一定的预防风偏的作用，但是，预防的效果十分有限，并不能从根本上来解决风偏问题。因而，加装重锤并不是最好的解决办法，通常和其他办法结合起来使用，从而降低悬垂串风偏闪络现象的发生的频率，降低由于风偏故障给超高压输电线带来的损害。
4.2加装防风拉线
加装防风拉线可以起到很好的抑制风偏的作用，同时也是目前运行的高压线路采用最多的防风偏措施。在防风拉线的制作和安装过程中，需要做好以下几点：1）对于直线杆塔来讲，防风拉线可以直接连接在悬垂线夹处加装延长挂板，并且可以通过金具和跳线托架连接在一起；2）将中相引流防风拉线固定在下横担；3）对于直线杆塔来说，如果条件允许的情况下可以在本体安装支架对防风拉线进行固定，并且如果需要落地固定，应同步完善相应的接地装置以及拉线的防盗装置。
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例如：南方某省，计划从2014至2016年将陆续投资约1.12亿元对某市沿海输配电线路进行防风加固，提升电网的抗风能力，加强某市输配电线路抵御台风能力。某市防风加固专项改造输配电线路共计99条，其中改造杆塔1161基、水泥杆头加固904基、防风拉线690基，目的是为提高供电线路的抗风能力，解决历年来因自然灾害气象台风，造成输配电线路倒杆、断杆现象再次发生，确保人民群众的生产生活用电稳定。
4.3防止V串复合绝缘子掉串
在电网建设的过程中，为了减少由于房屋拆迁、道路清理带来的补偿费用或者节约线路走廊降低超高压线路的运输成本，在超高压电路中已经广泛应用V串复合绝缘子。但是，对于局部强风地区来讲，强对流天气和极端天气的发生使得处于微地形或者微气候环境下的输电杆塔出现设备受损的情况，其中V串复合绝缘子掉串是最典型的事故类型之一。发生V串绝缘子掉串会很容易引起风偏故障的发生，因而，防止V串复合绝缘子掉串也是预防风偏故障发生的重要措施。
4.4优化绝缘子型式，采用防风偏绝缘子
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。新一代的防风绝缘子和传统的绝缘子相比局域风摆振动幅度小的特点，同时可以增大导线杆塔之间的电气间隙。并且，采用新一代的防风偏绝缘子在安装过程中也更加可靠，并且由于考虑了与杆塔连接的金具，在后续的工程技改方面也很有优势。和传统的绝缘子相比，防风绝缘子还有以下两方面的优势：①在投资方面，采用防风偏绝缘子和瓷绝缘子玻璃绝缘子相比更加具有优势；②在防风性能方面，在不加重锤尧防风拉线或者其他防风措施的情况下，中相和外角侧的普通绝缘子串均不能满足防风性能的需求，而其他型号的绝缘子可以满足要求，而即使风度达到40m/s，防风偏绝缘子也可以满足导线防风性能需求。因而，在输电线路的设计过程中，对于绝缘子的要求应根据设计的实际情况恰当选择绝缘子串，并且合理利用绝缘子和其他防风偏措施，从而提高防风偏效果。
4.5取用间隙圆法，输电线路校核风偏
间隙圆法，即直接在设计图纸上做图，确定每基杆塔的最大允许风偏角，然后根据最大风偏角来校核各种气象条件下的风偏。这种方法适合于手工校核，需要校核人员查阅大量图纸资料，获取相关数据，然后作图分析，劳动强度大，效率不高。为了提高工作效率，从风偏角计算和风偏校核两个方面入手，设计计算机模型，将计算器手工计算，作间隙圆等工作通过建立数学模型，编写计算机程序，实现了输电线路风偏校核的电算化。
4.6优化施工工艺
整体超高压输电线路在架设之前，首先会对整体输电线路的路线进行设计。对其施工工艺进行确定，最终完成整体输电线路的架设和安装。风偏故障属于超高压输电线路竣工之后面临的问题，因此为了有效改善整体超高压输电线路对风偏故障的防范，在施工初期应对整体的工程进行优化设计。在设计的过程中，应严格的参考各类的影响因素，并对应设计相应的防范措施。从源头上进行改善和防范风偏故障的发生，以此降低后期的防范成本。
4.7定期对防风偏设备进行维护
超高压输电线路在其施工的过程中，关于防风偏的设施设备，已经进行了安装和设立。竣工交付之后经测试合格，随后投入输电应用中。此后为了避免可能出现的风偏故障，应定期对防风偏设备进行巡检和维护，针对巡检中发现的问题，及时的进行处理和改善。以此保证在发生强风气候时，防范措施能够起到相应的作用，降低或避免因风偏故障带来的经济损失。
结语
高压输电线路发生风偏是影响电力系统稳定运行的重要因素，所以应该对风偏现象进行深入的研究，分析风偏发生的原因，进而制定出有效的防范措施。高压输电线路发生风偏主要是受到灾害性气候条件以及设计、运行维护等因素的影响，所以应该提高输电线路自身抵御强风的能力，优化设计方案，加强运行维护管理，最大限度的降低输电线路风偏的发生，确保电力系统的安全稳定运行。
参考文献：
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[2]张羽进.超高压输电线路风偏故障及防范措施[J].通讯世界，2015（1）：81-81，82.
[3]韩宏亮.超高压输电线路风偏故障分析与防风偏措施探讨[J].山东工业技术，2014（3）：210-210，182.
作者简介：
莫伟（1987.05.10），性别：男；籍贯：广西桂林；民族：汉；学历：大专；职称：助理工程师；职务：输电线路运检；研究方向：输电线路
论文作者:莫伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/12
标签：线路论文; 绝缘子论文; 故障论文; 杆塔论文; 输电线论文; 路风论文; 强风论文; 《电力设备》2018年第23期论文;