500kV超高压输电线路风偏故障及措施探讨_课题研究_机械工业北京电工技术经济研究所

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500kV超高压输电线路风偏故障及措施探讨

作者: 谢贤 (广西电网有限责任公司柳州供电局)  来源: 时间:2019-05-28

摘要:由于500kV输电线路所处环境复杂,很容易受到各类自然因素影响。风力是对输电线路运行会产生较大影响的因素之一,可以使输电线路风偏跳闸,影响线路电能输送稳定性。针对这一问题,本文分析500kV输电线路风偏故障,并就如何防范进行了探索。

关键词:500kV输电线路;风偏故障;预防

0引言

    随着社会电力需求不断提升,电网建设如火如荼,高压、超高压线路日益增多,风偏闪络故障也时有发生,严重影响了输电线路稳定运行。在一些有较大风力或者形成了山区微地形气候现象的地区,如果没有针对环境特点进行线路设计,很容易出现风偏闪络问题,造成不同程度的故障。所以要加强对风偏故障的研究,减少风偏闪络发生的可能性,确保线路能稳定输送电能。

风偏故障概述

   在一些强风天气下,输电线路的带电导线与线路杆塔、拉线、其他相导线、附近的树木、建筑物等可能会出现间隙过小的问题,间隙过小会导致大气击穿电压,从而使线路出现跳闸故障。如果不能及时消除风偏故障或者是存在相间短路状况,则事故会扩大。风偏故障通常有以下几种类型:输电线路导线对位于通道两侧的建筑物放电或者是对临近的边坡、树木或竹木放电;耐张杆塔出现跳线引流问题,对杆塔放电;直线杆塔上的绝缘子对杆塔塔身或者是拉线出现放电现象。近年来环境气候变化较大,强风较多,输电线路常会出现风偏故障,因此,必须加强故障防治,确保线路稳定运行。

风偏闪络特点

     根据这些年来的工作经历发现,500kV输电线路出现风偏闪络故障的区域通常会有强对流天气形成的强风。这种强风具有出现快、消失快、间歇性的特点,一般会持续几十分钟,有较大可能伴随暴雨或冰雹等天气现象。在这种恶劣环境下,输电线路导线会由于强风作用而向杆塔塔身位移、偏转,线路和其他导电体之间的空气放电间隙会缩小,容易引发风偏故障问题;暴雨、冰雹也会使输电线路导线和杆塔之间的工频放电电压下降,强风与暴雨、冰雹的共同作用下,输电线路会有更大可能出现风偏跳闸问题。

风偏故障影响因素分析

3.1最大设计风速

    以山地峡谷位置的输电线路为例,在气流从开阔区进入峡谷时,会由于峡谷两侧的山体阻挡导致气流横截面大大降低,进而出现缩口效应。空气由于自身特性不会在峡谷堆积,在此情况下气流会加速冲进峡谷,从而出现强风。在气流沿着山谷移动时,山谷谷地中流区会对空气产生压缩作用,实际风速会进一步得到加强、高于平地风速,产生狭管效应;如果谷地内部比入口小,会使风速提高,越深越窄增强效果越强。通常这种峡口没有监测风速,实际可能达到的瞬时最大风速缺乏数据支持。而气象部门资料也和峡谷出风口最大风速有一定差异。在此情况下,线路设计风速最大值可能会低于实际线路遭遇的瞬时风速最大值,导致线路风偏距离低于实际所需距离,发生跳闸。

3.2杆塔选型

    随着研究不断深化,技术手段不断更新,杆塔也在不断发展中。如今杆塔典型设计广泛应用,一些新线路采用的杆塔结构也被认可,各线路设计中十分重视防风偏设计,并且实际防风偏能力已被证实。在此之前,我国各地杆塔选型并没有统一标准,也有一些耐张塔外侧横担较窄的相对老旧线路仍在使用。这些线路转角塔可能使用的是单挑引流线,如果遭遇强风天气,采用软连接的引流线可能会扭动,进而使导线和塔身间的距离减少,在小于安全距离的情况下可能导致放电,出现风偏故障。

