论文部分内容阅读
[摘要]本文通过对风偏闪络所造成的故障及原因进行分析，简要探讨风偏检验的数值计算方法，希望能够降低线路风偏闪络故障、提高线路安全运行水平。
[关键词]风偏，检验，数值计算
中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）13-0268-02
一、引言
当前，随着我国经济的快速发展，广东省政府对当地输电走廊的审查要求越来越严格，输电线路走廊的条件也越来越差，很多都是在山区里穿过。山区的地形比较复杂，如果档距放大则相应的发生风偏闪络的危险几率就会增多，这就要求我们在现场定位过程中认真对风偏的条件进行检验，运用合适的风偏检验的计算方法，尽可能避免风偏闪烁造成的经济损失。
二、风偏闪络的规律及其特点
2.1、一般在气候条件恶劣的环境发生
通过这些年对全省各地区线路风偏闪络的研究可以发现，当线路在发生风偏跳闸时，该地区都会出现强风，并且往往都会伴随有大暴雨或冰雹的出现，这都是由于中小尺度局部强对流的天气，才导致了强风的形成，这种风往往发生在局部地区，范围一般在几平方千里到十几平方千里以内，最高的风速在每秒30米以上，生成快、消失的也快、阵发性很强，持续的时间在数十秒之内。如此一来，一方面，在强风的影响下，导线会向塔身发生一定的位移和偏转，使得空气的放电间隙减小；另一方面，出现的降雨或冰雹减少了导线与杆塔间隙的工频放电电压，他们的共同作用产生线路发生风偏跳闸的出现。
2.2、风偏闪络的放电路径
研究发现，放电的路径主要有三种形式：一是导线对杆塔构件放电，二是导地线线间放电，三是导线对周边物体放电。他们的共同特点是造成了导线或导线侧金具上的烧伤痕迹。其中，导线对杆塔构件放电是，不管是直线塔还是耐张塔，常常都会在间隙圆对应的杆塔构件上出现明显的放电痕迹，并且主放电点一般都发生在脚钉、角钢端部等突出位置。而导地线线间放电常常发生在地形特殊且档距较大的场合下，其导线放电痕迹通常较长，但是由于距地面较高，常常不易被发现。导线在对周边物体进行放电时，导线上放电痕迹可达到一米以上，这回造成周边物体上出现明显的黑色烧焦放电痕迹。
2.3、风偏闪络发生时重合闸成功率低
由于风偏跳闸一般发生在强风天气或者微地形地区产生飑线风的条件下，风的持续时间通常会超过重合闸动作的时间段，这就使得重合闸在进行动作时，其放电间隙仍然保持在较小距离；不仅如此，在重合闸进行动作时，系统中会出现一定幅值的操作过电压，造成了间隙再次放电，并且还有可能会造成进一步放电在较大间隙的发生，所以，当线路发生风偏跳闸时，重合闸的成功率较低，这给供电的可靠性带来了严重的影响。例如2008年广东省某500kV线路发生的风偏跳闸就造成了线路非计划停运。
三、风偏闪烁故障分析
3.1、对导线舞动分析
导线振动波沿导线一般呈“驻波”分布形式，波形为正弦波。但是导线舞动实际上是一种由复杂的垂直、水平及扭转三维运动的组合，所以导线舞动的发生具有明显的随机性，不仅可以在覆冰和覆雪的导线上发生，还能在大跨越线段上发生，也可在通常的线档内进行。导线舞动机理研究解释：当导线受到横向作用的风力时，导线会进行向上（下）加速度运动，即除了垂直运动以外，还会使导线受到因空气动力力矩的影响而产生的扭转和摆动，当扭转运动的频率跟其垂直运动的频率相同时，就会造成导线的舞动和摆动。这就使得振幅加大0.3--3m，通常最大者会超过10m，表现在杆塔固定点上的形式是：随线路方向的舞动及垂直线路的扭转摆动，这种方式是极易引起线路风偏的一个重要因素。
3.2、大风对线路的影响
风速是产生导线风偏的必要条件，不同风速会造成不同的影响，当风速在5--25m/s（4--8级）时会造成导线跳跃的情况，但在二级气象区内通常不会导致故障的发生；大风容易造成导线发生不同期的摆动，可能会对附近物体或塔身进行放电。尤其是在微气象微地区，若风向垂直导线轴向夹角大于45°，则很容易形成摆动发生的风偏。
3.3、暴雨及冰雹造成空气间隙的放电电压降低
由于飑线风通常都会伴有暴雨及冰雹，在强风的影响下，暴雨会顺着风的方向形成定向、间断型水线，如果水线的方向跟放电途径方向同向时，会导致导线与杆塔间隙的工频放电电压会的降低，进而增大了风偏跳闸的发生几率。在发生放电时，导线风偏角通常很大，使得空气的间隙明显减小，不仅如此，间隙的放电电压比无雨、无冰雹的天气低。
五、结束语
总而言之，随着我国电网的不断发展，为确保线路的安全稳定运行，这就需要对风偏验算方法进行掌握。本文所探讨的风偏检验方法，操作方便，工程应用意义较大。
参考文献
[1] 林雪松，严波，刘仲全，陈志达.220kV高压输电线路风偏有限元模拟研究[J].应用力学学报.2009（01）.
[2] 牛彬，陈江华，姚俊峰.输电线路的风偏角问题分析[J].山西电力.2009（03）.
[3] 邵瑰玮，耿翠英，胡毅.国内外输电线路风偏设计参数比较与分析[J].高电压技术.2009（12）.
