风致输电线路故障问题分析
风电场集电线路典型故障原因分析及处理措施研究
风电场集电线路典型故障原因分析及处理措施研究随着风力发电技术的不断发展和应用，风电场在我国已经得到了广泛的发展，然而风电场集电线路的故障问题也越来越多，对于保障风电场的稳定发电和运行，必须对风电场集电线路的故障原因进行分析研究，并采取科学有效的处理措施。
1. 绝缘老化长期风雨侵蚀，高温日照，加之潮湿、腐蚀等自然因素作用下，风电场集电线路的线杆、绝缘子等部件容易出现老化、断裂、开裂等问题，严重时会导致线路跳闸和设备损坏。
2. 接触不良风电场集电线路需要连接相邻的风力机或变电站设备，如连接处温升过高会引起连接不良，进而导致接触烧损、线路跳闸等故障。
3. 雷击、外力破坏雷击或者外力破坏也是导致风电场集电线路故障的原因之一，主要表现为绝缘子、线杆、电缆等被雷击或者外力损坏，进而导致线路跳闸、电缆烧损等事故发生。
1. 加强维护为了延长集电线路的使用寿命和确保其正常运行，风电场必须加强线路设备的检查、维护和保养工作，及时发现并修复线路设备的故障和损坏，加强对线杆、绝缘子等绝缘部件的检查和维护，以及对接触不良的线路设备进行拆卸清洗加紧接触部分融化。
2. 提高线路防雷能力在设计集电线路时应考虑到防雷问题，建立完善的防雷系统和设备，避免风电场集电线路遭受雷击，提高线路防雷能力，以适应不同地区气候条件的需求。
3. 选用高质量的设备风电场集电线路所选择的设备应符合国家和行业标准，如合格证明等，尤其是需要注意选用高质量的电缆、绝缘子等部件，并对设备的质量进行长时间的重复测试，确保设备在严酷的环境和工作条件下具有较好的耐久性和可靠性。
4. 高标准安装风电场集电线路的安装工作必须符合相关安装标准和要求，如直线度、标高和悬挂偏差等，避免安装偏差而导致连接不良、振动等故障。
综上所述，针对风电场集电线路的故障问题，必须采取一系列针对性的处理措施，做好线路设备的维护和保养，提高线路防雷能力，提高设备质量标准，严格按照要求进行安装工作，以确保风电场集电线路的正常运行以及风电场持续稳定的发电。
风致输电线路故障及防范措施分析
风致输电线路故障及防范措施分析摘要：开展输电线路风灾防御研究，提高输电线路在强风灾害下的安全性、保障电力供给是当前一个刻不容缓的任务和挑战。
本文重点介绍了近年来我国输电线路大风下所造成的破坏，并提出防风对策。
关键词：输电线路；风害；措施由于近年来，极端的自然灾害频繁发生，而且随着社会和经济的发展，越来越多的高电压等级的输电线逐步在勘察、设计、建造中。
而输电线路等级越高，其对风的敏感度就越来越强，风致输电线路故障的问题也会越来越突出，因此，为保证输电线路的安全稳定运行，针对各种风致输电线路故障，要从根本抓起。
近年我国输电线路风灾调查结果表明，提高输电线路抗风能力，问题急迫、刻不容缓。
针对输电线路系统在防御风灾方面严峻的现实，应积极开展防御工作。
2010年7月某天傍晚，广东某地区骤起雷雨大风，整片农作物被刮倒，树木被连根拔起。
在恶劣气候的影响下，电网220kV线跳闸。
1事故过程2010年7月，220 kV跳闸，光差保护动作，B相重合闸不成功。
经巡线检查发现，直线塔B相(中线)垂直排列导线的下线对铁塔脚钉放电造成掉闸，导线、横担、脚钉均有放电痕迹。
2设备状况该线路长度为6.101km，最大设计风速为30 m/s。
