浙江电力 ５ ２０１３年第７期 ＺＨＥＪＩＡＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ 一起典型的２２０ ｋＶ线路档中风偏跳闸故障分析 方玉群，祝（金华电业局，浙江强，王金华斌 ３２１０１７） 摘要：对一起典型的２２０ ｋＶ线路档中风偏跳闸故障进行了分析计算和原因剖析，指出线路档中最 大风偏不满足规程要求是引起故障的主要原因。提出了一种档中导线风偏值的简易估算公式，为一线 运行人员及时判定档中风偏是否存在问题提供了一种可行的方法。 关键词：２２０ ｋＶ线路；风偏；跳闸；分析；估算公式 中图分类号：ＴＭ７２６ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００７—１８８１（２０１３）０７—０００５—０４ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ａ Ｔｙｐｉｃａｌ ２２０ ｋＶ Ｌｉｎｅ Ｔｒｉｐ Ｃａｕｓｅｄ ｂｙ Ｗｉｎｄ Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ＦＡＮＧ Ｙｕ—ｑｕｎ，ＺＨＵ Ｑｉａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｂｉｎ （Ｊｉｎｈｕａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｂｕｒｅａｕ，Ｊｉｎｈｕａ Ｚｈｅｊｉａｎｇ ３２１０１７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｔｙｐｉｃａｌ ２２０ ｋＶ ｌｉｎｅ ｔｒｉｐ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｗｉｎｄ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｉｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｉｔ ｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｗｉｎｄ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｃａｎ ｎｏｔ ｍｅｅｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｒｅａｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａ ｓｉｍｐｌｅ ｆｏｒｍｕｌａ ｆｏｒ ｗｉｎｄ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｆｅａ－ ｓｉｂｌｅ ｗａｙ ｔｏ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｔｏ ｔｉｍｅｌｙ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｉｆ ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｗｉｎｄ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：２２０ ｋＶ ｌｉｎｅ；ｗｉｎｄ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ；ｔｒｉｐ；ａｎａｌｙｓｉｓ；ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａ 近年来，输电线路档中风偏跳闸故障时有发 生。尤其是随着温室效应的影响，特殊气候、异 ４．０，最大设计风速３０ ｍ／ｓ。绝缘子为防污玻璃 型，耐张段线路参数如表１所示。 常天气屡见不鲜，线路档中风偏故障更是呈现逐 年增多的趋势。 经查，故障日气象部门通报天气情况为：晴， 无雨，最高温度３８℃，最低温度２９ｑＣ，日平均温 由于风偏测量和相应的计算过程相当复杂， 一度３２℃，日平均风速２ ｍ／ｓ。因故障线路途经山区 且故障档跨越大山谷．所处地形和环境容易产生 极端气候，瞬时有产生较大风速的可能。 经现场勘查及测量，故障点位于该线９３号 塔至９４号塔档中，档距为９７０ ｍ。