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摘要: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研究,并对应提供科学的防范策略。
关键词:输电线路;风偏故障;防范
1输电线路风偏故障分析
在一些微地形区,一旦处于强风环境下,则极易导致飑线风发生,在飑线风作用下,绝缘子串与杆塔之间的空间距离则会减小,一旦无法满足放电的最低电压要求则会导致闪络发生。目前所发生的输电线路风偏闪络故障,与灾害性气象条件具有直接的关系,特别是在大风夹杂着雷电暴雨的天气下,更易导致风偏闪络故障。而且在风偏故障发生时,输电线路的绝缘强度也会呈下降的趋势。而且在强风天气作用下,在导线上雨水会随着风向形成定向的间断型水线,一旦其与放电闪络路径处于相同的方向,则会导致空气间隙的放电电压呈现下降趋势,这也是线路发生风偏的重要因素。而且在一些局地区,在风口及风道位置,由其风力较为集中,这些微气象也极易导致偏风故障发生。
由于输电线路的塔杆高度较高,使得输电线路要承受高处更强的风速,给导线带来一定的影响。因而不是出于强风地区的输电线路也可能会由于承受的风速较大而发生风偏,具体的原因是当风速超出线路能承受的最大标准时,杆塔导线上的绝缘子会、很容易发生倾斜,进而发生风偏。通过对发生风偏的输电线路的分析得知,当杆塔的塔头尺寸较小并且和其他杆塔的距离在300~400m之间时,一旦遭遇強风天气,就很容易发生风偏闪络。一般来讲,在设计输电线路的最大风速时通常会根据当地的气象部门收集的平均风速为样本,并且采用概率分布模型,统计离地20m左右的最大风速。通过这种方法设计的线路能承受的最大风速会和实际的瞬时风速有很大的差异。并且,由于气象台站一般都设置在城市郊区,对于龙卷风等强风天气的记录不到位,因而通常设计值都会小于实际值。
2输电线路风偏故障的防范策略
对于输电线路来说,无论是新架设的输电线路还是架设一段时间的输电线路,都会发生风偏故障,在发生风偏故障之后,需要对输电线路的风速进行调查和分析。明确发生风偏故障的引起因素,进而采取措施进行防范管理。
2.1深入调查
在输电线路的设计过程中,需要对当地做好故障发生地的地理特征调查和强风情况的调查工作,包括对强风的风速、风向频率、风口特征和在当地发生过的大风灾害等,这些数据资料的获取可以通过当地的气象部门和电力部门来完成,而且还需要到当地的居民家中深入调查分析,这也是确定当地特征和气候特征的主要方式,这样能准确确定风偏故障发生的外界因素。相关单位要提供数据资料,保证调查工作的顺利进行。然后经过调查找出故障原因进行预防措施的选择。
2.2加装重锤
加装重锤是目前输电线路常用的预防风偏的措施。通常情况下将重锤加装在跳线串上来预防风偏,虽然加装重锤起到了一定的预防风偏的作用,但是,预防的效果十分有限,并不能从根本上来解决风偏问题。因而,加装重锤并不是最好的解决办法,通常和其他办法结合起来使用,从而降低悬垂串风偏闪络现象的发生的频率,降低由于风偏故障给输电线带来的损害。
2.3加装防风拉线
一是直线杆塔(边相引流)防风拉线直接在悬垂线夹处加装延长挂板连接,中相引流可采取在跳线托架通过金具连接。二是中相引流防风拉线可直接固定在下横担;直线杆塔(边相引流)条件允许时应在本体安装支架进行固定,当需落地固定时,应同步完善拉线防盗、接地装置。但还应注意到加装防风拉线对线路运行是存在一定安全隐患的。
2.4防止V串复合绝缘子掉串