ZM2-30型直线塔，铁塔呼称高30 m，根开为4 630 mm×3500mm，导线型号为2×LGJ-300/25钢芯铝绞线，子导线排列方式为垂直排列，设计线间距离为400mm。
绝缘子串为FXBW-220/100型复合绝缘子，绝缘子串结构长度为3048mm，结构如图1所示。
1-挂板；2-球头挂环；3-合成绝缘子；4-碗头挂板；5-悬垂线夹；6-铝包带图1 绝缘子串结构3风偏放电原因分析根据气象部门资料：当日该地区10min平均风速达到8.0 m/s。
根据现场情况分析，瞬时风速达到35m/s，高于气象站现场风速。
根据当地气象条件，220kV 线路设计风速为25m/s或30 m/s。
风电场集电线路典型故障原因分析及处理措施研究
风电场集电线路典型故障原因分析及处理措施研究风电场集电线路是将风力发电机组发出的电能输送到变电站的主要通道。
在运行过程中，集电线路可能会发生各种故障，给风电场的正常运行带来一定风险。
为了确保风电场的安全稳定运行，需要对集电线路典型故障原因进行分析，并制定相应的处理措施。
分析集电线路的典型故障原因。
常见的故障原因有：1. 绝缘老化：集电线路经过长时间运行后，绝缘材料可能会老化，导致绝缘性能下降，容易出现绝缘击穿故障。
2. 外力破坏：集电线路经常处于户外环境中，容易受到大风、雷击、鸟击等外力破坏，导致线路断裂或短路故障。
3. 接触不良：集电线路连接处的接触点不良，如松动、腐蚀等，导致电流过载、接触电阻增大，甚至引发火灾等严重后果。
4. 电缆故障：电缆在安装过程中可能会被损坏，如外皮被划破、绝缘层破损等，导致电缆短路、绝缘击穿等故障。
针对这些典型故障原因，可以采取以下处理措施：1. 加强绝缘检查和维护：定期对集电线路的绝缘材料进行检查，如发现老化、破损等问题，及时更换或修复，确保绝缘材料的良好状态。
2. 防护措施的加强：在集电线路上设置防护措施，如避雷器、防鸟击装置等，以减少外力对线路的破坏。
4. 增加电缆保护措施：在电缆敷设过程中，采取措施保护电缆免受外力损伤，如使用护套、绝缘层等，以提高电缆的安全可靠性。
为了有效降低典型故障的发生率，除以上措施外，还可以采取以下措施：1. 加强定期检查和维护：定期对集电线路进行检查和维护，及时发现和排除潜在故障隐患，确保线路的安全运行。
2. 定期培训和督促：组织相关人员进行集电线路故障原因分析和处理措施的培训，提高其故障处理的能力和水平。
3. 建立健全的管理制度：建立完善的集电线路管理制度，包括故障报修、设备维修记录等，以便追踪和分析故障原因，并采取相应的措施。
风电场集电线路的典型故障原因有绝缘老化、外力破坏、接触不良和电缆故障等。
通过加强绝缘检查和维护、加强防护措施、加强连接点检查和维护、增加电缆保护措施等处理措施，可以有效降低典型故障的发生率，确保风电场集电线路的安全稳定运行。
浅谈高海拔风电场输电线路常见故障分析及对策
【摘要】高海拔风电场输电线路运行环境复杂多变，存在很多因素造成继电保护动作闸，针对故障情况进行了初步探讨，并提出相关的措施。
【关键词】风力发电继电保护输电线路常见故障前言高海拔风电场多位于山区，自然环境恶劣，气候多变。
每年输电线路均要受到气候环境和设备缺陷的影响。
笔者结合某公司近四年，多个风电场输电线路的继电保护动作跳闸的统计分析，并提出相关的建议和措施，以提高高海拔风电场的安全性，实现可靠、稳定运行。
