梁长栋，张建军，毋秋霞

（国网山西省电力公司吕梁供电公司，山西 吕梁 032200）

0 引言

近几年来，极端气候频发，架空线路的绝缘子按照要求进行全部复合化，虽然满足了防污要求，但没有充分考虑到复合绝缘子换瓷质绝缘子后，降低了部分架空线路杆塔抗风偏的能力。因此，对发生故障线路的杆塔加装下拉横担进行风偏改造，结合所在区域气象条件全面校验风偏间隙势在必行。

1 输电线路风偏案例分析

1.1 跳闸情况

2011年6月7 日16时03分，文水220 kV变电站文汾线273开关纵联差动、纵联距离双套保护动作掉闸，C相接地故障，重合复跳，测距显示故障点距离文水变电站出口10.5 km。17时20分线路试送成功。

1.2 故障巡视情况

接到地调220 kV文汾线故障通知后，根据当时的天气状况、保护测距情况，初步判断是风偏导致线路接地掉闸。17时45分巡视人员登杆塔检查时在12号铁塔找到故障点，C相双串绝缘子悬垂线夹船口处有烧伤痕迹，铁塔右侧两根主材、一根辅材有放电痕迹。

1.3 气象资料

经向文水气象部门了解，故障发生时当地气象条件相当恶劣，刮有10级西北风，固定观察点风速达到26.5 m/s，根据线路附近树木折断及电力设施损坏情况，确定现场风速超过10级[1]。

1.4 暴露的问题

220 kV文汾线12号铁塔使用的LV1-24铁塔，设计线间距离是6.6 m，2011年6月7日大于风速25 m/s的10级大风横线路吹向线路时，使得处于上风侧的导线沿挂点旋转靠近铁塔放电，突显铁塔设计的先天不足[2]。

由于处于平川地区的输电线路，从以往的设计上，均是按照风速25 m/s设计。运行管理上也是按照这个思路进行，当超过25 m/s风速大风突至时，设计的弊病显露无疑。

分析山西省吕梁市2011年6月220 kV输电线路连续发生的风偏跳闸现象。在发生故障跳闸时当地气象条件恶劣，伴有短时雷雨大风，杆塔架构、金具及导线均有路径明晰的电弧烧痕，重合闸100%不成功，强风消失后均试送成功的情况下，确认风偏是跳闸的主要原因有强风使导线对杆塔的风偏角过大；设计改造架空线路时没能对恶劣气象和局部地区微气候进行现场调研，对气象灾害造成的影响估计不足。

2 风偏角计算

220 kV文汾线12号铁塔情况尺寸情况如图1所示。

横担长度为D=3 000 mm，绝缘子串长L=3 160 mm。

图1 铁塔风偏计算模型

2.1 正常运行电压下的计算分析

经有关实验数据表明：在正常运行电压情况下，220 kV线路单相对地火花放电距离（空气间隙） d=130 mm时，会发生火花放电[2，3]。此时风偏角应为最大（计算公式）。

式中：θ——风偏角；

D——横担长度，取值为3 000 mm；

d——放电距离，取值为130 mm；

L——绝缘子串长，取值为3 160 mm。

经过计算，此时的风偏角θ1=65.26°，通过文汾线12号铁塔风速风偏对照表相比较，此时的瞬时风速大于32 m/s。

2.2 最大操作过电压下的计算分析

最大操作过电压情况下220 kV线路单相对地火花放电距离（空气间隙） d=420 mm时，会发生火花放电[2，3]。经过计算θ2=54.732°，与文汾线12号铁塔风速风偏对照表相比较，此时的瞬时风速大于27 m/s。

2.3 低气温下的计算分析

一般考虑的风度校验是按照运行电压情况下气温在－5℃，风速30 m/s，且满足最小空气间隙d=550 mm时进行验算,经过计算此时的风偏角θ3=50.833°，与文汾线12号铁塔风速风偏对照表相比较，此时的瞬时风速大于25 m/s[2,3]。

结合当日跳闸发生前，该线路处于正常的运行电压情况下，天气气温为27℃，气候比较干燥，所以发生引起跳闸的火花放电距离小于550 mm，并且接近130 mm，此时的风偏角大于50.833°，当时的风速大于25 m/s。

220 kV文汾线12号铁塔在不同风速下的风偏角对照见表1。

表1 220 kV文汾线12号铁塔不同风速下的风偏角（气温27℃)

3 治理和改进措施

由于近年来极端天气频发，平川地区也出现了超过25 m/s风速的大风，建议设计部门在设计线路时，参照更高等级气象条件去设计杆塔。对大风天气频发区域现有LV1型塔进行换塔或防风偏改造。目前，国网吕梁供电公司已对所辖220 kV输电线路LV1型塔采取了加装下横担下拉绝缘子的防风偏措施，有效地防止了风偏故障的再次发生。

近年来，许多单位为满足防污要求，把110 kV以上的架空输电线路的瓷瓶串更换为复合绝缘子悬垂串，由于复合绝缘子自重不足，运行单位在更换前未能开展风偏校验，风偏角增大，造成下端带电导线离塔身安全距离不足而发生闪络，对垂直挡距小的线路影响更甚[2]。因此，在原为瓷瓶串设计的结构上变换为复合绝缘子悬垂串时，必须作风偏角和空气间隙校核。

将强风区域带及风偏角大的紧凑型杆塔复合绝缘子加装V串防风偏绝缘子或重锤，为线路安全运行提供便利和保障。

4 结束语

220 kV输电线路LV1塔进行多种状态下风偏计算与分析表明，原有设计不能满足极端气象条件下架空线路的安全运行，采取了加装下横担下拉绝缘子，加装V串防风偏绝缘子或重锤等防风偏措施，有效减小了架空导线在各种恶劣气象条件下的风偏角，极大地提高了输电线路的抗风偏能力，为线路安全运行提供便利和保障。该改造方案既经济又简便，而且实用效果好，适于推广应用。

[1] 尹庆福.送电线路[M].北京：中国电力出版社，2005：139.

[2] 王清葵.送电线路运行与检修[M].北京：中国电力出版社，2014:194.

[3] 陈景彦.输电线路运行维护理论与技术[M].北京：中国电力出版社，2009：90-97.