輸電設(shè)備風(fēng)偏事故的預(yù)防和控制

閆士濤

（國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司檢修公司，陜西 西安 710065）

輸電設(shè)備風(fēng)偏事故的預(yù)防和控制

閆士濤

（國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司檢修公司，陜西 西安 710065）

本文就是針對(duì)輸電設(shè)備風(fēng)偏事故的起因進(jìn)行詳細(xì)地分析，探究如何對(duì)輸電設(shè)備風(fēng)偏事故進(jìn)行有效地預(yù)防。

輸電設(shè)備；風(fēng)偏事故的起因；有效的預(yù)防措施

一、輸電設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事故的起因

近些年來(lái)風(fēng)偏事故發(fā)生的頻率越來(lái)越高，由此引起了社會(huì)的高度關(guān)注，國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家對(duì)于風(fēng)偏事故的起因進(jìn)行了詳細(xì)地分析和深入地探究，因此得出輸電設(shè)備風(fēng)偏事故的起因主要有外因和內(nèi)因之分。其中引起輸電設(shè)備風(fēng)偏事故的外因主要是由于自然屆當(dāng)中的強(qiáng)風(fēng)暴雨引起的，這些惡劣的天氣情況是導(dǎo)致輸電設(shè)備風(fēng)偏事故的直接原因。然而引起輸電設(shè)備風(fēng)偏事故的內(nèi)因主要是由于輸電設(shè)備抵抗外力侵?jǐn)_的能力較差，對(duì)于狂風(fēng)暴雨等自然界的惡劣天氣不能夠有效地阻擋。既然知道輸電設(shè)備的風(fēng)偏事故是由外因和內(nèi)因兩方面引起的，那么就應(yīng)當(dāng)以此為出發(fā)點(diǎn)，探究輸電設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)、運(yùn)行維護(hù)和實(shí)驗(yàn)方法等方面，針對(duì)不同的問(wèn)題采取不同的實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)行有針對(duì)性地分析研究，爭(zhēng)取將風(fēng)偏事故發(fā)生的概率降到最低，提升高壓線(xiàn)路的正常運(yùn)行，為社會(huì)主義和諧社會(huì)的建設(shè)貢獻(xiàn)出一份應(yīng)有的力量。

1.輸電設(shè)備風(fēng)偏事故的分析

根據(jù)相關(guān)部門(mén)的統(tǒng)計(jì)，國(guó)家電網(wǎng)系統(tǒng)在2003～2008年之間，由風(fēng)偏事故造成的電路跳閘總共有244起，在這224起風(fēng)偏跳閘事故中，有210起風(fēng)偏事故是由于導(dǎo)線(xiàn)塔放電，占據(jù)著總事故數(shù)的85%。在這210起風(fēng)偏事故中，有185起風(fēng)偏事故是由于對(duì)塔身放電引起的，有時(shí)15起風(fēng)偏事故是由于對(duì)橫擔(dān)放電引起的，有9起風(fēng)偏事故是由與對(duì)拉線(xiàn)放電引起的。還有一部分輸電設(shè)備風(fēng)偏事故的發(fā)生是由于輸電設(shè)備與周邊的建筑物搭配的不盡合理，因此導(dǎo)致輸電設(shè)備對(duì)周邊的障礙物進(jìn)行放電，由這一原因?qū)е螺旊娫O(shè)備風(fēng)偏事故的總共有30起，占據(jù)了總共事故數(shù)的12%左右。有上述統(tǒng)計(jì)可知，上述兩起原因是由引起輸電設(shè)備風(fēng)偏事故的主要原因，總共占據(jù)了事故數(shù)的98%左右。目前我國(guó)輸電設(shè)備風(fēng)偏事故涉及的范圍非常廣泛，發(fā)生的次數(shù)較多，因此造成的影響非常大，必須給予高度重視。

發(fā)生輸電線(xiàn)風(fēng)偏事故的線(xiàn)路有單回線(xiàn)和雙回線(xiàn)，輸電塔有耐張塔和直線(xiàn)塔。其中耐張塔指的是跳線(xiàn)對(duì)塔構(gòu)架放電；直線(xiàn)塔主要是導(dǎo)線(xiàn)和金具對(duì)塔臂放電。

