220kV架空输电线路风偏放电原因分析及改造措施

李坚+蒋济远+胡旭

[摘 要]输电线路风偏是影响架空线路安全稳定运行的重要因素，风偏闪络会造成线路跳闸、线路断股严重的会造成断线。本文对国家新疆电网阿克苏公司2016年5-6月的220KV架空线路风偏闪络跳闸的事故进行了调查分析，找出了造成线路风偏闪络是由于当是大风并下雨的原因，并制定实施了一系列相关线路防风偏技术措施，有效的降低了输电线路的风偏故障，提高了架空输电线路的防风偏性，进而提高了线路的稳定运行。

[关键词]架空输电线路 风偏闪络 原因分析

中图分类号：U596 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0073-01

1、前言

当前，220KV的输电线路的分布范围最广，横跨山川湖泊，输电线路上的配件暴露在自然环境中，其运行状况受环境因素影响非常严重。新疆地区的220KV的输电线路以猫头型、干字形铁塔为主，塔头间电气分布间隙紧凑，由于强对流天气产生的作用力施加在线路上，会造成导线及引流线之间形成风偏摇摆，当摇摆幅度超过设定值后，导线对铁塔风偏放电，导致线路超负荷跳闸，严重时会威胁电网的安全运行。因而，输电线路的防风偏工作已成为220KV线路日常维护，技术改造的重点之一，同时分析出输电线路的风偏闪络的原因对预防风偏故障是非常关键的。

2、输电线路风偏事故发生的概况

阿克苏供电公司于2016年6月220KV坪鹿二线光纤纵联差动保护动作，选相C相，重合失败。输电运检中心迅速安排输电运维人员对故障点进行巡视，发生故障的区段是戈壁滩。发生故障时当时的天气是大风并伴有大雨，瞬时风力达到9级。现场巡视发现295号塔C相引流线与大号侧耐张串靠近横担侧压环有放电的痕迹。根据调查研究发现，产生故障的原因是大风天气引起295号塔C相引流线风偏后对均压环距离不够，引起的线路跳闸。

3、线路风偏闪络的原因分析

220KV架空输电线路发生风偏闪络的直接原因是大气环境中出现极端恶劣天气，且持续时间较长，造成空气间隙变小，当空气的间隙电力强度不能承受系统运行电压时，就会发生击穿放电现象。在强风的作用下，绝缘串子向杆塔的方向倾斜，同时也减小了杆塔与导线间的空气间隙，当距离小于设定的绝缘强度时就会发生放电现象。由于大风作用于导线上，很容易出现风偏闪络的现象，影响整个电网的安全稳定运行，阿克苏输电公司的220KV风偏故障的原因有：

3.1 新疆地区跳线绝缘子串大多数采用的是合成绝缘子，这种类型的绝缘子自身重量较小，强风作用时，线路的风偏摆动幅度大，是极端天气下引起风偏闪络直至跳闸的原因之一。

3.2 阿克苏电力公司出线线路的环境比较恶劣，高原风沙等特殊环境的影响，输电线路所承受的风力大于设定的安全值，同时大风等恶劣天气的作用时间持续较长，由于这种因素的影响，输电线路很容易产生风偏闪络等现象，影响电网系统的安全稳定运行。

3.3 由于发生事故的当晚强风伴有暴雨等恶劣天气，在强风的作用下，雨水会沿着风向形成定向型的间断水线，当风向与电路输送方向相同时，导线与塔间隙的工频放电电压会随之降低，增大了风偏闪络的风险，同时由于强恶劣天气的持续时间较长，导致风偏闪络事故的发生，也是本次事故发生的主要原因。

通过对风偏闪络事故的发生原因进行分析，可以得出线路风偏闪络发生和非计划停机与当地的天气异常，局部自然灾害严重有直接的关系，同时事故的发生也暴露了输电线路点多线长，抵制自然的恶劣气象条件方面较差。在以后的设计和改造中应当根据当地的地理环境和气象条件进行充分考虑，从设计开始减少风偏闪络事故的发生。

4、防风偏闪络的措施

针对阿克苏公司出线的风偏闪络故障，结合常见的220KV架空输电线路的防风偏措施，只要在以下几方面采取措施：

4.1 安装防风拉线

对于220KV架空输电线路采用加装防风拉线，对线路产生的风偏具有很好的抑制作用，一种是边相引流，防风拉线直接在悬垂线夹处加装延长挂板链接；另一种是中向引流防风拉线，可直接固定在下横担，当落地固定时，还需要同步完善拉线防盗，接地装置等。但是由于风偏转动不灵活，长时间的受力线路机具很容易因疲劳而破坏。因而加装防风拉线队线路的运行具有一定的安全隐患，在安装时要因地理位置的不同，适当安装。

4.2 加装重锤片，减小绝缘子串的摆动幅度

在导线上加装重锤片，来增加绝缘子串的自身重量，来降低其摆动幅度从而起到防风偏闪络的目的，经过长时间的检验和校核，证明此方法对提高线路的防风偏闪络具有一定的效果，是一种比较经济合理的改造措施。对于220KV的架空输电线路直线安装重锤片的方法有：

4.2.1 悬垂线夹下挂式，这种方法尽管一定程度上能起到降低风偏闪络的效果，但缩短了导线对杆塔构建空气间隙，在另一方面增大了风偏闪络故障发生的概率，因此一般情况下，对于不会采取这种方式。

4.2.2 懸垂线夹插入式，这种方法的工序复杂，投资成本高，杆塔作业时间长等缺点，一般也不宜选取。

4.2.3 三脚架固定的悬垂线夹插入式，这种方法不仅可以避免缩小导线对杆塔的空气间隙，而且工序简单，投资费用较小，且塔上作业时间短，减小了作业人员的工作强度和危险风险，提高了工作效率，且能够有效的防止风偏闪络的发生，提高了电力系统的稳定性。

4.3 增加杆塔的横向支撑

对于220KV输电线路塔窗紧凑的杆塔，可以在塔窗之间增加绝缘子来提高导线的稳定性，使导线在强风等恶劣天气作用下不易发生位移，保持足够的空气间隙，降低风偏闪络的发生。

4.4 安装新型的复合绝缘子

由于输电线路的杆塔绝缘子自身重量较小，新型的复合绝缘子在铁塔固定位置上弯矩较小，因而安装符合挠度要求的新型防风偏复合绝缘子，可以改变传统的绝缘子的摆动方式，有效的降低了子线的摆动幅度，保证了子线对杆塔的空气间隙，有效的降低了子线绝缘子风偏闪络的发生。

5、结束语

高压输电线路的防风偏闪络治理是保证电力系统安全稳定运行的重要措施，在实际情况下，造成风偏闪络发生的主要原因就是自然环境以及天气条件的突变引起的极端恶劣天气，加上绝缘子串的风偏角与杆塔之间的间距、天气条件，风力大小以及持续时间都有关系。因而在电网输送线路的设计阶段应当合理选择线路的输送走向，尽可能的避免横穿自然环境的风口以及山川湖泊面；还要提高强风地段以及自然环境恶劣地段的绝缘配置和机械强度；对于局部天气的变化和地形提高设计的风速、绝缘子电力强度以及杆塔的设计安全系数，增大电气的安全距离。总而言之，在对输电线路的防风偏设计和改造是要综合考虑技术措施以及经济效益，选择适宜的方式方法进行。

参考文献

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