输电线路防风害措施和方法

作者:未知

  【摘 要】电力系统的安全会受到天气方面的影响,输电线路一般都是暴露在室外,所以很容易受到风力的影响而导致线路不稳定。本文就对输电线路风偏事故进行分析,同时提出有效的改进措施。
  【关键词】输电;线路;风害;措施
  近年来,由于环境问题造成了气候的复杂变化,天气问题已经成为了影响一些国家基础设施建设工作的重要原因,尤其是恶劣的天气问题,对电力系统的安全稳定带来了极大的威胁。从电力系统的运行过程中来看,电力运输工作需要深入到我国的各个角落,而在面对恶劣天气,尤其是大风天气时,输电线路的风偏故障发生频率极高,会对输电线路的稳定性造成影响,导致线路的短路和电弧烧伤等,一旦发生风偏故障,极易造成输电线路中断,影响电力系统的稳定性,影响人民群众正常的生活和工作。
  1、输电线路风偏事故分析
  1.1杆塔发生倾斜或歪倒
  由于风力过大,超过了杆塔的机械强度,杆塔会发生倾斜或歪斜而造成杆塔损坏或停电事故,主要原因如下:1)风力超过杆塔设计强度。2)杆塔部件腐蚀强度降低。3)杆塔在修建后,由于基础未实,经过一段时间后,基础周围的土壤可能腐蚀,不均衡下沉,从而引起杆塔歪斜。4)于冬季施工,回填土是冻结的土壤,到了春天土壤开始解冻,使基础附近的土壤松动,造成杆塔歪斜。5)杆塔各连接部分松动或拉线锈蚀,使杆塔发生故障。
  1.2导线对地电位体或对其他相导线发生放电
  在风的作用下,导线与地电位体或与其他相导线之间的空气间隙小于大气击穿电压而造成放电事故,主要原因和现象如下:
  1)架空线路导线,避雷线呈悬链状。当风速超过设计时,会造成导线对塔身放电,直线杆塔绝缘子串在水平风荷载的作用下产生导线摇摆,使其与地电体(如杆塔、拉线等)之间的空气间隙减少,形成单相接地短路故障。2)线路施工單位、竣验收单位和运行管理单位没有全部复核导线的弧垂和线路通道两侧的树木、建筑物风偏的离。在风力作用下,导线摇摆使其发生放电,形成接地短路故障。3)耐张杆塔在施工时跳线太长或跳线串为单铰链挂点,在风力作用下左右摇摆,造成跳线对塔身安全间隙不够,而形成单相接地短路故障。4)运行中为了增加爬电比距,将绝缘子加长,虽然未超过设计风速,但由于风的作用,使导线和塔身安全间隙不够,而形成单相接地短路故障。5)线路施工时,由于未按设计要求架设,致使各相导线的弧垂不同,档距中间导线在风的作用下摇摆频率不同,使相间空气间隙减少而形成两相短路故障。另外,导线的排列方式在换位处由于风作用易出现地线对导线放电或导线之间产生放电,形成单相接地短路和相间短路故障。
  1.3风偏放电发生地域不确定
  根据电网公司风偏事故的统计结果,风偏包含的范围很广,大部分故障发生在地形和地貌没有明显的特征的区域。结果使得输电传输线的改造范围变大,并且风偏事故处理变得困难。风偏事故是电网正常运行中的主要安全隐患,当发生风偏的事故时,将导致巨大的经济损失。所以,对于高压输电线路的防风偏措施的研究正引起工程界的关注。传输线风偏研究和有效防风技术的详细研究有着重要的工程意义和技术经济优势。
  2、防风害故障措施及实践
  2.1加大预防力度
  要做好前期的预防工作,就要从输电线路的设计阶段入手,设计工作开始前就要同设计单位、运行部门等建立沟通,确保能够拿到初始材料,重点关注所选的杆塔类型,明确其抗风能力,既要注重塔体的定型,又要确保定质。输电线路设计过程中也要考虑到客观因素,例如地形条件、气象条件等以及输电线路经过地区的气象、气候条件等,必须深入施工现场做好地形勘察与气候条件监测,深入了解并掌握地形地貌特征对风力的影响,同时对特殊的区段、线路采取必要的安全防护措施,控制风力的不良侵袭。