1.总体情况1.1数据统计某公司2016年-2019年8月，设备异常情况统计如表1所示。
2016年-2019年8月共发生314次异常事件，其中线路异常发生266次（包含故障跳闸170次和主动停运消缺96次），占统计总数314次的84.7%。
由表2可知，220kV、110kV线路重合成功率为100%，均为雷电瞬时性故障。
35kV线路因未安装重合闸装置，在243次异常事故中，有21次瞬时性故障，228次为永久性路故障。
2.常见故障类型2.1数据统计根据输电线路异常原因的分类，常见的异常原因主要有8类；1、雷击；2、金具；3、覆冰；4、原因不明（无明显故障点）；5、箱变；6、引流线；7、避雷器；8、电缆头。
以上8项常见故障类型占线路异常总次数266次的79.7%。
2.2雷击雷电在放电的过程中，会产生各种效应：1、电效应。
雷电放电时的大电流会将输电线路的导线烧断或设备绝缘击穿；2、热效应。
被雷击的物体瞬间将产生大量热；3、应力效应。
由于雷电产生的热效应，来不及消散，使物体内部的水分变成水蒸气，产生爆炸力；4、电磁感应。
雷电通道周围回产生强大的磁场，使其附近的金属产生感应电流。
根据异常情况数据，雷电对该公司输电线路的影响主要体现在以下3点：1、避雷器击穿，导致单相接地故障；2、雷电感应电，造成单相或相间瞬时故障；3、绝缘子闪络。
如图1和图2所示。
2.3金具该公司的220kV、110kV和35kV输电线路均采用架空输电线路，故使用了大量线夹、导线压接管和螺栓等，金具的牢靠关系着导线或杆塔的安全，即使损坏一只，也可能造成线路故障。
配电线路台风受损原因及风灾防御措施分析
配电线路台风受损原因及风灾防御措施分析配电线路在台风季节往往容易受到损坏，给电力系统带来严重影响，甚至会导致停电。
对配电线路在台风受损原因及风灾防御措施进行分析是非常重要的。
一、配电线路台风受损原因分析1. 风力作用：台风带来的强风，往往会对配电线路造成直接的破坏。
特别是在高耸的电线杆上，风力的作用更加明显，容易造成线路杆塔倒塌、电线断裂等情况。
2. 雨水侵蚀：台风过后常常伴随着大雨，雨水会对配电线路的绝缘子和导线产生侵蚀，导致线路绝缘性能下降。
在大风和大雨的联合作用下，线路的绝缘性能很容易就会受到影响，从而导致线路发生故障。
3. 电杆材料老化：一些配电线路的支撑杆塔可能使用了较长时间，由于材料老化或腐蚀，其强度可能下降，台风来袭时更容易受到破坏。
4. 风灾前的不足准备：一些电力系统可能对于台风来临前的准备不足，未能及时巡视线路，发现可能存在的安全隐患，导致台风来临时才发现问题，而无法及时处理。
5. 无人机干扰：近年来，由于无人机的普及，一些无人机不法操作也成为了配电线路的潜在威胁。
在台风来临时，无人机的干扰可能会影响电力线路的正常供电。
以上几点都是造成配电线路台风受损的主要原因，针对这些原因，我们需要采取相应的风灾防御措施。
二、风灾防御措施分析1. 建设更为坚固的电力杆塔：在设计和建设电力杆塔时，需要考虑台风的作用，采用更为坚固的材料和结构，提高杆塔的抗风能力。
2. 加强绝缘子的防护：在设计绝缘子时，要考虑雨水侵蚀的情况，采用更为耐腐蚀的材料，加大绝缘子的防护措施，提高绝缘子的使用寿命。
3. 定期巡视和维护：在台风季节来临之前，电力系统需要加强对线路的巡视和维护，发现潜在的安全隐患，及时进行处理，保障线路的正常运行。
