输电线路风偏故障的原因与解决对策

殷浩　朱敏杰

摘要：输电线路风偏故障是由强风冲击造成的，由于天气和地形的的影响会给风偏故障的判断、分析和处理带来相当大的困难。本文将分析输电线路风偏故障的类型及特点，浅析输电线路风偏故障的影响因素以及输电线路风偏故障的防范措施。

关键词：输电线路；风偏故障；解决对策

引言

输电线路由于处于相对复杂的地理环境空间，很容易遭受来自外界气候因素、地理因素等的影响，其中风力因素就是一大因素。输电线路在强风影响下出现风偏跳闸问题，会破坏整个输电线路的安全运转，而且一旦出现风偏跳闸，就很难通过重合闸的方式恢复供电，严重时可能导致整个输电线路的停运。因此必须重视输电线路风偏故障的原因分析，并对应提供科学的解决对策。

一、风偏故障类型及故障统计

风偏故障是输电线路在大风天气下导线（带电体）与杆塔、拉线、树、竹、建筑物等（地电位体）之间或其他相导线的空气间隙小于大气击穿电压而造成的跳闸故障。风偏故障不能消除或发生相间短路时，会扩大事故范围。

风偏故障主要类型有直线杆塔绝缘子对塔身或拉线放电，耐张杆塔跳线引流对塔身放电，导线对通道两侧建（构）筑物或边坡、树竹木等放电现象。

由于近年来大风天气持续增多、微气候气象条件的不断变化，输电线路风偏故障不断发生，对电网的安全运行也带来了严峻考验，因此对输电线路风偏故障的防治必须引起高度重视。

二、输电线路风偏故障及类型

1、风速

在西北地区，很多城市是沿着大山分布的，因此会有多处的风口区，并且每年到了冬季受到西北风的影响，山体将风的阻挡在峡谷和隘口等锁口处，因为气流的翻越会造成峡谷效应。风速在这样的地段会急剧上升。这种峡谷地段在设计输电线路时因为缺乏对其监测，没有得到其最大风速的数据因此在防御风偏故障时就缺乏合理的考虑，因此会造成输电线路风距离不满足特殊要求因此会频发跳闸事故。

2、杆塔选型

在桿塔选型上，近年来杆塔结构不断优化和国家电网公司杆塔典型设计的深入应用，新架线路杆塔结构已得到广泛认可，在输电线路防风偏等方面已通过验证，其耐张（转角）杆塔横担结果的优化更利于跳线安装和风偏故障的防范。在典设杆塔未广泛应用之前，各地区线路杆塔的选型标准存在一定差别，老旧线路部分耐张塔横担因其外侧横担较窄，部分转角塔引流线采用单挑方式，其在强风作用下引流线由于软连接易发生扭动而造成导线对塔身安全距离不足而导致放电等潜在缺陷不能满足现阶段最大风偏距离的要求。

三、输电线路风偏故障的解决对策

1、输电线路风偏故障的防范原则

（1）无论是新架线路还是老旧线路，当风偏故障频发，应对线路设计风速进行验证，核实最大风速的选取是否满足线路运行的气象条件。

（2）验算风偏角、风偏距离。正确验算检查带电体与塔头、塔身、拉线的空气间隙；导线与周围建筑物、构筑物、边坡、树竹的空气间隙。

2、合理规划设计

（1）对于新建输电线路，应严格按照现行规程标准进行设计计算与参数选择，并应留设足够的设计裕度。对于旧输电线路，在运行维护过程中也应按照现行规程标准，逐步对线路进行改造，以综合提高输电线路对恶劣天气条件的抵御能力。

（2）在新建输电线路的设计阶段，还应高度重视对微地形气象资料的收集，对于线路沿线中微气象特征明显或者恶劣天气频发的区域，在设计中还应当适当提高局部线路的防风偏设计标准，以减少风偏故障的发生几率。同时，在新建线路的路径选择方面，还应尽量避开可能引发强风的地形区域，例如峡谷交汇处、山顶上行风位置等。

（3）输电线路档距中间对地电位体的空气间隙，在投运之前应进行验算，没有进行验算或者可能存在问题的档距应当补充验算，并留存相关验算资料。如输电线路周围存在过近的建筑物、构造物或者堆物时，应及时与当事人取得联系，详细了解工程施工方案，并经过交叉跨越验算合格之后方允许施工。

3、防止v串复合绝缘子掉串

电网建设过程中，为了节约线路走廊，减少房屋拆迁及通道清理补偿费用，降低输电线路的造价，v串复合绝缘子在500kV输电线路中已广泛应用，尤其对于紧凑型线路意义重大。由于局部地区大风、强对流极端天气频发，处于“微地形、微气候”区域的输电杆塔易发生设备受损，v串复合绝缘子掉串即是典型事故之一。v串复合绝缘子掉串也易引起风偏故障，因此防止v串复合绝缘子掉串，也是防风的优化措施之一。

4、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。

5、优化绝缘子型式，采用防风偏绝缘子

新一代的防风偏绝缘子其优点是绝缘子风偏摆动幅度小，增大了导线一杆塔的电气间隙；此外安装可靠，同时，充分考虑了与杆塔连接的金具，有利于后续工程技改。

通过比较防风偏绝缘子的偏移值与常规复合绝缘子的偏移值，防风偏绝缘子的偏移值要小很多。投资方面防风偏绝缘子优于瓷绝缘子和玻璃绝缘子，仅于普通复合绝缘子；防风性能方面：在不加重锤、防风拉线等防风措施的情况下，中相及外角侧的普通复合绝缘子串不能满足要求，其他型号绝缘子均能满足要求，即使在40m/s情况下，防风偏绝缘子也能满足要求。输电线路中，对于绝缘子的应用要求，当不能满足风偏角要求的绝缘子串采取加装重锤或防风拉线的措施。

6、开展科研试验，抑制风偏事故

应开展有暴雨和强风定向作用下空气间隙的工频放电试验，得出数据及曲线，为今后的风偏设计提供合理的技术依据和参数。应研究输电线路塔上气象参数及导线风偏的在线监测系统，为确定输电线路杆塔上最大瞬时风速、风压不均匀系数、强风下的导线运动轨迹等提供直接的技术依据。对设计中气象条件的选定，各种不利气象条件的组合，风偏计算中的参数设定等应进一步探讨和研究。

7、严格执行线路验收标准，把好验收关

电力系统及有关部门的验收人员要严格执行输电线路验收标准，尤其是要加强对风偏故障区域新建输电线路进行风偏校验，加强导线跳线的验收，检查导地线的驰度以及周围建筑物、数目等风偏距离是否满足输电线路运行要求。加强监管，对出现情况的线路要及时整改，避免出现严重安全事故。

结语

综合输电线路风偏故障发生的原因可以看出，发生风偏闪络不外乎两种因素，即外界的自然天气及输电线路自身对风的防御能力。自然天气并不是我们人为可以控制的，只能采取必要的预防措施，而输电线路内在因素所导致的风偏闪络发生，则我们可以通过设计、维护和试验等多个方面来采取切实可行的解决措施，从而降低风偏故障的发生次数，确保线路安全、稳定的运行。同时还需要加强对输电线路的维护和检修，从而使风偏故障能够得到有效的降低，确保电力系统安全、稳定的运行。