降低丘陵地帶輸電線路故障跳閘率的具體方法

韓吉軍

摘 要：丘陵地帶地勢(shì)起伏，易形成局部惡劣氣候，該類型地區(qū)的輸電線路跳閘率高于平原地區(qū)，通過選取試點(diǎn)地區(qū)，現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)、拍照，結(jié)合近年跳閘情況，確認(rèn)原因，并提出具體的改進(jìn)措施，有效降低跳閘率。

關(guān)鍵詞：輸電線路；風(fēng)偏；跳閘

中圖分類號(hào)：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）24-0162-02

內(nèi)蒙古中西部地區(qū)主要為丘陵和草原，山勢(shì)起伏多變，四季溫差較大，常年大風(fēng)，輸電線路故障跳閘率高于平原地區(qū)，本文以此為研究對(duì)象，積極探索提高丘陵地帶輸電線路跳閘率的有效方法。

1 跳閘原因調(diào)查與分析

該地區(qū)的中部選取110kV輸電線路87條，220kV輸電線路78條，為研究對(duì)象，選取2016年7月至2018年7月的跳閘數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如表1所示。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪制跳閘因素餅圖，如圖1所示。

根據(jù)表1、圖1數(shù)據(jù)分析，風(fēng)偏跳閘次數(shù)高是導(dǎo)致該地區(qū)110kV—220kV輸電線路跳閘高的主要原因。風(fēng)偏跳閘主要原因有兩個(gè)，一是大風(fēng)導(dǎo)致導(dǎo)線與導(dǎo)線或其他導(dǎo)體放電，包括臨界安全距離裕度不足和導(dǎo)線上拔力過大，二是搖擺角過大，使絕緣子擺動(dòng)時(shí)與塔身放點(diǎn)。

1.1 臨界安全距離裕度不足

對(duì)發(fā)生風(fēng)偏跳閘的輸電線路進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和測(cè)量，發(fā)現(xiàn)有部分線路實(shí)際安全距離在正常自然條件下滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)程，調(diào)取當(dāng)時(shí)氣候資料后，發(fā)現(xiàn)事故發(fā)生時(shí)，風(fēng)速均已超過10m/s，導(dǎo)線擺動(dòng)距離已超過10.5m，單側(cè)擺動(dòng)距離為5.25米，已大于與臨界導(dǎo)體的安全距離，導(dǎo)致放電。進(jìn)一步分析造成臨界安全距離裕度不足的原因如下：

（1）未準(zhǔn)確計(jì)算鐵塔間地面水平差，導(dǎo)致實(shí)際導(dǎo)線弧垂最低點(diǎn)與設(shè)計(jì)不同，臨界安全距離選點(diǎn)錯(cuò)誤；

（2）未充分考慮鐵塔與周邊樹木樹冠的距離，清障范圍不足；

（3）對(duì)惡劣自然氣候預(yù)判不足，設(shè)計(jì)參考的最大風(fēng)速低于實(shí)際風(fēng)速；

（4）未嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行施工，或后期大修更換導(dǎo)線時(shí)未達(dá)到技術(shù)規(guī)程要求；

（5）后續(xù)新建輸電線路未充分考慮現(xiàn)有輸電線路實(shí)際情況；

（6）桿塔塔頭尺寸過小。

1.2 導(dǎo)線上拔力大

按照《110kV——750kV架空輸電線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》，導(dǎo)線要承受自重及絕緣子的拉力，隨機(jī)抽取跳閘線路實(shí)測(cè)，存在導(dǎo)線承受力不足，導(dǎo)致導(dǎo)線與其他導(dǎo)體放電。由于該地區(qū)為丘陵地形，輸電線路起伏不斷，此情形下，上拔力對(duì)風(fēng)偏跳閘影響度分析如圖2。

這些地形下，導(dǎo)線受到嚴(yán)格向上的力，是絕緣子吊起，橫擔(dān)受力，導(dǎo)致導(dǎo)線對(duì)橫擔(dān)距離不足放電。

2 導(dǎo)線與其他導(dǎo)體放電的解決措施

加裝防風(fēng)拉線，為減小懸垂串及防風(fēng)拉線的應(yīng)力，防止持續(xù)性大風(fēng)對(duì)金具的磨損，需保持防風(fēng)拉線自然放松，在施工時(shí)及小風(fēng)速情況下保持不受力的狀態(tài)。在大風(fēng)情況下，懸垂串、防風(fēng)拉線受到較大的風(fēng)荷載，有較大幅度的擺動(dòng)，防風(fēng)拉線起主要作用，防風(fēng)效果明顯。因此，對(duì)于直線塔，加裝重錘的效果不如防風(fēng)拉線明顯，不是從根本上解決懸垂串風(fēng)偏閃絡(luò)問題的主要措施，一般僅加裝防風(fēng)拉線。對(duì)于已運(yùn)行線路，改造鐵塔成本高昂，且停電時(shí)間長，影響其他供電指標(biāo)，采取有針對(duì)性絕緣固定效果更好，例如采用加裝防風(fēng)絕緣拉線。本文僅針對(duì)防風(fēng)拉線的選擇進(jìn)行進(jìn)一步研究。