在电网建设的过程中,为了减少由于房屋拆迁、道路清理带来的补偿费用或者节约线路走廊降低输电线路的运输成本,在输电线路中已经广泛应用V串复合绝缘子。采用V串复合绝缘子虽然对于路线紧凑有重要意义但是对于局部强风地区来讲,强对流天气和极端天气的发生使得处于微地形或者微气候环境下的输电杆塔出现设备受损的情况,其中V串复合绝缘子掉串是最典型的事故类型之一。发生V串绝缘子掉串会很容易引起风偏故障的发生,因而,防止V串复合绝缘子掉串也是预防风偏故障发生的重要措施。
2.5优化绝缘子的类型,采用防风偏的绝缘子
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。投资方面防风偏绝缘子优于瓷绝缘子和玻璃绝缘子;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。
2.6应用间隙圆法对输电线路风偏校核
间隙圆法是对输电线路进行风偏校核的主要方法,可以使设计更加合理。间隙圆法就是在设计图纸上根据最大风偏角来校验各种不同气象条件下的风偏情况。采用间隙圆法进行风偏校核的过程如果使用手工校验,不仅需要校验人员花费大量的时间精力来查阅资料,获取数据还需要大量的时间来进行作图分析。因而,进行风偏校核要从计算风偏角度和风偏校核两方面着手,并且,通过设计计算机模型来代替手工计算,实现输电线路风偏校核的电算化。
3结束语
综上所述,在输电线路中,地质和气候都会影响输电线路的稳定运行。在恶劣的天气条件下,尤其是强风条件,伴随着暴雨和冰雹的出现,会直接影响到输电线路的稳定运行,发生风偏故障,针对这一问题需要做好故障发生地的地理特征调查和强风情况的调查工作,并做好风偏故障的预防措施,从而保证输电线路的安全稳定。
参考文献:
[1]输电线路风偏在线监测的研究及应用[J].吴波.科技与企业.2013(07).
[2]输电线路防风偏技术综述[J].谢凯,李雪桓,任鹏亮.河南科技.2017(21).
[3]输电设备风偏事故的预防和控制[J].闫士涛.中国新技术新产品.2016(18).
(作者单位:国网晋中供电公司输电运检室)
关键词:输电线路;风偏故障;防范
1输电线路风偏故障分析
在一些微地形区,一旦处于强风环境下,则极易导致飑线风发生,在飑线风作用下,绝缘子串与杆塔之间的空间距离则会减小,一旦无法满足放电的最低电压要求则会导致闪络发生。目前所发生的输电线路风偏闪络故障,与灾害性气象条件具有直接的关系,特别是在大风夹杂着雷电暴雨的天气下,更易导致风偏闪络故障。而且在风偏故障发生时,输电线路的绝缘强度也会呈下降的趋势。而且在强风天气作用下,在导线上雨水会随着风向形成定向的间断型水线,一旦其与放电闪络路径处于相同的方向,则会导致空气间隙的放电电压呈现下降趋势,这也是线路发生风偏的重要因素。而且在一些局地区,在风口及风道位置,由其风力较为集中,这些微气象也极易导致偏风故障发生。
由于输电线路的塔杆高度较高,使得输电线路要承受高处更强的风速,给导线带来一定的影响。因而不是出于强风地区的输电线路也可能会由于承受的风速较大而发生风偏,具体的原因是当风速超出线路能承受的最大标准时,杆塔导线上的绝缘子会、很容易发生倾斜,进而发生风偏。通过对发生风偏的输电线路的分析得知,当杆塔的塔头尺寸较小并且和其他杆塔的距离在300~400m之间时,一旦遭遇強风天气,就很容易发生风偏闪络。一般来讲,在设计输电线路的最大风速时通常会根据当地的气象部门收集的平均风速为样本,并且采用概率分布模型,统计离地20m左右的最大风速。通过这种方法设计的线路能承受的最大风速会和实际的瞬时风速有很大的差异。并且,由于气象台站一般都设置在城市郊区,对于龙卷风等强风天气的记录不到位,因而通常设计值都会小于实际值。
2输电线路风偏故障的防范策略