當(dāng)然發(fā)生輸電設(shè)備風(fēng)偏事故的最本質(zhì)原因還是由于受到外界各種不利條件的影響，使得輸電設(shè)備上的導(dǎo)線(xiàn)與桿塔，或者導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)之間距離減小，彼此之間的影響增大，使得電氣強(qiáng)度不能夠耐受系統(tǒng)最高運(yùn)行電壓時(shí)產(chǎn)生了放電現(xiàn)象。當(dāng)輸電設(shè)備的線(xiàn)路處于強(qiáng)風(fēng)暴雨的環(huán)境之下，特別是在某些微地形區(qū)，往往會(huì)產(chǎn)生非常奇妙的現(xiàn)象，也就是通常所說(shuō)的包線(xiàn)風(fēng)，發(fā)生這一現(xiàn)象的主要原因是由于強(qiáng)風(fēng)使得絕緣子串傾斜于桿塔方向，使得桿塔與導(dǎo)線(xiàn)之間的間隙不斷減小，距離減小會(huì)導(dǎo)致不能夠滿(mǎn)足放電的最低電壓，然后會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)現(xiàn)象。

2.輸電設(shè)備到獻(xiàn)血掛高度增長(zhǎng)對(duì)風(fēng)偏事故的影響

伴隨著導(dǎo)線(xiàn)懸掛高度的增長(zhǎng)，風(fēng)速也會(huì)不斷地增加，因此會(huì)增強(qiáng)放電的幾率。輸電線(xiàn)路在高空中受到風(fēng)力作用時(shí)會(huì)發(fā)生明顯的搖擺現(xiàn)象，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)左右搖擺時(shí)，會(huì)引起導(dǎo)線(xiàn)與桿塔和導(dǎo)線(xiàn)與周?chē)鷺?shù)木之間距離減小，當(dāng)距離小到一定程度時(shí)，電氣強(qiáng)度不能耐受系統(tǒng)最高進(jìn)行電壓時(shí)，這會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象。這一放電現(xiàn)象稱(chēng)之為線(xiàn)路的風(fēng)偏放電閃絡(luò)。近些年，國(guó)內(nèi)的風(fēng)偏放電閃絡(luò)事故時(shí)有發(fā)生，因此引起了國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业母叨戎匾?，通過(guò)研究分析顯示，引起風(fēng)偏放電閃絡(luò)的主要原因也分為外因和內(nèi)因兩種。外因是由于自然界的強(qiáng)風(fēng)暴雨影響。內(nèi)因則是由于輸電線(xiàn)路不能夠抵御外界的不良因素的影響。

線(xiàn)路風(fēng)偏角的設(shè)計(jì)能夠提高輸電線(xiàn)路抵抗外界不良因素的能力，降低風(fēng)偏跳閘事故的發(fā)生。影響輸電線(xiàn)路風(fēng)偏角大小的主要因素包括風(fēng)壓不均勻系數(shù)、最大設(shè)計(jì)風(fēng)速和風(fēng)速高度換算系數(shù)等。在國(guó)內(nèi)外關(guān)于輸電線(xiàn)路風(fēng)偏角設(shè)計(jì)方法是一致的，但是對(duì)于主要設(shè)計(jì)參數(shù)的選取存在著些許差異。針對(duì)我國(guó)輸電線(xiàn)路風(fēng)偏角設(shè)計(jì)模型及參數(shù)的選取，應(yīng)當(dāng)由我國(guó)的實(shí)際國(guó)情出發(fā)，以此才能夠選取合適的輸電風(fēng)偏角，從根本上增強(qiáng)與不良環(huán)境的影響，降低輸電線(xiàn)路的風(fēng)偏事故發(fā)生。

二、防止輸電線(xiàn)路風(fēng)偏放電的對(duì)策

1.優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)

由于在微地形地區(qū)更容易發(fā)生輸電線(xiàn)路的風(fēng)偏事故，因此在這一地區(qū)更應(yīng)重視對(duì)氣象材料的收集，當(dāng)惡劣天氣發(fā)生時(shí)，能夠做到及時(shí)地應(yīng)對(duì)。根據(jù)實(shí)際的環(huán)境條件，選取優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，提高輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)階段的安全裕度，以便能夠提高局部風(fēng)偏設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