2.1 選取最優(yōu)拉線方案

拉線對(duì)導(dǎo)線承受力，采取正交試驗(yàn)法，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果用極差分析，確定直徑9mm，實(shí)際重量424kg/km，最低拉斷力7150N，截面積72.2mm2為最佳方案。將符合該條件的絕緣拉線加裝在相應(yīng)的輸電線路上。分析過程如表2所示。

在拉力試驗(yàn)室進(jìn)行正交試驗(yàn)，記錄如表3所示。

以上數(shù)據(jù)可知第5組效果最好，即A2B2C3D3，直徑9mm，重量424kg，最低拉斷力7100N，實(shí)際截面積72.6mm2。方差分析得到較優(yōu)方案A1B3C3D3，與較好方案一致，根據(jù)R值確定因素主次關(guān)系，趨勢(shì)圖如圖3所示。

由圖3可知，拉斷力及實(shí)際面積符合最優(yōu)結(jié)果可選，直徑和重量需要二次優(yōu)選，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

通過再次試驗(yàn)得出A2B2組合最優(yōu)，結(jié)合上述分析，確定A2B2C3D3為最佳拉線條件，即即A2B2C3D3，直徑9mm，重量424kg，最低拉斷力7100N，實(shí)際截面積72.6mm2。

2.2 加裝防風(fēng)拉線

防風(fēng)拉線制作與安裝要求如下：

（1）直線桿塔（邊相引流）防風(fēng)拉線直接在懸垂線夾處加裝延長掛板連接，中相引流可采取在跳線托架通過金具連接。

（2）中相引流防風(fēng)拉線可直接固定在下橫擔(dān)：直線桿塔（邊相引流）條件允許時(shí)應(yīng)在本體安裝支架進(jìn)行固定（包括在鐵塔增設(shè)固定支架等方式），當(dāng)需落地固定時(shí)，應(yīng)同步完善拉線防盜接地裝置。

（3）現(xiàn)運(yùn)行線路大風(fēng)區(qū)大多采用加裝防風(fēng)拉線。對(duì)線路產(chǎn)生風(fēng)偏可以起到很好的抑制作用。但由于風(fēng)偏轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，長時(shí)間的受力，線路金具易受到疲勞破壞。因此，加裝防風(fēng)拉線對(duì)線路運(yùn)行存在安全隱患。

3 搖擺角過大的處理措施

為了解決搖擺角過大帶來的跳閘問題，可采取將單串絕緣子改為雙串絕緣子，加裝防風(fēng)小“T”接，加裝附屬引流線等措施。更換自重較大的懸垂絕緣子串，從而增加垂直荷載。根據(jù)搖擺角計(jì)算公式，在最大弧垂時(shí)的垂直檔距不變的情況下，增大Gj，可縮小絕緣子串風(fēng)偏搖擺角。

4 實(shí)施效果

從入選樣本的輸電線路中選取臨界安全距離裕度不足、地貌符合圖2特點(diǎn)的輸電線路，再從中抽取50%的線路進(jìn)行改造。實(shí)施一年后，改造后的輸電線路均未發(fā)送風(fēng)偏跳閘，未改造的輸電線路共發(fā)生4起風(fēng)偏跳閘，均發(fā)生在12月至5月（該地區(qū)異常大風(fēng)天氣高發(fā)時(shí)間段），由此可見，以上措施有效。

5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，強(qiáng)調(diào)改造過程中，防風(fēng)拉線中，絕緣子的絕緣配置應(yīng)與原懸垂串的絕緣配置一致；防風(fēng)拉線中，金具組裝時(shí)，鋁包鋼絞線應(yīng)根據(jù)明細(xì)表確定其長度，壓接完成后，應(yīng)保證兩根鋁包鋼絞線長度一致。為減小跳線串及防風(fēng)拉線的應(yīng)力，防止持續(xù)性大風(fēng)對(duì)金具的磨損，以及跳線在施工時(shí)保證跳線串在5-8°的預(yù)偏角范圍內(nèi)，需保持防風(fēng)拉線自然放松，在施工時(shí)及小風(fēng)速情況下保持不受力的狀態(tài)。在微風(fēng)情況下，加裝重錘可以抵擋微風(fēng)，使得跳線串保持靜止，防風(fēng)拉線處于放松狀態(tài)，提高了金具起振風(fēng)速上限值，最大程度地減少了金具的磨損；在大風(fēng)情況下，跳線串、防風(fēng)拉線及跳線受到較大的風(fēng)荷載，有較大幅度的擺動(dòng)，此時(shí)重錘失去防風(fēng)效果，防風(fēng)拉線起主要作用。因此，對(duì)于耐張塔，加裝重錘與防風(fēng)拉線都較明顯，一般采用重錘與加裝防風(fēng)拉線組合的防風(fēng)措施。

加裝防風(fēng)拉線的后期運(yùn)行需加強(qiáng)巡視，若發(fā)現(xiàn)拉線松弛，需調(diào)節(jié)PT板螺栓，使得重錘距離下方墊片垂直距離保持在5mm以上，保持拉線處于拉緊狀態(tài)。