4. 安全防护措施：对于无人机干扰，可以采用对电力线路周围区域进行监控，及时发现并阻止无人机的非法操作。
5. 多样化的供电方式：在台风来临之前，可以考虑增加备用供电设备，以备台风来临时出现停电情况。
风电场集电线路故障原因分析及预控措施
风电场集电线路故障原因分析及预控措施摘要：随着风电装机容量和并网规模的不断扩大，提高风电供应的稳定性具有重要意义。
集电线路是风电场中的重要设备，若风电场集电线路出现故障，则会导致风机脱网，造成大量电量损失，影响风电供应的稳定性。
因此，加强风电场集电线路故障原因的研究，针对存在的问题，采取针对性的处理与预防措施具有重要意义。
关键词：风电场；集电线路；故障原因；预控措施1.风电场集电线路常见故障1.1.变压器故障变压器是电力系统中最重要的部件之一，其可以通过调压、安全隔离等方式来提高电力系统的稳定性与安全性。
如果变压器出现了故障，就意味着整个系统的线路都会受到影响。
而在用电高峰期，由于变压器在高电压下运行，其本身的温度会急剧上升，从而导致变压器出现故障的危险也会随之增大。
当遇到用电低谷，设备处于空负载的情况下，温度会快速上升，导致变压器故障。
如果变压器温度过高，则极易损坏。
1.2.接地故障引发风电场集电线路接地故障的原因较多。
其中之一就是线路接触到金属而引发接地故障另一原因是人工处理技术存在不足，有关人员在展开风电场集电线路安装工作的时候没有做好固定处理工作，这样一来很容易被外界因素影响，单相接地故障的发生率大大提升。
线路本身就是电力运行工作的重要基础，肩负着任务巨大。
电线分布的时候应当考虑多方面因素，风电场集电建设自然会受到较多因素的影响。
现代社会建筑物数量越来越多，使得风电场集电建设工作承担的工作压力巨大。
建设者应当将地形等多方面的因素考虑在内，穿越加多的建筑物及树木。
这一环节一旦没有做好阻碍因素的清理工作，很容易发生接地故障。
一旦发生接地故障，变电箱母线也随之改变，短时间内电流急剧增大，变电站电压互感器及线路供电设备被直接烧毁。
1.3.短路故障短路故障作为风电场集电线路常见故障之一，引发此类故障的原因有很多。
从而使得短路故障的排查工作和检修工作面临着较大的困难。
具体来讲，恶劣天气，例如暴风雨、雷电等会导致风电场集电线路断裂进而造成短路。
关于风偏引起线路跳闸的故障分析及对策措施
关于风偏引起线路跳闸的故障分析及对策措施第一篇：关于风偏引起线路跳闸的故障分析及对策措施关于风偏引起线路跳闸的故障分析及对策措施摘要：输电线路的风偏闪络一直是影响线路安全运行的因素之一，与雷击等其他原因引起的跳闸相比，风偏跳闸的重合成功率较低，一旦发生风偏跳闸，造成线路停运的几率较大。
本文对110kV线路一起风偏造成的跳闸事故进行了原因分析，并提出了相应的对策措施，对于降低输电线路风偏闪络故障率，提高输电线路的安全运行水平有所帮助。
关键字：风偏；闪络；跳闸；对策措施0 引言对输电线路风偏闪络引起的故障及事故分析原因，进行调查统计，研究并制订相关防治措施，对降低输电线路风偏闪络故障及事故率，提高输电线路的安全运行水平很有意义。
经统计，输电线路风偏跳闸按放电形式分，对杆塔放电的比例最大；按塔型分，耐张的比例最大。
本文将对此类故障试作分析。
故障情况2006年7月1日11：45分盘钢#1线751保护Z01、I01动作，重合不成（B相，测距4.8kM）,南钢一总降110kV备自投成功。
