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强风对输电线路的危害
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强风对输电线路的危害

February 18, 2016 • Columns, Scene from China, 最近文章汇总

前几期分别讨论了雷电、覆冰、鸟害等因素对输电线路安全运行的危害, 本期专门讨论 强风气象对输电线路的危害问题。 强风也是对输电线路运行安全造成严重威胁的因素之一, 据统计, 近年来强风对中国 输电线路的跳闸率、故障停运率影响较大, 由强风引起的跳闸率和停运率分别占5% 和11%左右。风偏造成输电线路跳闸的重合成功率不高, 因此对输电线路的安全运行 的危害很大, 强风是造成输电线路停运的重要因素之一, 危害严重程度可排在第2、3 位, 仅次于外力破坏和覆冰。
强风主要出现在5-9月份, 因此对输电线路的危害也有季节 性的特点。 从对树木的破坏可看出 大风的强度 强风危害输电线路安全运行的表现形式, 主要是强风导致导 线及绝缘子串(尤其是复合绝缘子)在大风作用下向塔身侧 倾斜, 造成导线与塔身最小空气间 隙不能满足运行要求而引起放电。 此外, 强风还会造成导线、金具、绝
从对树木的破坏可看出 大风的强度 强风对输电线路的危害 强风对输电线路的危害 INMR China Q2 Issue 22001

从对树木的破坏可看出 大风的强度

 
缘子以及杆塔的机械损伤。
 
直线塔悬垂串的抗强风能力很差, 耐张塔的跳线也是抗强风 的薄弱环节。强风对输电线路的典型危害如图所示, 上图表示 了某次大风的破坏强度, 大树被拦腰吹断, 甚至被连根拔起, 这次大风造成了输电线路导线对杆塔空气间隙的放电。在强 风的作用下, 导线偏向杆塔, 大大缩短了导线和杆塔的空气间 隙, 造成空气间隙击穿, 左图的红圈代表导线和杆塔上的放电 点, 在两个红圈部位有明显的被电弧烧伤的痕迹。
抗强风的技术措施主要有: 采用V型串代替悬垂串, V型串的抗风能力要明显高于悬垂串;
红圈代表输电线路风偏 放电的电弧烧伤部位 强风对输电线路的危害 强风对输电线路的危害 INMR China Q2 Issue 22002

红圈代表输电线路风偏 放电的电弧烧伤部位

采用相间间隔棒; 加挂重锤, 复合绝缘子的重量要明显小于电瓷绝缘子串和玻 璃绝缘子串, 复合绝缘子的抗强风能力要弱于电瓷或玻璃绝 缘子串, 加挂重锤也是一种抗风偏技术措施。 红圈代表输电线路风偏 放电的电弧烧伤部位 抗风偏有较为成熟的技术措施, 关键问题是在输电线路运行 安全和工程造价之间找到平衡点。通常采用的方法是, 对经过 强风多发地区的输电线路进行技术改造。采用V型串, 加挂重 锤, 采用相间间隔棒都可提高输电线路的抗强风能力。在强风 破坏严重地区, 还需对杆塔进行加固改造。
750kV复合绝缘子的 伞裙 强风对输电线路的危害 强风对输电线路的危害 INMR China Q2 Issue 22003

750kV复合绝缘子的 伞裙

750kV复合绝缘子的 伞裙
强风对输电线路危害的另一个问题, 是对硅橡胶复合绝缘 子伞裙的撕裂。在中国新疆的强风区, 高压输电线路上的复合绝缘子出现了严重的伞 裙撕裂问题。下图显示出该地区750kV输电线路上复合绝缘子的伞裙破坏情况, 从图 中可明显看出大伞裙的根部已撕裂。复合绝缘子的伞裙遭到这样的破坏, 对其外绝缘 性能已造成严重危害。 清华大学深圳研究生院和新疆电力部门合作, 对强风区的复合绝缘子伞裙撕裂问题进 行了深入研究, 通过风洞试验模拟出伞裙的撕裂过程, 下图就是
风洞试验获得的复合绝缘子伞裙震动过程录像的截图。 复合绝缘子伞裙撕 裂过程的风洞模拟 试验撕裂情况 通过流体力学的分析及仿真计算, 揭示了伞裙震动频率和风速、 风向以及伞裙结构的关系, 通过对伞裙结构的优化, 设计出抗强 风型复合绝缘子, 并和复合绝缘子生产厂家合作, 研制出抗强风 复合绝缘子的系列产品, 新型的伞裙结构有优异的抗强风能力, 该抗强风型复合绝缘子已在新疆强风区挂网运行, 并取得满意 的抗强风运行效果。
关志成教授 清华大学深圳研究生院
复合绝缘子伞裙撕 裂过程的风洞模拟 试验撕裂情况,强风对输电线路的危害 强风对输电线路的危害 强风对输电线路的危害 INMR China Q2 Issue 22004

复合绝缘子伞裙撕 裂过程的风洞模拟 试验撕裂情况

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