摘要：输电线路的风偏故障一直是影响线路安全运行的问题之一，与雷击等其他原因引起的故障相比，风偏故障的重合成功率很低，一旦发生风偏跳闸，造成线路停运的几率就很大。特别是500kV及以上电压等级骨干线路，一旦发生风偏跳闸事故，将造成大面积停电，严重影响供电可靠性。
关键词：输电线路；风偏故障；防范措施
一、风偏闪络规律及特点
1.1风偏闪络多发生在恶劣气候条件下
通过对几年来各地区线路风偏闪络的分析可以看出，线路发生风偏跳闸时，该区域均有强风出现，且大多数情况下还伴有大暴雨或冰雹，并出现了中小尺度局部强对流天气，导致强风（也称飑线风）的形成，这种风常发生在局部区域和局部地带，范围从几km2至十几km2，瞬时风速可达到30m/s以上，生成快、消失快、阵发性强，持续时间在数十min以内，且常伴有雷雨和冰雹。这样，一方面，在强风作用下，导线向塔身出现一定的位移和偏转，使空气放电间隙减小；另一方面，降雨或冰雹降低了导线与杆塔间隙的工频放电电压，二者共同作用导致线路发生风偏跳闸。
1.2风偏闪络的放电路径
从放电路径来看，主要有3种形式：导线对杆塔构件放电、导地线线间放电和导线对周边物体放电。其共同特点是导线或导线侧金具上烧伤痕迹明显。导线对杆塔构件放电，无论是直线塔还是耐张塔，一般在间隙圆对应的杆塔构件上均有明显的放电痕迹，且主放电点多在脚钉、角钢端部等突出位置。导地线线间放电多发生在地形特殊且档距较大（一般大于500m）的情况下，此时导线放电痕迹较长，由于距地面较高，不易被发现。导线对周边物体放电时，导线上放电痕迹可超过1m长，对应的周边物体上可能会有明显的黑色烧焦放电痕迹。
1.3风偏闪络发生时重合闸成功率低
由于风偏跳闸是在强风天气或微地形地区产生飑线风的条件下发生的，风的持续时间往往超过重合闸动作时间段，使得重合闸动作时放电间隙仍然保持较小的距离；同时，重合闸动作时，系统中将出现一定幅值的操作过电压，导致间隙再次放电，并且第2次放电在较大的间隙就有可能发生，因此，线路发生风偏跳闸时，重合闸成功率较低，严重影响了供电可靠性。例如2005年500kV线路发生的风偏跳闸都造成了线路非计划停运。
二、风偏故障分析
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。
从全国来看，近年来频繁发生500kV输电线路风偏闪络的原因，灾害性气象条件是重要的外部条件。在湖北，龙卷风将大树拦腰折断，将小树连根拔起；在河南发生的飚线风，所到之处破坏严重，最然发生的面不宽，一般在200m左右，但风力一般在10～12级左右，中心最低风速可达24.5m/s，最高可达32.7m/s以上，同时夹杂雷电暴雨，因此极易造成风偏闪络。由于风偏放电发生时伴有雷雨、冰雹等天气，空气潮湿，使其绝缘强度降低。而且在强风作用下，雨水会沿着风向形成定向的间断型水线，如果水线的方向与放电闪络路径相同，有可能使空气间隙的放电电压大为降低。因此线路发生风偏放电时一是导线风偏角很大，超过设计值，二是雨水降低了放电间隙的放电电压。此外，局部微气象，风口、山地形成风道使风力集中，也是造成风偏闪络的原因。
从输电线路发生风偏闪络的内部因素分析，发生闪络的大部分杆塔，其水平档距一般都在300～400m左右，塔头尺寸相对较小，龙卷风、飚线风很容易使该杆塔导线绝缘子串出较大的风偏，从而发生闪络。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。
从输电线路设计的气象条件分析，《110kV-750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）中规定，确定最大风速时，应按当地气象台站10min时距平均的最大风速为样本，并采用极值I型分布概率模型，500kV输电线路统计离地面20米高最大风速选取。上述取值与瞬时最大风速有很大的差异，而瞬时最大风速就会大打折扣。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，我国的各级气象台站，一般都在城郊附近，很难记录到飚线风、龙卷风的风速。因此，设计按照设计规程，依据各气象台站的观测资料确定最大设计风速，明显偏小。
三、500kV超高压输电线路风偏故障的防范措施
3.1合理规划设计
3.1.1对于新建500kV超高压输电线路，应严格按照现行规程标准进行设计计算与参数选择，并应留设足够的设计裕度。对于旧输电线路，在运行维护过程中也应按照现行规程标准，逐步对线路进行改造，以综合提高500kV超高压输电线路对恶劣天气条件的抵御能力。
3.1.2在新建500kV超高压输电线路的设计阶段，还应高度重视对微地形气象资料的收集，对于线路沿线中微气象特征明显或者恶劣天气频发的区域，在设计中还应当适当提高局部线路的防风偏设计标准，以减少风偏故障的发生几率。同时，在新建线路的路径选择方面，还应尽量避开可能引发强风的地形区域，例如峡谷交汇处、山顶上行风位置等。
3.1.3500kV超高压输电线路档距中间对地电位体的空气间隙，在投运之前应进行验算，没有进行验算或者可能存在问题的档距应当补充验算，并留存相关验算资料。如输电线路周围存在过近的建筑物、构造物或者堆物时，应及时与当事人取得联系，详细了解工程施工方案，并经过交叉跨越验算合格之后方允许施工。
3.2采用具有针对性的技术措施
3.2.1装设防风拉线。防风拉线也被称为人字拉线，当500kV超高压输电线路的档距较大，或者线路位于易发生强风的区域时，可根据实际情况装设防风拉线。通常为每隔6～7基杆装设一处，防风拉线应与线路的方向垂直，与杆塔的夹角适宜选取45°。
3.2.2采用复合绝缘子。复合绝缘子是由有机合成材料所制成的绝缘子，它不仅具有良好的耐污闪性，而且在防鸟害、防风偏等方面也有着良好的应用效果。因此，在500kV超高压输电线的防风偏措施应优先选择复合绝缘子，并采用绝缘子下拉方式。
3.2.3减少导线、地线的中间接头。易于出现强风区域的输电线路应尽量减少导线、地线的中间接头，且导线与地线接头最好采用液压连接的方式。
3.3加强线路的运行维护
3.3.1在500kV超高压输电线路的运行过程中，应加强对线路沿线微气候区气象的观测。尤其是对于飑线风这类恶劣气候，应着重做好对其发生时间、发生频率、风速、风向等气象资料的妥善收集与记录，以总结其形成的原因，积累线路的防风经验。在有条件的地区，在故障多发地带还可设置在线监测点，以尽量探索和掌握各种恶劣气候的活动规律。
3.3.2在输电线路沿线出现恶劣气候时，运行维护人员还应做好对线路的巡视检查工作，检查的内容主要有：检查输电线路导线、地线与周边物体、树木的距离；检查线路悬垂绝缘子串的倾斜情况；检查耐张杆塔跳线与杆塔塔身间隙的变化情况；检查输电线路导线、地线的舞动情况等等。
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
[1]黄慧.输电线路运行故障的分析与防治[J].中国高新技术企业，2013.
[2]曹建峰.高压输电线路故障类型与防治措施分析[J].科技传播，2010.
作者简介
谢小杰(1989.12.24)，男，学历：三峡大学电气及其自动化本科学士学位，民族： 汉，籍贯：湖北，职称：助理工程师，单位：南方电网超高压输电公司柳州局
论文作者:谢小杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/10
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