随即组织线路班进行带电查线，查到盘城变附近时，当地居民告知暴风雷雨时前方铁塔有冒火声响。
15：54分发现盘钢#1线751 #4塔B相搭头引流线遭雷击弧闪痕迹，并发现盘钢#1线#4塔有放电痕迹，暂不影响运行，向调度汇报要求试送一次。
16：20送电线路运行正常。
现场情况检查经现场调查，该塔为耐张塔，杆塔周边为平地，#4塔B相搭头引流线对塔身放电，塔身主材和引流线上均有放电痕迹，未安装跳线绝缘子串，两侧耐张串等高。
附近居民反映放电故障发生时段有大风、暴雨活动，持续时间较长。
图一引流线有明显放电痕迹图二塔身亦有明显放电痕迹原因分析 3.1 气候条件发生风偏闪络的本质原因是由于在外界各种不利条件下造成输电线路的空气间隙距离减小，当此间隙距离的电气强度不能耐受系统运行电压时便会发生击穿放电。
输电线路风偏闪络多发生于恶劣气候条件下，发生区域均有强风出现，且大多数情况下还伴随有大暴雨或冰雹。
配电线路台风受损原因及风灾防御措施分析
配电线路台风受损原因及风灾防御措施分析配电线路在台风中受损的原因主要包括以下几个方面：
1. 强风刮倒树木、建筑物等导致的直接冲击：台风的强风往往能够刮倒树木、建筑物等物体，这些物体可能会落在配电线路上，造成线路断裂、杆塔倾倒等直接损坏。
2. 电力设备受水淹泡：台风带来的大雨常常能够使得周围的地势积水，导致电力设备受到水淹泡，进而造成设备短路、绝缘故障等问题。
3. 配电线路敷设不合理：在一些地区，由于历史原因或者管线敷设问题，配电线路可能会经过一些易受台风影响的区域，这些区域可能存在山谷、低洼地带等风险点，因此在台风袭击过程中更容易受到破坏。
为了减少配电线路在台风中的受损程度，可以采取以下风灾防御措施：
1. 加固杆塔和线路：对于易受台风影响的区域，可以加固杆塔和线路，采取更加稳固的建设材料和结构，使其能够更好地抵御台风的冲击。
2. 隔离易受影响区域：在设计和规划配电线路时，可以避免将线路经过易受台风影响的区域，选择相对稳定和安全的路线，降低线路受损的风险。
3. 引入智能监测设备：利用现代科技手段，可以引入智能监测设备，实时监测配电线路的运行情况，一旦发现异常，及时采取措施进行修复，保障线路的正常供电。
4. 增加预警和应急响应机制：在台风来临前及时发布预警信息，提醒居民和电力部门做好准备工作，并建立快速响应机制，在线路受损后能够及时组织人员进行修复工作，减少停电时间。
5. 加强供电系统维护和管理：定期对供电系统进行检修和维护，及时整治存在的漏电、短路等问题，保障线路的正常运行，减少受损的风险。
针对配电线路在台风中的受损问题，我们可以从增加抵御能力、规避风险、提升监测和应急响应能力、加强维护等方面综合采取措施，保障配电线路的稳定供电。
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风致输电线路故障问题分析摘要:结合了我国有关抗风设计的规程规范,总结了输电线路在风荷载的影响下,在运行过程中产生的各种故障,如微风振动、舞动、风偏故障、大风故障、次档距振荡和杆塔结构疲劳及破坏等。
论述了风致输电线路各种故障的形式、形成原因、以及工程中所采取的措施。
关键词:输电线路振动风故障防护措施输电线路作为重要生命线工程的电力设施,通常情况下,输电线、杆塔体系具有杆塔体高、跨距大、柔性强等共同特点,其对风荷载的反应敏感,容易发生振动疲劳损伤和极端条件下的动态倒塌破坏。