  2.2采用防风偏绝缘子
  大风地区常年频繁的横线路大风是造成绝缘子伞裙疲劳破损的主要外界原因。受风速、频率影响,伞裙出现迎风偏折变形、周期摆动现象,根部与芯棒护套交接处产生周期性的应力集中,导致绝缘子局部硅橡胶材料应力疲劳,出现初步裂纹并最终发展成伞裙撕裂破损。防风偏绝缘子目前是通过改变绝缘子伞形结构,降低绝缘子风压荷载,减小线路风偏,配合改进绝缘子端头金具,使之与杆塔横担直接相连,将其与杆塔固定,从而减小绝缘子串风偏,保证与塔身的空气间隙。
  2.3防风偏闪络措施
  规范跳线安装和改造措施,采用双绝缘子串加装支撑管改造(后期也采用双联支柱绝缘子),检测支撑管两侧跳线松弛度,应尽量收紧,强化施工和验收,必须实测数据并建立台账。跳线、引线整治措施。细化线路跳引线标准,对220~500kV线路跳引线,风偏设计应按最大风速检验,且风速不均匀系数按1.2取值,大于45°转角塔的外侧跳线应采用双绝缘子串加支撑管或采用硬支撑棒式复合绝缘子方式固定。110kV线路跳引线,转角小于20°的,两侧均应加挂单跳线串;转角在20°~40°的,转角外侧应加挂单串跳线串,内角侧可不加跳线串;转角大于40°的,转角外侧应加挂双跳线串或加装硬支撑复合支柱绝缘子固定,内角侧可不加跳线串。全面开展引线线路跳引线松弛普查和治理,对松弛的跳引线按标准采取固定或收紧整治措施。导线风摆整治措施如下:220~500kV线路风摆治理措施:在设计基本风速为32m/s及以上的220~500kV线路,风压不均匀系数按0.75进行风偏校验,对风摆角不满足要求的,按加挂重锤,绝缘子串改双串或改成V型串等技术方案进行改造。对同杆架设双回线档距不小于850m的,进行实测弧垂并校核风偏相间安全距离,对导线型号规格不一的更换成同一规格导线。站(厂)进线段导线相间风摆治理措施:对终端塔进站(厂)段导线由垂直转水平交叉处相间净空间距离进线实测校核,对松弛的导线尽量收紧满足距离要求,不满足要求的采取间安装复合绝缘相间隔棒固定,或原双分裂导线更换为单根大截面导线,以增加相间距离。防止交叉跨越线路下方地线上扬治理措施:对沿海地区大档距有交跨的档距进行安全距离校核,必要时对下方进行压低改造,拆除下方耦合地线(采取其他防雷措施)。
  2.4根据实际情况对应决定耐张塔的跳线
  要切实根据实际情况、面临的具体问题来对应决定耐张塔的跳线,其中要重点考虑导线的类型,如果是分裂导线,其引线的改造适合选择特殊的链接模式,最合适的为角钢、双并沟线夹链接。因为直线搭线夹会长时间承受载荷力,应该选择V型串。同时要重点关注合成绝缘子,一般来说合成绝缘子只有在平原地区相对能发挥良好的绝缘效果,对于山地则处于不利地位,特别是当遇到高度差距较大,垂直档距相对较小的区位,合成绝缘子的防风效果都相对不佳,会造成绝缘子串的随风摇摆,出现风偏故障问题,此时可以考虑瓷瓶整串,其防风效果相对较好,也能有效发挥其绝缘功能。
  3、结束语
  近年来,电网在风偏防范措施的理论研究以及实践等方面取得了丰硕的成果。不断出现不同类型的防风偏技术,线路风偏故障的发生日益减少,并且电网的可靠性得到了极大的提高。我们提交了各种技术思路来抑制线路的风偏,但防止风对输电线路的影响不能只以单一方式进行,在实际工作中,它通常是一种多方面、综合控制措施,才可以有效防止事故的发生。
  参考文献:
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  (作者单位:国网晋中供电公司)
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