输电线路风偏跳闸分析及防范措施
摘要： 近年来，由于气候变暖的影响，导致强对流天气频发，引起电网输电线路发生风偏跳闸，对电网安全供电造成一定的影响。本文针对这一问题进行了探讨，分析了故障原因和放电机理，并介绍了风偏校核方法，提出了针对性的对策和措施,以降低线路风偏闪络故障。
关键词：风偏；跳闸；原因；防范措施 近年来，110～ 500 kV输电线路风偏闪络事故频繁发生。据统计，2010年国家电网公司所辖线路共发生风偏跳闸151次，其中220kV电压等级以上(含330kV)线路39次，220 kV线路112次，范围涉及江苏、浙江、安徽、湖北、河南、山东、山西、广东、北京、河北、内蒙古、黑龙江、辽宁等地。广东电网线路跳闸率在全国一直较高，主要原因有广东面临南部沿海，海洋气候特征明显，每年强对流天气频繁发生，经常发生台风、暴风，220kV架空输电线路上的引流跳线在大风影响下极易发生风偏闪络，造成线路跳闸，给电力系统安全运行带来极大危害。因此，亟需提出能有效解决跳线风偏闪络问题的技术方案。本文对电网输电线路风偏跳闸进行分析，并提出相应的防治措施。
风偏跳闸原理
1.1风速、风向与风偏跳闸的关系
在输电线路运行过程中，对风偏放电起决定作用的是风速和风向，与线路走向垂直或垂直分量大的风易引起导线风偏放电。导、地线风压计算公式为：W=；其中V为风速，从式中可以看出，风压与风速平方成正比，这也就是风速越大，输电线路越容易发生风偏故障的主要原因。
根据《110～750kV架空输电线路设计规范》(GB50545—2010)规定，110～330kV输电线路的设计风速为23．5m／s。2011年7～8月份风偏放电故障中，局部风力均达到9级(24．4m／s)以上，高于23．5m／s。由于输电线路风偏放电是由短时稳定垂直于导线方向的大风引起的。风速太大，风向往往是紊乱的，不会发生风偏放电。风速垂直于导线方向分量虽未超过导线设计风速，但风速值超过杆塔承受风荷载的极限，将直接导致倒塔故障。所以，7月份襄阳地区区域性大风气候时(当时风速≥31 m／s)，发生了倒塔故障，但没有发生风偏跳闸。
1.2最小放电间隙与风偏跳闸的关系
根据《110～750kV架空输电线路设计规范》(GB50545—2010)规定，工频电压下，220 kV线路带电部分与杆塔构件(包括拉线、脚钉等)的最小间隙为0．55m。2011年7～8月份湖北电网输电线路风偏故障均在雷雨大风气候下发生，雷雨气候易形成短时稳定强风，而且空气湿度越大，间隙的放电电压就越低，带电部分与杆塔构件间隙即使稍大于0.55 m，也可能放电。
风偏跳闸计算
以8月1日某220kV输电线路6号塔风偏故障为例，进行风偏摇摆角的计算和校验，分析输电线路风偏跳闸的原因。
图l为某输电线路6号塔塔头结构图，风偏计算就是要根据杆塔结构、线路参数和风速等数据，计算出摇摆角曰，校核间隙距离d是否满足规程规定。
图1 M2塔结构尺寸图
6号塔为M2—33型自立直线塔，导线型号为2×LGJ一300／25，绝缘子串型号为FXBW4—220／100，采用独立双挂点安装。根据气象部门资料，当时局部风速达到28．1m／s。绝缘子、导线、杆塔等参数如表1所示。
表1 直线猫头塔风偏角计算参数表
2．1导线比载计算
导线自重比载为：
（1）
式中：为导线自重比载(N／m·mm2)；Wo为导线自重，kg／km；g为重力加速度g=9．80665N／kg；S为电线截面，mm2。
导线风比载见式(2)：
（2）
式中：为导线风比载(N／m·mm2)；V为风速，取28.1m／s；D为导线外径(mm)；为风压不均匀系数；K为电线体型系数。
2．2绝缘子风压计算
绝缘子水平风压见式(3)：
（3）
式中：A为绝缘子受风面积，m2。
2．3绝缘子风偏摇摆角计算
绝缘子风偏摇摆角见式(4)：
（4）
式中：G为绝缘子自重，N；n为绝缘子串数；为水平档距，m；为垂直档距，m。
2．4绝缘子风偏校核
合成绝缘子FXBW4—220／100长度为2240mm，加上U型挂环、球头挂环、悬垂线夹等金具的长度，绝缘子串长取2618mm。
按图1所标示尺寸，建立直角坐标系，根据风偏摇摆角大小和绝缘子串长可求出C点坐标。图中各点坐标为A(4550，3000)、B(4550，482)、C(2588．
8，1265．8)、D(900，0)、E(3560，3555)。
直线DE的方程为：
间隙距离d即为C点到直线DE的距离，根据点到直线距离公式可求出d=593.2mm。
理论计算这个值已接近规程规定的550mm，实际可能更小；由于雷雨天气间隙放电电压下降，极容易发生导线对塔材风偏放电。
3、风偏跳闸分析
风偏跳闸均发生在雷雨大风气候，因为这种气候极易形成短时稳定强风；
杆塔和导线(或金具)上有明显电弧烧痕，放电路径明晰；
重合闸成功率低，重合成功率仅为33．3％，这是因为相对于重合闸时间，导线(跳线)风偏运动缓慢。惯性时间长。
3．1导线对塔身风偏跳闸特点