据统计,在各类杆塔倒塌、导线断股等严重事故中,由风引起的比例约占30%。
由风荷载引起的输电线路杆塔的破坏不仅严重地影响人们的生产、生活,给社会和人民生命财产造成严重的后果,并且需要花费大量的资金和时间修复。
1 风致输电线路故障形式及其产生原因风对线路的危害,除了大风引起倒杆、歪杆、断线等造成架空电力线路停电事故外,还会因风在较低风速或中等风速情况下引起导线和避雷线振动,发生跳跃,造成碰线、混线闪络事故,严重时会因导线振动造成断线、倒杆、断杆事故。
工程实际中,由风所引起并造成输电线路的故障的类型主要有:微风振动、舞动、风偏故障、大风故障、次档距振荡和杆塔结构疲劳及破坏等。
1.1 微风振动微风振动是在风速不大的情况下产生的垂直平面内的高频低辐的振动现象。
当架空导线受到风速为0.5～8m/s稳定的横向均匀风力作用时,在导线的背面将产生上下交替变化的气流旋涡(又称卡门旋涡),该涡流的依次出现和脱离使导线在垂直平面内引起激烈振动。
当这个交变的激励频率与导线的固有频率相等时,导线将在垂直平面上发生谐振,形成有规律的一上一下波浪状的往复运动,即微风振动[2～5]。
微风振动是一种高频(f=5Hz～100Hz)低幅(A≤导线直径,有时只有10mm左右)呈驻波型式的振动。
微风振动的能量及振幅虽然都不大,但是发生振动的时间却很长,约占全年时间的30%～50%。
悬垂线夹处的导线长期处于这种反复波折的状态,容易引起导线的耐受疲劳强度降低,导致断线,金具磨损和杆塔部件损坏等。
其所引起的线路疲劳断股等事故,需要有一个累积时间和过程。
一般发现危害是在产生疲劳断股或防振器毁坏脱落之后,而这时线路危害较重。
同时微风振动产生的破坏有一定的隐蔽性。
疲劳断股有时会从导、地线内层开始,从导线外部发现不了,这给巡线工作造成假象。
1.2 舞动舞动是指由水平方向的风对非对称截面线条所产生的升力而引起的一种低频(频率约在0.1Ｈz～3Ｈz)、大振幅(振幅约为导线直径的5～300倍,可达10ｍ)的自激振动。
由于导线上的非回转对称的翼状覆冰和不同期脱冰而导致的避雷线的空气动力特性发生变化而引起的低频、高振幅的振动现象也可归结到舞动范围内[2～3]。
舞动的形成一般在气温t=0～-7℃,风速v＝5～15m/s,冬季及早春,地处风口地段或者开阔的平原,风向与线路轴向的夹角为45°～90°,海拔较低,气压较高的区域。
气压较高的区域,由于导线在大气中的比重相对较高,从而使得风易推动导线上下运动,为舞动创造条件。
舞动与电压等级关系不大,各种电压等级的线路上均发生过舞动。
其引起跳闸的次数较多,与覆冰厚度没有显著的相关性,与地形、档距、导线直径及导线张力之间有一定的关系。
舞动使杆塔产生很大的动荷载,危及杆塔及导线的安全。
舞动严重时,塔身摇晃、耐张塔横担顺线摆动、扭曲变形、近塔身处联结螺栓会松动、损坏、脱落等。
舞动可使导线相间距离缩短或碰撞而产生闪络烧伤导线,并引起跳闸。
舞动会使金具及部件受损,如间隔棒握线夹头部松动或折断,造成间隔棒掉落;悬垂线夹船体移动,联结螺栓松动、损坏、脱落,防振金具钢线疲劳、锤头掉落等。
1.3 风偏故障风偏是指输电线受风力的作用偏离其垂直位置的现象。
其容易造成运行线路导线相间放电,导线对杆塔(塔身、横担)、边坡、树木、凸出的岩石或其它物体放电,进而导致的线路跳闸的故障。
