张 勇
国网四川省电力公司检修公司
摘要：风造成的500kv输电线路故障跳闸，是500kv线路故障的重要原因之一，造成的后果也会相当严重，如何防治风害也是保障输电线路安全稳定运行的一项重要工作。
关键词：风害；故障
1 引言
输电线路是由杆塔，绝缘子、导线等通过连接金具连接起来，架设在地面上形成的一个整体，要求导线既要与杆塔等连接体满足绝缘要求，又要在空间上与标塔、相邻导线间、树木、建筑物等外部物体保持必要的安全距离。满足了这些要求就是线路的安全运行，但风、岛害、雷电等外部因素会打破这些平衡，使电流向外部泄漏，造成线路故障，本文就“风”对500kv输电线路造成的影响，从“防”和“治”两方面结合实际工作中发生的案例进行分析，采取具体的对应措施，降低风对500kv输电线路造成的损失。
2、风对输电线路造成的原因及采取的措施。
2.1设计原因：
500kv线路在设计时，为缩短架设距离，降低架设成本，又要避开人口密集区，所以线路途经通道选择面较窄，往往都是通过高山、峡谷等地区，这些地区地形复杂，容易形成微气象地形区，所谓的微气象地形区，就是指这里的气象参数相对周围气象参数不同，在这里会形成更大的风、雨、霜等，范围甚至可以小到一至两基杆塔范围内。选择在这些地形架设的杆塔是因为在线路设计时，气候条件调查不够深入，缺乏实地气象数据分析，对微地形、微气象区段设计裕度不足。不能应对极端气象下产生的恶劣气象情况，另一方面是在设计时考虑到了部份极端天气，但线路又无法避免这类地型，只是在杆塔的塔型选择上考虑不够全面，或是没有加装对应的防范措施。
2.1.1典型微气象地形区通道常有以下几种情况：
a、高山分水岭型，
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此类线路翻越高山，在迎风坡侧容易形成强风，加速导线的摆动，另外含有水份的气团在风的作用下，在冬季时容易使迎风面及山项上的杆塔和导线上的覆冰增加，这类地形容易造成风偏事故和覆冰事故。2018发生在四川西昌地区的500kv杆塔引流线对横担放电就是大风引起的，该塔投运于2013年，地处山项，设计风速30米\秒，风级11级，线路已运行了五年，至到2018年才发生第一起风偏事故，可见当时局部风速已远远超过了设计要求，达到30米\秒以上，12级飓风等级（如图 a－1）
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图 a－1
通过上图可以看出，转角杆塔的引流导线距杆塔横担的距离在正常情况下是足够的，只是瞬时风力超过了设计范围。对于这起故障的处理，重点在于“治”。线路已经建成并运行多年，属偶发故障，从经济的角度来看，采取可靠的技术措施来防止故障的再次发生，是最好的办法。
在引流导线上加装绝缘子串，防止导线迎风摆动与横担安全距离不足引起放电
在导线上加装重锤间隔棒，增加重量，能有效防止导线摆动
b、垭口、峡谷风道型（图b）
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图b
这类地型可以将气流集中加速，产生的管道效应比较突出，风速将会比附近区域更大，当输电线路横跨垭口、峡谷时，较大风速使导线的风压荷载增加，加大导线的摆幅，可能造成的事故有①导线对边坡放电，②导线相间距离不足引起相间放电，③导线摆幅过大对边坡、树木放电。④导线对杆塔放电，⑤线路连接金具长期受风振动，造成疲劳、老化。2015年发生的某500kv导线对边坡放电、电弧产生火花，引燃了干草并引起了山火，造成巨大的经济损失。（图b－1）
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图b-1（风偏导线对边坡放电，导线受损）
通过上图可以看出，边导线距边坡距离是足够的，现场测量有8米的距离，但江面上的500kv线路正面迎风，设计风速30米\秒，风级11级，然而在极端气象条件下，风速已超过了设计时的最大风级11级，使导线摇摆幅度增大，以至于和边坡距离不足而放电，另外风具有连续性，在导线产生放电后，不能立即回至安全距离，变电站的保护装置重合闸的间隔较短，所以可能发生重合闸不成功。此处也是线路运行3年后第一次发生和边坡放电，因河谷地形限制，不可能更改线路通道，所以采取的措施重在“治”，为避免此处事故再次发生。可采取以下措施：
将临边坡面的导线加装绝缘子串，增加牵扯力，防止导线因风向边坡面摆动。