[4] 苗瑞凌，赵增明，张树林.架空输电线路风偏计算浅析[J].山西电力.2009（06）.
[关键词]风偏，检验，数值计算
中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）13-0268-02
一、引言
当前，随着我国经济的快速发展，广东省政府对当地输电走廊的审查要求越来越严格，输电线路走廊的条件也越来越差，很多都是在山区里穿过。山区的地形比较复杂，如果档距放大则相应的发生风偏闪络的危险几率就会增多，这就要求我们在现场定位过程中认真对风偏的条件进行检验，运用合适的风偏检验的计算方法，尽可能避免风偏闪烁造成的经济损失。
二、风偏闪络的规律及其特点
2.1、一般在气候条件恶劣的环境发生
通过这些年对全省各地区线路风偏闪络的研究可以发现，当线路在发生风偏跳闸时，该地区都会出现强风，并且往往都会伴随有大暴雨或冰雹的出现，这都是由于中小尺度局部强对流的天气，才导致了强风的形成，这种风往往发生在局部地区，范围一般在几平方千里到十几平方千里以内，最高的风速在每秒30米以上，生成快、消失的也快、阵发性很强，持续的时间在数十秒之内。如此一来，一方面，在强风的影响下，导线会向塔身发生一定的位移和偏转，使得空气的放电间隙减小；另一方面，出现的降雨或冰雹减少了导线与杆塔间隙的工频放电电压，他们的共同作用产生线路发生风偏跳闸的出现。
2.2、风偏闪络的放电路径
研究发现，放电的路径主要有三种形式：一是导线对杆塔构件放电，二是导地线线间放电，三是导线对周边物体放电。他们的共同特点是造成了导线或导线侧金具上的烧伤痕迹。其中，导线对杆塔构件放电是，不管是直线塔还是耐张塔，常常都会在间隙圆对应的杆塔构件上出现明显的放电痕迹，并且主放电点一般都发生在脚钉、角钢端部等突出位置。而导地线线间放电常常发生在地形特殊且档距较大的场合下，其导线放电痕迹通常较长，但是由于距地面较高，常常不易被发现。导线在对周边物体进行放电时，导线上放电痕迹可达到一米以上，这回造成周边物体上出现明显的黑色烧焦放电痕迹。
2.3、风偏闪络发生时重合闸成功率低
由于风偏跳闸一般发生在强风天气或者微地形地区产生飑线风的条件下，风的持续时间通常会超过重合闸动作的时间段，这就使得重合闸在进行动作时，其放电间隙仍然保持在较小距离；不仅如此，在重合闸进行动作时，系统中会出现一定幅值的操作过电压，造成了间隙再次放电，并且还有可能会造成进一步放电在较大间隙的发生，所以，当线路发生风偏跳闸时，重合闸的成功率较低，这给供电的可靠性带来了严重的影响。例如2008年广东省某500kV线路发生的风偏跳闸就造成了线路非计划停运。
三、风偏闪烁故障分析
3.1、对导线舞动分析
导线振动波沿导线一般呈“驻波”分布形式，波形为正弦波。但是导线舞动实际上是一种由复杂的垂直、水平及扭转三维运动的组合，所以导线舞动的发生具有明显的随机性，不仅可以在覆冰和覆雪的导线上发生，还能在大跨越线段上发生，也可在通常的线档内进行。导线舞动机理研究解释：当导线受到横向作用的风力时，导线会进行向上（下）加速度运动，即除了垂直运动以外，还会使导线受到因空气动力力矩的影响而产生的扭转和摆动，当扭转运动的频率跟其垂直运动的频率相同时，就会造成导线的舞动和摆动。这就使得振幅加大0.3--3m，通常最大者会超过10m，表现在杆塔固定点上的形式是：随线路方向的舞动及垂直线路的扭转摆动，这种方式是极易引起线路风偏的一个重要因素。
3.2、大风对线路的影响
风速是产生导线风偏的必要条件，不同风速会造成不同的影响，当风速在5--25m/s（4--8级）时会造成导线跳跃的情况，但在二级气象区内通常不会导致故障的发生；大风容易造成导线发生不同期的摆动，可能会对附近物体或塔身进行放电。尤其是在微气象微地区，若风向垂直导线轴向夹角大于45°，则很容易形成摆动发生的风偏。
3.3、暴雨及冰雹造成空气间隙的放电电压降低
由于飑线风通常都会伴有暴雨及冰雹，在强风的影响下，暴雨会顺着风的方向形成定向、间断型水线，如果水线的方向跟放电途径方向同向时，会导致导线与杆塔间隙的工频放电电压会的降低，进而增大了风偏跳闸的发生几率。在发生放电时，导线风偏角通常很大，使得空气的间隙明显减小，不仅如此，间隙的放电电压比无雨、无冰雹的天气低。
五、结束语
总而言之，随着我国电网的不断发展，为确保线路的安全稳定运行，这就需要对风偏验算方法进行掌握。本文所探讨的风偏检验方法，操作方便，工程应用意义较大。
参考文献
[1] 林雪松，严波，刘仲全，陈志达.220kV高压输电线路风偏有限元模拟研究[J].应用力学学报.2009（01）.
[2] 牛彬，陈江华，姚俊峰.输电线路的风偏角问题分析[J].山西电力.2009（03）.
[3] 邵瑰玮，耿翠英，胡毅.国内外输电线路风偏设计参数比较与分析[J].高电压技术.2009（12）.
[4] 苗瑞凌，赵增明，张树林.架空输电线路风偏计算浅析[J].山西电力.2009（06）.