一旦发生风偏跳闸,其重合成功率较低,造成线路停运的几率比较大。
风偏故障产生的原因主要有两个方面的原因:(1)恶劣的气象条件是造成风偏闪络事故的诱因,即发生风偏闪络的本质原因。
当输电线路处于强风等恶劣环境下,此时强风使得绝缘子串向杆塔方向倾斜,减小了导线与杆塔间的空气间隙距离,有时导线－杆塔空气间隙之间存在异物(雨滴、冰雹、沙尘等)降低了空气间隙的电气强度,当该距离不能满足绝缘强度要求时便发生放电。
(2)设计参数选择不当是造成风偏事故的根源。
线路防风偏设计的主要参数是风偏角,合理选择风偏角设计参数是保证输电线路最小空气间隙满足规程要求的前提,在易于产生强风的某些微地形区,设计参数选择不当,一旦形成某些强对流天气,就会发生风偏故障。
1.4 大风故障大风故障,即大风影响输电线路的正常安全运行。
通常由大风造成的故障有两类:(1)风力超过杆塔的机械强度而发生的杆塔倾斜或歪倒所引起的事故。
(2)风力过大使导线承受过大风压,产生导线摆动以及在空气紊流作用下导致的导线不同期摆动,从而引起导线之间相互碰撞而造成相间短路、闪络放电以至引起停电事故。
产生大风故障的原因主要有:(1)设计方面。
基准设计风速考虑不太合理,设计裕度不足,设计风荷载时未考虑阵风的动力效应等。
(2)施工方面。
遗留的缺陷未及时处理:如基础未夯实,拉线夹角不符合要求等。
(3)客观因素。
客观气象恶劣,风速超过了设计值。
(4)运行维护方面。
线路缺陷未及时发现或处理等。
如塔材被盗未及时发现,基础埋深不足,卡盘外露等。
1.5 次档距振荡次档距振荡是在采用相分裂导线的线路,在较大风(风速v＝7～20m/s)的情况下发生的两间隔棒间线段的振荡现象[6]。
当风横向吹向分裂导线时,气流速度在迎风侧那根子导线的背向涡流区要降低,形成一定的尾流区域,分裂导线中一根或多根子导线就不可避免地处在迎风侧子导线形成的尾流中,尾流中的子导线上下方气流速度会不一样,按流体动力学原理则将产生升力和阻力,阻力使该子导线作近于水平向的摆动,升力则使该子导线作垂直面上下振动,两者叠加成椭圆形的振荡,这就是分裂导线的次档距振荡,从而发生在交变的风力作用下的低频大振幅振动。
次档距振荡振幅、频率介于微风振动和舞动之间,一般发生在水平面上,呈椭圆形轨迹。
次档距振荡会造成同相子导线互相碰撞和鞭击,使导线碰伤,进而造成阻尼性能差的间隔棒松动、脱离或破断,以至需要更换造价昂贵的导线和金具。
甚至造成导线断股、短路等恶性事故,严重威胁架空导线及金具的运行寿命。
1.6 杆塔结构疲劳及破坏在风的长期作用下,输电杆塔会产生振动,长期的风致振动引起杆塔结构疲劳,最终导致杆塔结构破坏,引发倒塔事故。
同时,恶劣气候或者极端天气会造成输电杆塔结构和构件的内力超过许用值,引起材料屈服,最终引发倒塔事故。
针对我国近些年来高压输电线路频发的事故,国内的研究者做过很多研究。
从目前的研究结果来看,我国近些年风致事故的主要原因有:(1)客观上讲,全球气候变化是一个主要原因。
由于人类的不合理开发和利用自然资源,使得全球的气候发生了变化,灾害性以及极端天气呈现出越来越频繁的趋势。
(2)输电塔-线体系是一种十分复杂的空间耦联体系,这种耦合效应使得输电塔的动力特性和风振响应的评估十分困难、复杂,而我国架空送电线路杆塔结构设计技术规定[7]把输电杆塔和输电线分开考虑进行计算,输电塔的设计仅把输电线作为荷载考虑,没有考虑到塔线耦合的相互影响[1]。
