新疆典型大风区输电线路风害故障分析和防治措施改进

摘  要：输电线路会受到各种极端天气的影响进而出现故障，其中风害是较为常见的一种情况。文中，就新疆典型大风区输电线路风害故障进行了分析，并提出了防治措施，希望可以为大风区输电线路风害故障的预防提供借鉴。

关键词：输电线路;风害故障;防治措施

0 引言

哈密十三间房区域是新疆九大典型风区，常年平均大风日（8级及以上）200日以上，春冬季节变化时期，12级及以上大风天气频发。2016年至2021年的近6年里，该区域110kV-220kV输电线路累计风害跳闸8条·次，特别是3起220kV连接金具疲劳断裂事故，造成较大影响。

1 輸电线路典型风害示例

1.1 2019年05月16日09时03分，220kV某线跳闸，选项C相，重合不成功。该线路40号塔C（右）相右子导线与三角联板连接ZS挂板断裂、右子导线与防风拉线靠挂在铁塔平口处，40号右边相右子导线外层铝线与塔材相磨，造成14股导线磨损超过单根二分之一。40号右边相小号侧子导线间隔棒2支断裂脱开、大号侧间隔棒1处脱开。故障时天气：根据气象局反馈，故障区段十三间房区域09时极大风速为27.5m/s，风向西北风，风力达到10级。

1.2 2021年03月15日08时09分，220kV某线跳闸，选项A相，重合不成功。445号杆塔，发现A相导线绝缘子钢脚与悬垂线夹连接处断裂，导线搭落在拉线上，导线在防震锤处轻微损伤。故障时天气：2021年3月15日8时，十三间房区域，地区发布大风蓝色预警和沙尘暴黄色预警信号。2月下旬以来，该故障区段持续受12级以上大风天气影响，曾出现13级阵风两次（最大40.3m/s）。

1.3 2021年07月31日20时48分，220kV某线跳闸，选项A相，重合不成功。该线路33号塔A（中）相右子导线与三角联板连ZS-7挂板断裂、右子导线与防风拉线掉落在铁塔平口处，造成7股导线断线。故障时天气：十三间房区域，大风天气，地区发布大风蓝色预警，风力39.6米/秒。

2 典型风害故障成因分析

两起ZS挂板断裂的线路，建设时均未设计防风拉线，后期加装防风拉线时未考虑原有ZS-7挂板的受力情况，大风情况下ZS-7联板同时受垂直荷载导线、金具重力，在大风情况下防风拉线拉向右子导线，导致受力不均匀，风力较大时，右子导线ZS-7挂板处于长期疲劳导致损伤。尽管交变应力低于材料本身的极限强度，但它长时间作用造成疲劳损伤，再加上该地区条件恶劣，该塔垂直荷载较大等因素导致破坏速度加快，使用寿命缩短。在相当大的交变应力持续反复作用下，挂板开始有极细微的裂纹产生，发展成裂缝，裂缝不断发展，向构件内部延伸，最后在一个较大的不均匀风荷载作用下，导致断裂。

瓷质绝缘子钢脚断裂的线路同样处于长期极端大风天气作用下，线路建设时采用的是机电荷载为7吨的瓷质绝缘子，未设计防风拉线。加装防风拉线后，瓷绝缘子除了承受导线的自重外，还受到风荷载和防风拉线向下合力的作用。同时经电科院金属材料检测显示断裂的瓷绝缘子钢脚表面存在气孔类缺陷，断裂处又是应力集中部位，在大风等疲劳荷载的作用下，气孔缺陷逐渐 扩展为疲劳断裂。

3 风害防治措施评估与改进

3.1统一对单子导线受拉方式的防风拉线整改为对双根子导线同时受拉，平衡单侧导线金具受力，有条件的宜将导线悬垂串同步单变双改造，增大金具安全系数。

3.2后续线路补强防风改造维修时，要提前开展附加防风设施安全性、科学性评估，避免防治措施带来新的隐患和问题。

3.3严格制定十三间房区域的线路金具批量更换周期，装设防风拉线的和没装防风拉线的要有差异。单串打拉线的根据线路长度分两段或者三段以三年为周期进行整体更换，双串打拉线的分两段或者三段以五年为周期进行整体更换。

3.4加强十三间房大风区域线路防风措施特巡检查，每次大风黄色及以上预警天气过后，必须抽查不少于15%比例的线路区段，避免缺陷发现不及时导致故障。日常本体巡视应充分发挥无人机效用，密切留意防风拉线磨损的隐性缺陷。

3.5大风区的新建线路，必须在可研阶段提高设计标准，严格执行新疆差异化设计导则关于防风、冰害相关条款规定，从根本上提升线路设备本质安全水平和抵抗恶劣自然条件的能力，避免线路先天不足情况下投运。

参考文献：

[1]吴濡生，夏令志. 输电线路风害的成因与运维防范对策的改进[J]. 电力安全技术，2016，18（8）：9-12.

[2]谢强，张勇，李杰. 华东电网500 kV任上5237线飑线风致倒塔事故调查分析[J]. 电网技术，2006，30（10）：59-63，89.

作者简介：

韩斌（1989-），男，毕业于东北电力大学，工程师，国网哈密供电公司输电运检管理专责，主要从事输电网设备运检与安全管理工作。