对于输电线路来说,无论是新架设的输电线路还是架设一段时间的输电线路,都会发生风偏故障,在发生风偏故障之后,需要对输电线路的风速进行调查和分析。明确发生风偏故障的引起因素,进而采取措施进行防范管理。
2.1深入调查
在输电线路的设计过程中,需要对当地做好故障发生地的地理特征调查和强风情况的调查工作,包括对强风的风速、风向频率、风口特征和在当地发生过的大风灾害等,这些数据资料的获取可以通过当地的气象部门和电力部门来完成,而且还需要到当地的居民家中深入调查分析,这也是确定当地特征和气候特征的主要方式,这样能准确确定风偏故障发生的外界因素。相关单位要提供数据资料,保证调查工作的顺利进行。然后经过调查找出故障原因进行预防措施的选择。
2.2加装重锤
加装重锤是目前输电线路常用的预防风偏的措施。通常情况下将重锤加装在跳线串上来预防风偏,虽然加装重锤起到了一定的预防风偏的作用,但是,预防的效果十分有限,并不能从根本上来解决风偏问题。因而,加装重锤并不是最好的解决办法,通常和其他办法结合起来使用,从而降低悬垂串风偏闪络现象的发生的频率,降低由于风偏故障给输电线带来的损害。
2.3加装防风拉线
一是直线杆塔(边相引流)防风拉线直接在悬垂线夹处加装延长挂板连接,中相引流可采取在跳线托架通过金具连接。二是中相引流防风拉线可直接固定在下横担;直线杆塔(边相引流)条件允许时应在本体安装支架进行固定,当需落地固定时,应同步完善拉线防盗、接地装置。但还应注意到加装防风拉线对线路运行是存在一定安全隐患的。
2.4防止V串复合绝缘子掉串
在电网建设的过程中,为了减少由于房屋拆迁、道路清理带来的补偿费用或者节约线路走廊降低输电线路的运输成本,在输电线路中已经广泛应用V串复合绝缘子。采用V串复合绝缘子虽然对于路线紧凑有重要意义但是对于局部强风地区来讲,强对流天气和极端天气的发生使得处于微地形或者微气候环境下的输电杆塔出现设备受损的情况,其中V串复合绝缘子掉串是最典型的事故类型之一。发生V串绝缘子掉串会很容易引起风偏故障的发生,因而,防止V串复合绝缘子掉串也是预防风偏故障发生的重要措施。
2.5优化绝缘子的类型,采用防风偏的绝缘子
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。投资方面防风偏绝缘子优于瓷绝缘子和玻璃绝缘子;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。
2.6应用间隙圆法对输电线路风偏校核
间隙圆法是对输电线路进行风偏校核的主要方法,可以使设计更加合理。间隙圆法就是在设计图纸上根据最大风偏角来校验各种不同气象条件下的风偏情况。采用间隙圆法进行风偏校核的过程如果使用手工校验,不仅需要校验人员花费大量的时间精力来查阅资料,获取数据还需要大量的时间来进行作图分析。因而,进行风偏校核要从计算风偏角度和风偏校核两方面着手,并且,通过设计计算机模型来代替手工计算,实现输电线路风偏校核的电算化。
3结束语
综上所述,在输电线路中,地质和气候都会影响输电线路的稳定运行。在恶劣的天气条件下,尤其是强风条件,伴随着暴雨和冰雹的出现,会直接影响到输电线路的稳定运行,发生风偏故障,针对这一问题需要做好故障发生地的地理特征调查和强风情况的调查工作,并做好风偏故障的预防措施,从而保证输电线路的安全稳定。
参考文献:
[1]输电线路风偏在线监测的研究及应用[J].吴波.科技与企业.2013(07).
[2]输电线路防风偏技术综述[J].谢凯,李雪桓,任鹏亮.河南科技.2017(21).
[3]输电设备风偏事故的预防和控制[J].闫士涛.中国新技术新产品.2016(18).
(作者单位:国网晋中供电公司输电运检室)