输电线路防风害措施和方法

李永飚，郑建欣

(河南工业职业技术学院，河南 南阳 473000)

输电线路防风害措施和方法

李永飚，郑建欣

(河南工业职业技术学院，河南 南阳 473000)

导线风害是威胁架空输电线路安全稳定运行的重要因素之一，常常造成线路跳闸、导线电弧烧伤、断股、断线等。为了建设更加坚强的电网，研究输电线路防风害的措施迫在眉睫，文章分析了输电线路的防风害措施和方法。

输电线路；故障；防风害

0 引 言

输电线路风害主要表现在风偏闪络放电，杆塔折断，大风引起的树木、异物短路等几个方面。

近几年来，台风、飑线风、暴风雪等各类灾害性天气频发，输电线路抗风设计考虑不够精细，再加上输电线路走廊通道隐患日益增多，导致输电线路风害日趋严重。

因此，深入研究输电线路风害的产生原因和机理，制定有针对性的措施，提高输电线路的抗风能力，通过技术和管理措施减少风害引起的线路跳闸和灾害，意义重大。

1 风偏事故现象和原因

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，由于基础未夯实，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)由于冬季施工，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)线路施工单位、竣工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、建筑物风偏的距离。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 绝缘子串摇摆角度的确定

架空线路导线水平偏移的因素主要有水平风荷载、垂直档距、水平档距、绝缘子串长度等。

2 各种不同风力对导线和避雷线的影响

当风速为0.5～4 m/s(相当于1～3级风)，容易引起导线或避雷线振动而发生断股甚至断线。

当风速为5～20 m/s(相当于4～8级风)，导线有时会发生跳跃摇摆现象，从而引起单相接地相间短路故障。

大风时各相导线摇摆频率不同，也易发生单相接地或相间放电短路故障。

3 防风偏事故的基本措施

每年春夏季大风季节，重点检查导线弧垂是否过松、过紧，线路周围有无堆放易被刮起的锡箔纸、塑料布、草垛等物，有无可能倾倒、落枝的树木。

在设计架空线路时，一般都按照当地最大风力做了验算，并采取了适当的措施。但是自然界的情况是复杂的。因此，气象情况仍然有可能超出设计条件，或由于设计时考虑不周，日常维护工作疏忽而发生事故。由风力使线路发生事故称为风偏事故。

掌握线路通过地区大风的规律。由于各地区的具体地形不同，各个地区风力大小也不一样，所以必须掌握风的规律(如最大风速、常年风向、大风出现的季节和日数等)，以便在大风到来之前做好一切防风准备工作。

对杆塔及其基础进行全面检查。如果发现基础坑内的土壤下沉，应填补土壤并夯实。当发现杆塔有倾斜时，应找出原因，立即扶正，同时将基础夯实。电源配电线路还应加装人字形拉线。

检查杆塔拉线的松紧程度，松动的应调紧。检查拉线及埋入部分的腐蚀或锈蚀情况，严重锈蚀的应以更换。

在大风到来之前对导线、避雷线和跳线的弧垂进行测量，特别是导线排列方式改变的档内弧垂，应对每相导线进行测量，复核线间距离。弧垂误差应达到有关规定，确保此类导地线不会因间距不足而产生放电事故。

在大风到来之前应对导线与地电位体之间的空气间隙进行测量，检查在风偏情况时导线与塔头的空气间隙，测量新建建筑物的高度，检查导线与通道中树木、建筑物的空气间隙。同时还应测量档距中导线最低点和地电位体之间的空气间隙，若发现不符合要求应及时调整。

4 风害故障的分类

按照风害导致输电线路损害的结果，风害故障可分为倒塔断线、风偏闪络、异物短路等几类。

4.1 倒塔断线故障

输电线路杆塔、导线、地线等元件受到风力作用，导致荷载超过杆塔或导线极限荷载造成杆塔倒塌、导地线断线故障。这是风害最为严重的后果。

4.2 风偏闪络

输电线路在大风雷雨天气，由于强风使导线风偏角过大，同时暴雨降低了空气间隙的放电电压加上设计裕度不足，使输电线路在以大风为特征的气象条件下发生的闪络跳闸称为输电线路的风偏闪络。

4.3 异物短路

大风吹倒树木压在导线上，或大风使线路附近的广告布、遮阳布和其他漂浮物在空中漂浮，遇到输电线路时，悬挂在导线和杆塔上，造成线路跳闸而停运。

5 防风害故障措施及实践

5.1 防倒塔措施

适当提高抵御台风的设计标准，对沿海地区风速一般提高到35～42 m/s，对线路在沿海迎风面、垭口等微地形气象地段，包括大档距、高海拔、跨重要河段、跨海、跨主干铁路、跨高等级公路、档距高差悬殊及运行抢修特别困难的特殊路段，采取有针对性的局部加强措施以提高线路抗灾标准，线路杆塔结构重要性系数取1.1。明确防风害差异化改造原则，组织输电线路防风害隐患排查，安排专项资金，落实治理措施，在防风害技术差异化改造中，遵守以下技术原则：对跨铁路、高等级公路等重要跨越，35～110 kV线路是水泥杆的应改为铁塔；35～110 kV线路档距超过600 m、220～500 kV线路档距超过700 m的，档距中间附近可补立一基铁塔；直线杆塔超过7基以上的，中间段可增加或改造一基为耐张塔；220 kV线路为水泥杆、拉V型塔的应改造成自立铁塔；其他微地形地段线路抵御自然灾害能力薄弱的应采取换塔或补强措施。

5.2 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220～500 kV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。110 kV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：

220～500 kV线路风摆治理措施：在设计基本风速为32 m/s及以上的220～500 kV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850 m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)。

5.3 防异物短路措施

线路通道的树木、果林、违章搭盖、脚手架、广告牌(布条)、工业垃圾等障碍物是造成大风天气下线路异物短路的主要因素，必须花大力气整治、清理，改善线路通道安全运行环境。此项工作难度大，易反复，是输电线路运行维护单位最难解决的问题，需要政府加强监管力度和执法力度，电网企业加强运行维护和电力设施保护宣传，社会各界给予理解和支持才能彻底解决。

[1] 卢明.输电线路运行典型故障分析[M].北京：中国电力出版社，2014.

[2] 曾昭桂.输配电线路运行和检修[M].4版.北京：中国电力出版社，2013.

[3] 宁岐.架空判断线路及设备典型故障[M].北京：中国水利水电出版社，2011.

Wind damage measure and method for transmission line

Li Yongbiao Zheng Jianxin

(Henan Polytechnic Institute，Nanyang 473000 Henan，P.R.China)

lead the wind is one of the important factors to threat the safe and stable running of overhead transmission lines， often causing line tripping， wire arc burns， strand breakage， disconnection.Due to wind damage flashover occurs frequently， showing high situation， in order to build a strong power grid， imminent wind damage study on transmission line measures.Analysis of the wind damage preventing measures and methods of transmission line.

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2016- 04-10

李永飚(1988-), 男，河南工业职业技术学院机电工程系教师，从事电气工程教学。