在三相导线间加装相间间隔棒，保持导线的线距，防止导线因风发生相间放电。
对边坡进行开挖处理，保持导线在最大风偏情况下和边坡的距离5米，达到治本的效果。
2.1.2运行维护管理不到位
山谷项部的开阔地段（图Ｃ－1），受峡谷风的上升的影响，会形成紊乱的气流，长期产生风，当风速在导线附近产生变化时，会使导线产生上下交替的作用力，引起导线的持续振动，这种振动会使导线金具等产生疲劳，加上金具还要承受导线及绝缘子的重量，在时间的积累下，会使金具的机械性能下降，使它不能承受绝缘子及导线金具的重量，从而发生断裂，发生了掉串事故，如果地处交通要道，人员逗留的地方，可能会发生人身伤亡事故。这里不得不补充重要的一点，就是对输电线路产生影响的不仅仅是大风，均匀的微风也会造成输电线路的振动，只是大风对输电线路造成的影响更直观，因为金具在微风的长期作用，使导线金具更容易疲劳，在大风天气时微风造成的后果被大风显现出来，所以通常都把责任归咎给了大风，正所谓千里之堤溃于蚁穴。
2016年发生在四川某500kv绝缘子掉串事故，就是因为长期受风的作用引发的，所幸掉串是中相，导线没有直接坠落到地上。但坠落在杆塔上的导线受到了不同程度的断股。（图Ｃ－2）
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图C-2 （球头挂环断裂，导线掉落）
从以上图片可以看出，断裂的球头挂环一半有受损痕迹，该塔投运于1998年，已运行20年，所处区段就位于山项一片空旷处，大风天数全年累计超过100天，临近的另外两条500KV线路在2007年及2008年也发过掉串事故。这是由于运行单位疏于管理，没有对附近的标塔采取必要的防范措施，没有特殊区段的易损部件采取必要的更换计划，导致2016相邻近的另一条再次发生掉串事故。对于此类事故重点在“防”，可采取以下措施：
对大风区段及易产生金具损伤的区段制定定期更换计划。
加装导线防振锤阻尼线相配合，减小风振影响，降低导线振动，保护线路金具，延长金具、导线的使用寿命。
对绝缘子串进行由单串改成双串，降低掉串的可能。
3、风害的防治措施
通过以上三例案例分析，得出了部份现场处理的一些技术治理方案，但风害对500ＫＶ输电线路造成的危害远不止于此，这就需要在实际工作中对已发生的故障采取相对应的处理措施。但“治”是后期处理措施，应该从“防”上多做工作，尽量避免这种亡羊补牢式的解决方式，要实现公司的供电可靠性，就需要从“防”上多做工作.减少一些可能避免的故障跳闸事故。
3.1.1线路初步设计时，利用地形图，航拍照片，卫星照片等尽可能避开以上述的微气象地区，如高山风口、垭口、分水岭、峡谷及大风区段等、利用各地的气象资料综合分析。制定出最经济、可行的线路途径。
3.1.2对无法避让的微气象地区，应联系气象人员以及寻找当地居民进行资料收集，应细化到逐基、逐档调查观测，结合周围地形、大风、履冰等情况，合理取用防风偏能力的强的塔型，或采取可能的改进措施，如单串改双串等，在不加大投资的情况下，尽量提高线路的抗风能力。
3.1.3对已掌握的风害区段，要制定绝缘子及易损金具的更换计划，避免发生金具长期高负荷、疲劳运行，提高线路的运行水平，从根本上解决由于线路各部件老化引起的故障。
3.1.4加强线路巡视，重点检查线路附近的异物，避免绳、线、大棚薄膜等被大风吹起，造成线路接地短路故障。及时处理线路通道内的交叉跨越，房屋、可能引发风偏的树木、建筑物等。
3.1.5利用线路停电检修时间，加强对线路高空带电部份的检查维修，坚固螺栓，增补销子、修复导线，处理不合理的交叉跨越，更换锈蚀部件等措施来提高线路的健康水平。
3.1.5对已发生过的故障类型，包括其它单位所发生的故障，要吸取经验教训，有针对性的开展输电线路排查，对相同地形、相同塔位、相同故障类型，提前开展事故预想，评估发生事故的可能性，采用较低的经济手段，采取相对应的防范措施，不能等到发生故障以后再去治理，要杜绝相同的事故类型在不同的杆塔点位再次发生。
综上所述，所有的防治措施都是为了降低输电线路风害故障的发生.作为一各线路运维管理人员，不但要督促各类措施的执行，吸取事故教训，同时也要探索更经济更有效的防治风害方法、措施，确保线路稳定运行。为建设坚强电网、提高输电可靠性做出自已应尽的努力。
论文作者:张勇
论文发表刊物:《防护工程》2019年19期
论文发表时间:2020/2/26
标签：导线论文; 线路论文; 杆塔论文; 风害论文; 故障论文; 气象论文; 大风论文; 《防护工程》2019年19期论文;