3.3施工工艺

    线路架设工作需要众多的施工队伍参与,施工人员素质、能力、责任心本身存在很大差异性,在制作引流线、附件安装等施工环节都会表现出一些差异。例如在制作引流线时规格不合格,存在过大或者过小等问题,而验收人员没有发现问题导致这些不合格的引流线用于工程中,就会增加风偏故障发生的可能性。如果制作的引流线偏大、安上了跳线串,可能会在两侧导线下垂的情况下因风偏距离不足跳闸;如果制作出的引流线偏大并且没有安上跳线串,在遭遇强风天气时就会出现摆动,可能使导线和塔身距离过小导致放电、跳闸;如果制作的引流线偏小、安装了跳线串、跳线串实际长度比引流线和横担距离长,位于最下方的绝缘子可能会出现上扬现象,此时假如遭遇强风天气,可能会出现弹簧销被挤压退出问题,这时线夹和碗头会脱离,容易导致横担放电问题;如果制作的引流线偏小且没有安跳线串,如果遭遇强风天气,会产生大幅摆动,在超过放电间隙时就可能对横担放电。

防风偏措施探讨

4.1加装重锤

    针对由于500kV输电线路跳线串导致的风偏问题,可以加装重锤以有效减少风偏出现可能性。不过加装重锤不能彻底解决跳线串导致的风偏闪络故障,效果差强人意。所以,要结合实际情况加强相关对策研究,或者酌情选用其他方法。

4.2加装防风拉线

   对于500kV输电线路中会遭遇强风的区域加装防风拉线能够有效减少风偏作用。防风拉线有边相、中相引流两种方式。在悬垂线夹处设置延长挂板连接边相线,跳线托架以金具连接完成中相线架设。中相引流防风拉线下方横担要直接固定住,边相如果条件合适,可通过本体安装支架的方式固定。落地固定要同步做好接地、拉线防盗等相关施工工作。加装防风拉线可以抑制风偏,不过长期受力、线路金具疲劳等会导致防风拉线损坏,带来一些线路运行上的安全问题。

4.3防范V串绝缘子掉串

    我国土地资源紧张对输电线路建设也产生了较大影响,500kV输电线路中V串绝缘子有较广应用。但是在风速较大、微地形区出现V串绝缘子掉串问题的频率相较其他地区明显更高,V串绝缘子掉串,很可能引起风偏故障。所以,防风偏要注意防范V串绝缘子掉串。

4.4应用防风偏绝缘子

    现代技术使防风偏绝缘子技术更进一步,如今新式防风偏绝缘子具有更多技术优势,绝缘子在风偏情况下的摆动更小,导线与杆塔间电气间隙增大,提高了安全性,优化了安装,方便后续技改。防风偏绝缘子本身偏移值较小,所需投资相对降低,即使不加装重锤或者防风拉线等防风偏装置也具备足够的防风偏能力,也因此在工程中被普遍应用、推广。

4.5其他措施

    新建线路设计要做好环境勘察、资料收集,注意线路所经地区气象条件、微气候情况,加强初设、施工图审查,确保设计合理性。施工中要做好技术交底,加强巡视纠正施工偏差,竣工期要提高竣工验收严谨性。运行期间要做好运行维护工作,可能出现风偏地区重点预防风偏。

结束语

    风偏故障是500kV输电线路可能会遇到的、可以产生较大影响的故障类型,是影响输电线路稳定性的因素之一。500kV输电线路出现风偏故障不止与强风天气有关,与设计、运行维护也有一定关系。因此,在实际工作中,必须优化设计、做好运行维护,强化施工技术,提高线路抗风能力,确保线路安全、稳定运行。

参考文献

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(收稿日期:2019-01-10)


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