测量时温度 ３５℃。风偏点距９３号塔为３００ Ｉｎ，导线放电点与 近处树木的水平距离２５．８７ Ｉｎ，静态时放电点导 线的运行人员往往因不具备相应的专业知识而 导致风偏隐患不能及时发现和消除。为此，通过 对一起２２０ ｋＶ线路因风偏距离不足而引起跳闸 故障的分析，提出了一种档中导线风偏值简易估 算方法 １线路参数与现场测量 某日，一条２２０ ｋＶ线路Ａ相故障跳闸．重 线比故障点低９．３４ ｍ．导线与树木最近距离ｌ４＿３ ｎ。故障树山坡坡度５１。，山坡顶比故障点高 Ｉｌ５．５９ Ｉｎ。如图１所示 合不成后导致三相跳闸，当天强送成功。经运行 人员现场故障巡查后发现系９３号－９４号档中Ａ 相导线（边相）对右上山侧树木风偏距离不足引起 放电所致。 线路投运于２００５年，全长５９．３４ ｋｍ，杆塔 数１４０基。耐张段导线采用２ｘＬＧＪ一３００／２５型．导 线安全系数２．５，地线采用ＧＪ一７０，地线安全系数 ２相关数据的计算 导线任意点的风偏距离一般包括２个部分， 即绝缘子悬垂串受风后的水平偏移量Ｓ。和导线 自身受风后的水平偏移量Ｓ ，两者相加就是导线 最终风偏水平距离５。 ６ 浙江电力 ２０１３年第７期 据 。利用状态方程式计算出假设气象条件下该 档导线应力值 ，最后通过式（２）计算出Ｓ 值。 Ｓ２＝ｇ４／（２￣１）×Ｌ ＸＬｂ （２） 式中： ， 为交跨（计算）点与两侧杆塔的距离； 。为相应气象条件下的应力；ｇ４为相应气象条件 下的水平比载。 故障点不同气象条件下的Ｓ，及导线最终风 偏距离５计算值如表３所示。 表３ Ｓ：值和最终风偏值Ｓ计算值 图１ 故障现场测量数据及示意 ２．１ Ｓｌ计算 由于两塔悬垂串风偏角不同，两塔绝缘子串 受风后的水平偏移量数值不一，档中任意点的水 平偏移量Ｊｓ。可按式（１）进行计算。 Ｓ１＝ＳＡｌ－（ＳＡｌ—ＳＢ１）× ／Ｌ （１） 式中：Ｓ ．Ｓ 分别为Ａ塔和Ｂ塔绝缘子串水平 偏移分量；Ｌ 为计算点与Ａ塔的档距； 为该档 档距。 当一侧为耐张塔或Ｖ型串安装的直线塔时． ５ 。或５ 的值按０计算。故障点不同气象条件下 的Ｓ 计算值如表２所示。 表２ Ｓ。值计算值 ３风偏跳闸原因分析 ２．２ Ｓ２计算 需先实测观测档导线弧垂值Ｉ厂，通过 计算 ３．１最大风偏不满足规程要求 （１）经现场测量，线路实测弧垂与设计弧垂 基本一致，３５％时现场测量弧垂７５．３９ ｍ．施工架 出当时气象条件下的交跨档导线应力值 ，再根 表１ ９１号－９６号段线路参数 ２０１３年第７期 方玉群，等：一起典型的２２０ ｋＶ线路档中风偏跳闸故障分析 ７ 设弧垂为７４．９６ ｍ，满足设计要求。 （２）线路断面图上相关数据存在重大错误。 从图２可知，断面图上风偏点水平距离正确（距９３ 号杆塔为３００ ｍ），与现场实测一致，但断面图高 程测量标示有误，断面图中小山顶高程为５０２ ｍ （风偏点小山顶高程比对应点导线高程低，理论 分析该点无风偏的可能性），故障后测量实际高 程为５４７．５ ｍ，放电点树木高程为５３１．５ ｍ，误差 达４５．５ ｍ。从设计断面图中分析．该档中风偏最 危险点距９３号为１００ ｍ．而它的风偏复校满足 要求，从而造成了９３号塔大号侧３００ ｍ处的风 偏隐患未纳入设计校验范畴。 图２风偏放电点模拟断面 （３）经风偏校验计算，该点的风偏校核不满 足要求。根据《１１０～７５０ ｋＶ架空输电线路设计规 范》要求，在最大计算风偏情况下，２２０ ｋＶ线路导 线与行人不能到达的山坡、峭壁、岩石之间的最 小净空距离应不小于４．０ ｍ。而实际测量计算表 明，导线高程反而比故障点山坡低，在２５ｃＩ＝、最 大风偏计算条件下，导线风偏值达４８．４０ ｍ，远 大于实际水平距离２５．８７ ｍ，如表２所示。 （４）根据表２数据并使用插值法计算可知，当 风速均匀并正面吹向导线时，在温度为１０℃、风 速达到１７．４３ ｍ／ｓ时。导线将与树木接触：当气 温为３５℃、风速达到１７．０９ ｍ／ｓ时，导线已与树 木碰触。由表２可知，在天气温度３０℃，且风速 均匀并正面吹向导线，瞬问风速约为１５ ｍ／ｓ，其 安全距离已不满足规程要求，导线有可能对树木 放电。 ３．２线路竣工验收把关不严 从表１可知，该档位于耐张段中间．为弧垂 观测档。查询施工记录和竣工验收资料，未发现 该档有施工测量风偏和验收校验的记录，因竣工 验收只核查图纸未能发现此类问题，给线路的安 全运行留下了隐患。 线路投运到故障发生历时近６年，由于一线 运行人员通过目测观察导线风偏距离难度较大， 同时负责运行维护的单位也未引起足够的重视， 从而失去了及时整治隐患的良机。 ４档中风偏值的简易估算方法 ４．１ Ｓ１取值 根据运行经验，Ｌｓ，值可按表４进行估算，当 该档两侧均为直线塔（不含Ｖ串设计直线塔）时， ．ｓ 按表４中取值：当一侧为耐张塔或Ｖ串设计直 线塔时，Ｓ．按表４中相应数据的１１２计；当两侧 均为耐张塔或Ｖ串设计直线塔时，５ 按０计算。 表４ Ｓ。估算表 电压等级／ｋＶ风速／（ｍ・Ｓ。’） Ｓ 值 ４．２ Ｓ２取值 ５ 值可按式（３）进行估算： Ｓ２＝ ｘＬ ＸＬｂ （３） 式中：ｋ为风偏系数，可按表５进行估算；Ｌ 为 风偏点距离该档Ａ塔的水平距离；Ｌ 为风偏点 距离该档Ｂ塔的水平距离。 表５ ｋ值估算表 导线型号 ｋ值 ＬＧＪ—ｌ８５１３０ Ｏ．２１ＸｌＯ ＬＧＪ一２４０／３０ ０．２４ｘｌＯ０ ＬＧＪ一３Ｏ０／２５ ０．２３ｘ１０－３ ＬＧＪ一４０Ｏ／３５ ０．２０ｘ１０－３ ＬＧＪ一５ＯＯ／４５ ０．１９ｘ１０－３ ＬＧＪ一６３Ｏ／４５ ０．１８ｘ１０－３ 在ｋ取值时有以下修正： （１） 值按导线安全系数２．５、最大设计风速３０ ｍ／ｓ、温度在１５ ～４０℃的条件下进行估算．当相 应条件变化时，数值需进行修正。 （２）ｋ值按笔者所在地区的气象条件进行估算． 在其它地区参照应用时，应根据当地的气象条件 进行修正。 （３）ｋ值与代表档距直接相关，代表档距越小， ８ 浙江电力 ２０１３年第７期 ｋ值越大。当代表档距大于２００ ｍ时， 值可按 表５进行估算。当代表档距小于２００ ｍ时． 值 应按１．１５倍进行修正 只审查图纸和施工记录，也是造成本次故障的原 因。建议今后线路竣工验收时，应重点核查线路 以下关键点：耐张跳线引流板或并沟线夹的施工 ４．３估算值与计算值比较 根据上述估算公式，估算上例２２０ ｋＶ线路 ９３号－９４号距９３号塔３００ ＩＴＩ处的风偏值为５＝ ２．０＋０．２３￣１０ ￣３００￣６７０＝４８．２３ ｍ，与计算值相比 误差较小（如表６），基本满足现场风偏判定要求。 表６估算值与计算值比较差异表 质量；导、地线弧垂以及重要交叉跨越距离：大 档距导线风偏校核；耐张压接管施工质量等项目。 （４）应加大对一线运行维护人员的培训力度， 充分认识到档中风偏的危害．掌握现场风偏距离 的简要判定方法，及时排查运行线路存在的风偏 问题，对位于山区的大跨越、大档距、大高差杆 段应特别引起重视。 参考文献： 【１］ 李恒字．走径相同的送电线路档中风偏放电故障分析［Ｊ１． 山西电力，２００７（５）：３２—３３． ５ 结语 （１）线路设计断面图上数据有误，最大风偏 不满足规程要求是造成本次风偏故障的主要原 【２］ 张殿生．电力工程高压送电线路设计手册【Ｍ］．北京：中 国电力 版社，２００３． 【３】 ＧＢ ５０５４５—２０１０ １１０ ｋＶ一７５０ ｋＶ架空输电线路设计规 范［Ｓ］．北京：中国计划出版礼，２０１０． 因。由于输电线路往往地处高山、大跨越等地形 复杂区域，而且容易出现局部微气象．因此设计 【４】ＤＬ／Ｔ ７４１—２０１０架空输电线路运行规程［ｓ１．北京：巾圈 电力出版社．２０１０． 单位在线路测量时，应提高断面、高差等测量的 精度，尤其是对于大档距、大跨越、大高差的风 【５］ ＧＢ ５０２３３—２００５ ｌ１０ ｋＶ一５００ ｋＶ架空送电线路施Ｔ及 验收规范［Ｓ】．北京：中国计划出版社，２００５． 偏值应进行精确计算和校核。 （２）提出了一种档中导线风偏值的简易估算 公式，其计算精度基本能满足现场判定要求，为 及时判定档中风偏是否存在问题提供了一种可行 的方法。 （３）由于线路竣工验收时间紧，往往没有严 收稿日期：２０１３－０４－０７ 作者简介：方玉群（１９７７一），男，浙江淳安人，高级工程师， 长期从事输电线路运行、检修和技术管理工作。 （本文编辑：杨 勇） 聱 格按ＧＢ ５０２３３标准要求进行逐基逐档的验收， 广告 目 次 口 口 ～ 杭州市电动汽车服务有限公司…………（封面） 温州电力设计有限公司…………………（封２） 德清欣电电力设计有限公司……………（彩１） 浙江高压开关厂有限公司…………（彩２．彩３） 浙江大有实业有限公司电缆工程分公司 薹 浙江盛达铁塔有限公司 藿 湖州电力设计院有限公司………………（彩１２） 蘑 杭州泰中马可电材有限公司……………（彩 ３） 薹 温州昌泰电力开关有限公司……………（彩 ４） 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