①對(duì)于500kV的輸電線(xiàn)路

對(duì)于500kV的輸電線(xiàn)路，應(yīng)當(dāng)避免在導(dǎo)線(xiàn)一側(cè)安裝腳釘，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)避免突出物出現(xiàn)在懸垂線(xiàn)夾附近。在滿(mǎn)足以上兩種情況的前提下，在我國(guó)的海拔較低地區(qū)，有效地借鑒了美國(guó)輸電線(xiàn)路的架設(shè)經(jīng)驗(yàn)，也就是選取了線(xiàn)路帶電體與構(gòu)架的最小空間間隙為1.22m。在目前，我國(guó)各個(gè)設(shè)計(jì)單位對(duì)于桿塔普遍采用的都是風(fēng)壓不均勻系數(shù)為0.61，但是對(duì)于一些地區(qū)由于天氣原因，需要放寬風(fēng)壓不均勻系數(shù)。在新建的工程中，由于考慮到現(xiàn)有定型塔的使用，可以按照以下原則進(jìn)行風(fēng)偏不均勻系數(shù)的選?。涸谒^的間隙段可按照風(fēng)偏不均勻系數(shù)為0.75進(jìn)行校正，其余線(xiàn)路還是按照0.61進(jìn)行規(guī)劃。已有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)會(huì)指導(dǎo)今后新建線(xiàn)路的設(shè)計(jì)規(guī)劃，比如說(shuō)對(duì)于事故多發(fā)的區(qū)域，同樣可以適當(dāng)增加線(xiàn)路之間的空氣間隙，以提高安全系數(shù)，避免輸電線(xiàn)路在建成之后由于惡劣天氣的影響發(fā)生風(fēng)偏跳閘事故。另外在強(qiáng)風(fēng)多發(fā)的微地形地區(qū)，應(yīng)當(dāng)按照v型串進(jìn)行輸電線(xiàn)的架設(shè)，這樣可以明顯降低風(fēng)偏事故發(fā)生的概率。對(duì)于新建的500kV的輸電線(xiàn)路工程轉(zhuǎn)交塔來(lái)說(shuō)，其風(fēng)偏不均勻系數(shù)不應(yīng)當(dāng)小于1，同時(shí)還要特別注意方向與水平面不平衡給數(shù)電線(xiàn)路帶來(lái)的負(fù)面影響，需將這些影響考慮到風(fēng)偏不均勻系數(shù)的選取當(dāng)中。

②對(duì)于高伏輸電線(xiàn)路

在750kV～1000kV的輸電線(xiàn)路中，由于線(xiàn)路絕緣子串更長(zhǎng)，那么在相同的風(fēng)偏角情況下，會(huì)更大程度地減小空氣間隙。因此需要對(duì)特高壓輸電線(xiàn)路所途徑地區(qū)的氣象條件進(jìn)行全方位地搜集。以便指導(dǎo)輸電線(xiàn)路的設(shè)計(jì)，將輸電線(xiàn)路風(fēng)偏事故發(fā)生的概率降到最低。

2.加強(qiáng)輸電線(xiàn)路防風(fēng)偏放電針對(duì)性研究

對(duì)于輸電線(xiàn)路風(fēng)偏放電事故的預(yù)防和研究應(yīng)當(dāng)充分利用當(dāng)?shù)氐臍庀蟊O(jiān)測(cè)部門(mén)，與之形成密切的配合。只有這樣才能夠?qū)Σ煌匦魏筒煌h(huán)境的條件下，對(duì)當(dāng)時(shí)的風(fēng)況進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，對(duì)可能發(fā)生的情況進(jìn)行充分了解。之后得出風(fēng)速高度換算系數(shù)、風(fēng)速次時(shí)換算時(shí)間段和風(fēng)速保障頻率等設(shè)計(jì)參數(shù)，利用這些參數(shù)，就能夠充分地探究地形對(duì)風(fēng)向與水平面夾角的影響、探究微地形特征對(duì)風(fēng)速大小的影響和探究設(shè)計(jì)中如何對(duì)氣象條件進(jìn)行準(zhǔn)確地選定。

