沿海高压输电线路防风加固措施应用与研究

谢耿栋

摘 要：近年沿海台风频发，严重冲击了沿海地区的高压电网，造成较大的经济损失和社会影响。但未引起各地管理部门的高度重视，对抗风措施一直没有相关的研究，造成高压输电线路的抗风技术能力不高，成为抗风的短板。

关键词：高压输电线路，防风加固;高压输电线路;抗风

1.高压输电线路风灾事故原因分析

1.1线路塔倾倒的原因

台风风力超过高压输电线路的最大设计风速是线路倒线路的主要原因。因大部分已建线路采用的规程中上述规程最大设计风速均采用当地平坦地上最大风速。基础抗倾覆强度不足或基础滑坡破坏造成基础抗倾覆能力不足。倒线路数量多于断线路数量，且大部分倒线路是电线路倾倒，倒线路的主要原因是与线路的基础不良或遭到破坏有关。如部分线路位于沿软土、流沙地带，加上埋深不足及未安装底盘、卡盘，基础抗倾覆能力差导致倒线路。还有台风带来暴雨、洪水、海潮等次生灾害，破坏线路塔基础，导致线路塔基础水土流失或引起山体滑坡而倒线路。耐张段过长。由于耐张段过长，容易串倒，扩大事故范围和严重程度。防风拉线设置不足。防风拉线设置太少，或青赔和现场施工条件限制，无法按设计要求装设防风拉线，线路单薄，容易串倒。

1.2断线路的原因

台风风力超过高压输电线路路的最大设计风速是线路断线路的主要原因。由于输电线路选型强度偏低，台风致断线路在所难免。输电线路运行年限过长。由于运行年限过长，输电线路出现风化，钢筋锈蚀严重，强度明显下降，树木压倒。树枝折断压在线路上造成断线路事故。高压输电线路路防御台风技术标准和加固措施。高压输电线路路防御台风应根据实际情况，按新建线路、已建线路，线路的重要性区别对待，采取不同的加固措施。但都应达到既定的设计标准，主要是设计风速。

2提高高压输电线路防风措施

2.1新建线路防风技术标准

对沿海地区的高压输电线路防风措施风偏角小、跳线合成绝缘子风偏幅度大是导致线路风偏跳闸的主要原因。为此，通过综合分析比较，因增加或更换铁塔相对投资较大、增加合成绝缘子重锤重量运行效果不够明显，排除了增加铁塔减小档距、更换铁塔、增加合成绝缘子重锤重量等措施。而采取了增加直线塔头尺寸、采用横担型防风偏绝缘子等相对较为经济、可靠的措施实施改造。该加固措施工程量小，停电时间短，节约工程投资，可有效提高沿海架空输电线路抵御台风、大风的能力，降低线路风偏跳闸概率，提高线路的供电可靠性，具有较好的经济效益和社会效益。

2.2已建铁塔局部构件加强

由针对防风受损的情况和计算分析可知，要提高台风区域现有线路铁塔的纵向强度，以提高抗抗风的能力，几乎需要改造每一基铁塔，而这无论是工作量、工作难度还是投资都是不现实、不科学的。因此，建议对台风区域现有线路采取综合的加强和预警等措施。优先加固遭受过防风的线路。以沿海地区为例，遭受过防风的线路段较集中，抗风的区域较固定，应结合防风的实际情况考虑受损段的加固方案，必要时采取重建方案。对未受损段，对薄弱段和重要段作适当的加固，可采用更换个别线路塔、档中增加线路塔等措施。对抗风区未遭受过防风的线路的薄弱段和重要段作适当加固。铁塔局部构件加强方案需考虑主要因素有：不均匀抗风对线路塔影响，包括不均匀抗风和不均匀脱风;考虑有风断线对线路塔影响。在原始设计条件基础上，当有不均匀风存在15%不平衡张力发生时，经验算上下曲臂顶部外侧主材以及中横担连接曲臂与地线支架的主材应力、腿部部分斜材超过材料极限应力，需对塔头及塔腿部分构件加强。当断线有风时，上、下曲臂顶部外侧主材和叉材、地线支架内外侧主材、塔身大部分斜材、所有腿部斜材超过材料允许应力，铁塔需加强构件较多。地线支架内外侧主材和叉材、上下曲臂外侧主材及叉材、中横担上平面主材、边横担下平面主材和叉材、大部分塔身斜材、所有腿部斜材力超过材料极限应力，铁塔需加强构件较多。

2.3耐张塔跳线防风偏加固措施

耐张塔防风偏采用新型的跳线防风偏复合绝缘子，充分利用了绝缘子玻璃引拔棒具有较强的刚柔特性阻尼和抑制风偏的能力，减小瞬时风偏所产生的大力矩，保证发挥合成绝缘子承受拉伸及弯曲载荷，有效地限制了跳线的摆动，从而保证了跳线对塔身的电气间隙。边相改造直接挂设跳线防风偏绝缘子串，控制外侧跳线的摆动幅度;中相跳线防风偏改造，在悬挂的相应位置加装两条支撑槽钢，采用独立挂点的双横担性绝缘子串加装支撑槽钢的方式进行，限制了风偏摇摆角，使引流线与塔身主材的空气间隙将进一步增大，同时稳定跳线出现大幅度频繁摆动，两者双管齐下有效解决了跳线风偏闪络和受台风拉锯吹肆造成跳线断股的难题。

2.4合理的高压输电线路设计规划

对新建线路，应结合已有的运行经验，设计时应留有适当的裕度，尽量采用横担相对较长的直线塔，以减少线路投运后遇到恶劣天气时出现跳闸的可能性。选择抗风措施应综合比较，对微气候、微气象区特征明显、台风频发地带，应考虑到最不利的气象条件组合，并根据设计手册的规定，进行风偏的最小间隙校验，适度提高风偏放电的设防水平，然后确定最优方案。在选择线路路径时，尽量避免横穿风口、沿海平行走向，提高台风区域的绝缘配置和机械强度。对局部微气象、微地形地区提高风速、线路塔、金具、绝缘子等的设计安全系数，加大电气距离。如何从线路线路塔加固的角度，探索搞好的措施，在兼顾经济性的同时最大限度地保障电网安全，将是未来工作的重点。

3结论

高压输电线路运行单位应大力开展线路气象参数及导线风偏在线监测系统等科技研究，观测导线风偏、微气象等数据，积累运行经验，为确定最大风速下导线风偏提供设计依据。沿海架空输电线路新建或局部改造时，应深入开展微地形、微气象影响的研究，通过技术经济比较，适度增加塔头间隙，提高导线风偏的设防裕度。对于直线塔，对存在风偏问题的应采取加装重锤、增加塔头间隙等措施;对于耐张塔，应加强工程质量监管，严把施工验收关口，采取横担型硬质吊串、合理调整跳线长度、液压跳线接头等措施，做好沿海地区高压输电线路防风措施打下坚实的基础。

参考文献：

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