山西电网输电线路防风偏绝缘隔离拉索应用研究

2020-08-14关少平刘永鑫

山西电力 2020年3期

牛彪，关少平，刘永鑫

（1.国网山西省电力公司，山西太原 030021；2.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西太原 030001）

0 引言

近年来，输电线路遭受风偏引发的故障十分突出，外因是自然界发生强风和暴雨天气影响，内因是输电线路防风偏能力不足。在这些原因中，强风是导致线路风偏放电的直接原因，尤其是雨雪天气下导致空气间隙的放电电压降低，更容易发生风偏闪络故障[1]。风偏故障经常造成线路跳闸停运，导线烧伤、断股、断线等。线路风偏跳闸的重合成功率很低，严重加剧了电力供应紧张的局面。山西的地形地貌比较复杂，自然环境特殊，一年中强风天气比较多，发生的风偏故障就十分突出，严重地影响了山西电网的安全性。为此，本文对架空输电线路进行防风偏措施研究，并提出有效的改造措施，以提高山西电网架空输电线路的防风偏能力。

1 架空线路风偏故障分析

据气象部门监测数据，当前我国仍处于厄尔尼诺年，西太平洋副热带高压强度偏强，山西省极端天气发生频次和强度呈现增强趋势，气象极值屡破新高。近10 年来，强对流天气明显增强，气象监测大风910 站次、冰雹72 站次、短时强降水539 站次，极端特殊天气已成为常态。

2011 年以来，山西电网输电线路220 kV 及以上输电线路发生风偏61 次，其中直线塔风偏39次、耐张塔风偏12 次、挡中导线对构筑物风偏5次、导地线间距离不足风偏5 次，特别是2013年、2016 年、2017 年风偏较多，共41 次，占总数的67%。较多的风偏故障暴露出目前采取的悬垂串加重锤、绝缘子下拉固定等防风偏措施还不能满足电网输电线路安全运行的需要。

2 防风偏绝缘隔离拉索的应用

2.1 安装原则

防风偏绝缘隔离拉索（以下简称“拉索”）由复合绝缘子和金具组成。拉索不得接触现状导线，挂点不得破坏现状塔材。拉“V”塔存在拉线，拉索须同时满足对塔身、拉线风偏放电距离的要求[2]。

风偏发生时，该拉索对悬垂绝缘子串有效阻拦。安装拉索时，需校核导线与拉索金具部分的距离，即雷电过电压间隙圆与拉索相交，拉索金具的长度不得进入圆内。

2.2 拉索组装

2.2.1 500 kV 单回路直线塔安装实例

图 1 为 500 kV 单回路（ZBI）绝缘隔离拉索安装现场图。由图1 可知，边相拉索采用的是斜拉索形式，拉索上部安装在横担端部的施工孔上，一侧与铁塔塔身角钢主材连接。金具连接时，采用U 型挂环+球头挂环+复合绝缘子（2 支） +碗头挂板+U 型挂环+钢绞线+花篮螺栓+专用夹具（自上而下安装）。

图1 500 kV 单回路（ZBI）绝缘隔离拉索安装现场图

2.2.2 220 kV 直线塔安装实例

图 2 为 220 kV 酒杯塔（ZBI）绝缘隔离拉索安装现场图。由图2 可知，中相拉索使用的是“V”形拉索，边相使用斜拉索，一侧与绝缘子串铁塔端挂点连接，一侧与铁塔塔身角钢主材连接[3]。金具连接时，采用专用夹具+U 型挂环+球头挂环+复合绝缘子（2 支） +碗头挂板+花篮螺栓+U 型挂环+专用夹具（自上而下安装）。

图2 220 kV 酒杯塔（ZBI）绝缘隔离拉索安装现场图

2.3 安装要求

防风偏隔离拉锁可以带电安装，作业人员与带电部位的距离应满足安全规程要求，并适当留有裕度；或结合停电检修开展该项作业。拉索应垂直起吊，不得晃动，同时尽量远离带电部位。安装时应先安装上挂点，后安装下挂点。拉索用花篮螺栓时应使用O—O 型自锁型圆环。杆塔挂点处夹板应采取防止滑移措施，适当增加夹板宽度。两绝缘子连接处推荐使用环—环连接（或加碗头护套，碗头挂板推荐采用钢板销，以防止弹簧销受压脱出）。使用直角夹具及配套的连接金具将该拉索固定于输电杆塔塔身结构合适位置，避免因在塔身上打孔而降低塔身物理强度的不良后果，减少装置安装对输电杆塔本身的伤害[4]。当强风荷载过大危及杆塔安全时，该拉索在低侧的联塔位置附近的保险螺栓自动破坏，确保铁塔安全。