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摘要：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110 — 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。这里探讨输电线路导线悬挂高度的提高对风偏放电的影响。
关键词：输电线路、导线悬挂高度、风偏、影响
在送电线路工程进行杆塔头部的绝缘配合设计时，需要考虑影响因素中的一个因素是导线悬垂绝缘子串的风偏角。导线悬垂绝缘子串的风偏角是由于风吹在绝缘子串和导线上而引起的悬垂绝缘子串偏移的角度。悬垂绝缘子串偏移的角度易引起导线风偏上拔。由于导线风荷载悬垂绝缘子串产生偏斜，直线杆塔两侧的档距愈大，悬垂绝缘子串偏斜也就愈严重，这种偏斜必然引起带电部份的导线，悬垂线夹，均压屏蔽环，防振锤等，对杆塔的接地部份塔身，横担，脚钉等的空气绝缘间隔减小，在工程设计中若考虑不周，就会引起闪络接地故障。所以设计人员在设计中应高度重视对导线风偏上拔的验算，保证送电线路的安全运行。故这里引用基本公式及计算方法对风偏上拔验算的条件加以探讨。
1、导线的风偏摇摆和上拔具有一定的一致性
导线风偏摇摆是指采用悬垂绝缘子串的直线杆塔上的导线在运行状态下（最大风速，雷电过电压，操作过电压），承受水平风荷载时偏移的程度，一般以下式表示：
Φ=tg-1（Pj/2+Lhg4S）/（Gj/2+Lvg1S+Gf） （1）
式中：
Φ—导线风偏角（ °）；
PJ—作用于悬垂绝缘子串的风荷载（N）；
GJ—悬垂绝缘子串的重量（N）；
Lh—所在杆塔位的水平档距（m）；
Lv—所在杆塔位的垂直档距（m）；
S—导线的载面积（mm2）；
Gf—防振锤重量（N）；
g1—导线的自重比载值（N/m.mm2）；
g6—导线在运行电压（最大风速，内过电压，外过电压气象情况时）相应的风压比载值（N/m.mm2）。
由公式（1）可以得出，风偏摇摆角（Φ）和水平档距（Lh）及垂直档距（Lv）的比值有关，如果已确定某一杆塔的垂直档距大，则风偏摇摆角小，反之则风偏摇摆角大。一般在平地的线路摇摆角不够情况很少，而在山区及丘陵地带，由于地势起伏，导线悬挂点高差较大，摇摆角不够的情况经常发生。导线上拔是在某一运行条件下（如果低气温）垂直档距小于零（Lv<0）的情况下发生的，因此风偏摇摆和上拔验算都和垂直档距的大小有关，它们二者之间具有一致性。
2、导线应力在相同气象条件下的特性
当导线架设在杆塔滑轮上，施工用张力放线或紧线安装时，就受到一定的拉力，导线受拉力后，还会产生所谓的“朔性伸长和蠕变”现象，这称为“初伸长”。“蠕变”是金属在一定温度，外力及本身重力的同时作用下，随着时间的增加，缓慢地产生的永久性变形。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不同材料的“蠕变”特性有很大的差异，铜、铝等“蠕变”现象比较严重。因而送电线路在长期运行中，由于导线自重、拉力及温度变化的影响，使“初伸长”逐渐放出而增加档距内的导线长度，引起了弧垂增大，应力相应地减小，以致使线路导线对地以及其它被跨越物安全距离减小，造成各种事故。架设导线应补偿“初伸长”是十分重要的。目前常用消除和补偿“初伸长”措施有：一种是予拉法，导线的“初伸长”，随着应力的加大，可以缩短它放出的时间，也就是能够提前将“初伸长”消除掉。在最大使用应力бmax 时的“蠕变”伸长，可能需要数年或数十年才能发展完毕。所以：要在较短时间内消除初伸长的影响，这种方法不易实现，目前很少采用。另一种是增加架线应力系数法，通常有2 种方法：1）恒定系数法；2）恒定降温法。恒定系数法是按导线不考虑初伸长时的情况计算施工安装观测弧垂气温下的应力，然后再乘以考虑初伸长应加大应力所需的增大系数。但实际上初伸长与材料、结构、档距、导线应力等因素有关，而这一方法由于系数恒定不变，因此，不符合实际情况，故不采用。我国多采用降温法来补偿导线初伸长的影响。在“规程”中也作了明确的规定。将各种不同类型导线的初伸长率折算成等效气温代入状态方程式，以确定架线时的应力和弧垂，这种方法亦称降温法。一般钢芯铝绞线计算降温20到25摄氏度，这意味着为了补偿导线初伸长的释放.在架线初期导线的运行应力比设计值偏高，经过一段运行时间后，随着初伸长的释放，导线的应力变化才会稳定到设计值上，这就是导线应力的阶段特性。
3、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，110 — 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。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，以上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]《输电线路舞动 》郭应龙 李国兴 尤传永著 《中国片电力出版社》2002.09
[2]《输电线路绝缘子运行技术手册》主编：包建强、陶元忠《中国片电力出版社》；
[3]《架空送电线路岗位技能培训教材》主编：陈祖文《中国片电力出版社》。
[4]《线路运行与维护》主编：丁少军《中国片电力出版社》。
作者简介：寇铭儒（生于1985年1月），男，助理工程师，从事输电线路方面工作，现工作于中卫供电公司输电检修二班，学士学位。
论文作者:寇铭儒
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第6期
论文发表时间:2017/7/31
标签：导线论文; 偏角论文; 线路论文; 杆塔论文; 绝缘子论文; 应力论文; 输电线论文; 《电力设备管理》2017年第6期论文;