加強(qiáng)輸電線(xiàn)路防風(fēng)偏放電針對(duì)性研究還應(yīng)做到根據(jù)地域性特征進(jìn)行合理地規(guī)劃。由于在不同的地域應(yīng)該選取不同的風(fēng)偏設(shè)計(jì)參數(shù)和風(fēng)偏角計(jì)算模型?？紤]到導(dǎo)線(xiàn)擺動(dòng)時(shí)張力發(fā)生明顯變化，使水平面與風(fēng)向不平行、對(duì)最小空間間隙距離的影響以及對(duì)風(fēng)偏角的影響，那么就需要對(duì)風(fēng)偏角的計(jì)算模型進(jìn)行修改。

為了防止輸電線(xiàn)風(fēng)偏事故的發(fā)生，那么對(duì)于輸電系統(tǒng)就必須進(jìn)行在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且對(duì)于輸電線(xiàn)路塔上的氣象參數(shù)進(jìn)行可行性研究。通過(guò)這些數(shù)據(jù)以便確定強(qiáng)風(fēng)下的導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡、風(fēng)壓不均勻系數(shù)和線(xiàn)路桿塔上的最大瞬時(shí)風(fēng)速等技術(shù)參數(shù)。

想要減少輸電線(xiàn)風(fēng)偏事故的發(fā)生，那么就必須做好防風(fēng)偏設(shè)計(jì)，這就需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，為數(shù)電線(xiàn)防風(fēng)偏設(shè)計(jì)做好理論基礎(chǔ)。比如說(shuō)開(kāi)展定向強(qiáng)風(fēng)下的空間間隙公頻放電實(shí)驗(yàn)和暴雨下的空間間隙公頻放電實(shí)驗(yàn)等，通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)可以得出風(fēng)偏數(shù)據(jù)及曲線(xiàn)，能夠?yàn)轱L(fēng)偏設(shè)計(jì)提供更好的技術(shù)依據(jù)。

3.采取針對(duì)性措施防止風(fēng)偏放電

對(duì)于經(jīng)常發(fā)生風(fēng)偏閃絡(luò)的線(xiàn)路，可以采取有針對(duì)性的措施，防止再次發(fā)生風(fēng)偏放電事故，具體的做法如下：

對(duì)于容易發(fā)生故障的耐張塔跳線(xiàn)、已經(jīng)發(fā)生故障的耐張塔跳線(xiàn)和轉(zhuǎn)角較大的外跳線(xiàn)串需要添加跳線(xiàn)絕緣子串和重錘，這樣就能夠有效地防止輸電線(xiàn)路在惡劣天氣下彼此相互接近，防止風(fēng)偏放電事故的發(fā)生。

對(duì)于容易發(fā)生故障或者已經(jīng)發(fā)生故障的直線(xiàn)塔的絕緣子串應(yīng)在中間加裝重錘，一般單串加重錘就可以符合要求，如果單串加重錘不符合要求的，可改為雙串倒v型加裝雙倍重錘，以此來(lái)減少惡劣天氣（如暴雨狂風(fēng)天氣）對(duì)導(dǎo)線(xiàn)風(fēng)偏角的影響，確保導(dǎo)線(xiàn)之間存在足夠的間隙，防止輸電設(shè)備風(fēng)偏事故的發(fā)生。

結(jié)語(yǔ)

為了更好地建設(shè)社會(huì)主義和諧社會(huì)，從整體上提高人們的生活質(zhì)量，那么就必須盡量減少輸電設(shè)備風(fēng)偏事故的發(fā)生。輸電部門(mén)對(duì)于不同情況，比如說(shuō)對(duì)于天氣或者地理等影響因素應(yīng)當(dāng)做到實(shí)時(shí)地監(jiān)控，分析得到研究數(shù)據(jù)，以便更好地指導(dǎo)輸電設(shè)備的設(shè)計(jì)，努力將風(fēng)偏事故的發(fā)生率降到最低。相信只要通過(guò)相關(guān)部門(mén)兒的協(xié)同合作，一定會(huì)從根本上解決輸電設(shè)備風(fēng)偏事故的發(fā)生，將輸電系統(tǒng)的質(zhì)量提升到一個(gè)全新的高度。

［1］張建斌，王常飛.對(duì)一起罕見(jiàn)500kV線(xiàn)路風(fēng)偏故障的分析［J］.河南電力，2015（2）：46-49.

［2］方玉群，祝強(qiáng)，王斌.一起典型的220kV線(xiàn)路檔中風(fēng)偏跳閘故障分析［J］.浙江電力，2013（7）：5-8.

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