而输电塔-线耦联体系的风振实际测试数据以及试验数据的相对缺乏,使其抗风研究尚处于初期,无论是灾害荷载的作用机理,还是结构体系分析方法、结构设计理论、动力学控制等均存在很多缺陷。
(3)高压输电杆塔抗风设计标准相对国外设计标准较低。
我国对大跨越输电杆塔抗风设计的重现期为50年一遇的大风,而对于普通的高压输电杆塔采用的是30年作为重现周期。
而在国际通用线路设计标准IEC 60826中,对于设计风速的重现周期最小都是50年,美国输电线路结构荷载导则(1991,ASCE)对大风设计风速的重现期分别取50,100,200,400年一遇。
2 风致输电线路故障防护措施2.1 风致导线故障控制措施对于微风振动,目前工程上常用的措施主要有:(1)利用线路上各组成部件本身特性或选用适宜的设计参数,达到减弱或消除导线的微风振动。
(2)在导线上安装有效的消振装置(防振锤、阻尼线等),振动时,导线带动消振装置一起振动,导线的振动能量被消振装置吸收,降低了导线的振动强度,从而起到对导线的保护作用。
(3)在导线上安装有效的保护措施(护线条、防振线夹等),以保证线路在发生微风振动时不至于引起导线的损伤。
对于舞动,目前工程上根据其形成的因素:覆冰及其截面形状、风速及其风向、导线系统自身参数,着手于与此相应的防舞动措施。
从气象条件考虑,避开易于形成覆冰的区域与线路走向;从机械与电气的角度,提高线路系统的抵抗舞动的能力;目前的防舞措施主要遵循“避舞”、“抗舞”、“抑舞”的原则。
避舞,即在规划、勘测、设计阶段就要充分考虑防舞要求,预先排除舞动发生的外因,灵活机动地采取避舞措施。
具体做法如:认真调查气象资料,合理划分舞动区,合理选择路径和走向,在易覆冰区采取必要的防冰措施。
抗舞,即在线路设计和运行时,采取不要的措施来阻抗舞动的产生,减少舞动造成的伤害。
具体做法如:合理确定导线在塔头上布置设计;在强舞动区合理选择导线和金具;强舞动区内普通档距的线路可采用双联双线夹以增加线夹出口处导线抗弯强度等。
抑舞,即在线路设计运行时,采取必要的措施来抑制舞动的产生。
具体做法如下:在线路上安装相间间隔棒或防舞器(如失谐摆、抑制扭振型防舞器、双摆防舞器、整体式偏心重锤等),通过改变导线特性起到抑舞的作用;通过各种防覆冰措施来达到抑制舞动的目的;提高导线的运行张力和缩短档距也能收到抑制舞动的效果。
对于风偏故障,目前工程上常用的措施有:(1)优化设计参数,提高安全裕度。
在设计阶段高度重视微地形气象资料的收集和区域划分,根据实际的微地形条件合理提高局部风偏设计。
对恶劣气象频现的事故多发地区的线路适当增加空气间隙裕度,以减小线路投运后遇恶劣天气时出现跳闸的可能性。
对现有风偏角计算模型进行修正,考虑风向与水平面不平行与导线摆动时张力变化对风偏角及最小空气间隙距离的影响。
(2)采取针对性防风偏闪络的措施。
运行中,对发生故障的耐张塔跳线串的外角跳线加装跳线绝缘子和重锤;对发生故障的直线塔的绝缘子串加装重锤。
单串若加重锤达不到要求,可将其改为双串倒V型,以便加装双倍重锤。
安装重锤时应尽量避免在悬垂线夹附近安装。
对于大风故障,目前工程上常用的措施有:(1)设计上:提高杆塔设计的安全系数,增强杆塔,导线等抗风性能。
(2)运行维护方面:风季应加强巡查,及时处理线路自身缺陷。