220kV架空输电线路风偏放电原因分析及其改造措施.docVIP

220kV架空输电线路风偏放电原因分析及改造措施 王全兴福建省福州电业局 　　摘要：福州地处福建沿海东南部，每年沿海登陆的台风以及强对流天气产生的飑线风都会对输电线路造成严重威胁，其中最易发生导线、引流线在强风作用下对塔身风偏放电，导致输电线路失地故障。根据多年来的运行经验统计，线路风偏跳闸次数占总跳闸次数的20％～30％。本文通过对风偏放电机理的分析和历年来典型事故的调查，对线路的防风性能进行系统的科学计算、分析、评价，找出影响线路风偏放电的原因，进而制定针对性的改造措施，以提高线路防风偏性能。 　　关键词：架空线路 防风偏 分析 改造 一、台风与飑线风形成的机理 　　太阳直射的持续高温，造成大面积洋面上的水分大量蒸发。不断蒸发的水分将逐渐排斥空气中的其它气体成分，使空气的湿度急剧增加，当有外部条件（如降温或水蒸气自动凝结）促使高湿度的空气水分凝聚时，空气的压强会急剧下降，造成了相对于周围空间的大气负压，而这种负压就是形成台风的中心负压。这种负压一旦形成，周围的空气就会立刻进行补充。由于负压往往是从低温度的高空开始形成的，因而也就形成了自下而上且周围向中心旋转的空气大旋涡，这就是台风形成的机理。 来源: 　　飑线风系局部强对流天气，飑线前天气较好，多为偏南风，且在发展到成熟阶段的飑线前方常伴有中尺度低压。飑线后天气变坏，风向急转为偏北、偏西风，风力大增，飑线之后一般有扁长的雷暴高压带和一明显的冷中心，在雷暴高压后方有时还伴有一个中尺度低压，由于它尾随在雷暴高压之后，故称之为“尾流低压”。飑线沿线到后部高压区内，有暴雨、冰雹、龙卷等天气。 　　台风、飑线风期间，近中心风速可以达到35m/s以上，风圈影响半径大，对输电线路的导线、引流线、绝缘子串产生极大的风压荷载，引起线路风偏摇摆放电。 二、福州地区输电线路概况 　　福州电业局输电线路主要以220kV/110kV为骨干网，辅之有35kV线路，架空输电线路所经地区气候、地形、地质和各种自然条件十分复杂。截至2006年12月，福州地区共有架空输电线路119条，长达1805.6公里，杆塔6100余基。其中220kV线路49条，长达1151.7公里。经统计，220kV线路中共有610基杆塔位于强风地区，与海岸线平行的线路长达210公里，极易受到台风的正面侵袭。此外，一大部分线路位于高山峻岭间，山谷地形复杂，较易发生飑线风，也对线路的安全运行造成威胁。 三、线路风偏放电原因分析 来源: 　　当风力作用于导线上，垂直于线路方向的分量将使导线产生横线路的摇摆偏移，摇摆幅度取决于风速、绝缘子、导线自重等因素，摇摆到一定角度后，导线与塔身的距离减少，小于正常运行时的空气间隙，在工频电压下空气隙击穿放电。 　　从历年的数据统计来看，直线猫头塔中相导线风偏放电和“干”字型塔中相引流线风偏放电占线路风偏放电的绝大多数，分别为27.3％、63.5％，下面以两者为例，通过典型故障调查，风偏摇摆角计算、校验，详细剖析线路风偏失地故障的原因： （一）直线猫头塔风偏放电原因分析 　　2005年9月1日9：53分，第7号台风登陆福州，220kV福鼓II回＃39中相导线风偏后对塔身主材放电，导致线路跳闸，重合不成，10：05分强送成功。该塔位于半山腰，中相导线悬挂点采用单串合成绝缘子加挂重锤的组装方式，悬点高度为37.5m。重锤采用ZC-1，共5片,单片重15.464kg，单个长度68mm。防振锤采用FD-4，前后侧共12个，单个重5.6kg。 　　根据气象部门资料，当时台风风速达到35m/s。选择气象工况为最大风速35m/s、气温15°C、覆冰厚度0mm。查绝缘子、导线、杆塔等参数如表1所示： 请登陆:输配电设备网 浏览更多信息 表1：直线猫头塔风偏角计算参数表 来源: 合成绝缘子FXBW4-220/100 导线LGJ-240/30 铁塔ZM32 受风面积Aj 自重Gj 长度l 水平比载g4 垂直比载g1 截面积A 水平档距lh 垂直档距lv 0.39m2 98N 2240mm 48.6×10-3 35×10-3 271.11mm2 402m 196m 请登陆:输配电设备网 浏览更多信息 　　根据塔头尺寸及导线相关参数计算直线绝缘子串风偏角： 　　绝缘子水平风压：Pj＝AjV2/1.6＝0.39×352/1.6=298.6N 　　重锤重量：W=5×15.464×9.8＝757.7N 　　重锤长度：l0=5×68＝340mm＝0.34m 　　防振锤重量：Gf=12×5.6×9.8＝658.56N 来源: 　　绝缘子串全长：l＝3238mm＝3.238m 　　Lh＝lsinθ＝3.238sin64.24。＝2.92m 　　中相横担全长6.8m，绝