改造线路使用合成绝缘子后的风偏校验分析王兴

改造线路使用合成绝缘子后的风偏校验分析王兴

王兴

（广西电力设计研究院有限公司广西南宁530000）

摘要：论述了改造线路中对于Lv/Lh（其中：Lv指垂直档距，Lh指水平档距）较小的杆塔，在由瓷或玻璃绝缘子替换为合成绝缘子时，需要注意的空气间隙的问题，以免因绝缘子串风偏问题引起线路故障。

关键词：合成绝缘子；改造；绝缘子串风偏；空气间隙

0引言

随着合成绝缘子的普遍使用，在改造线路中，将瓷或玻璃绝缘子更换为合成绝缘子的现象也彼彼皆是。尽管合成绝缘子有许多优点，然而，并非所有的瓷或玻璃绝缘子都可以简单地用合成绝缘子替换。本文结合实例论述了对于Lv/Lh（其中：Lv指垂直档距，Lh指水平档距）较小的杆塔，由于合成绝缘子串较长、较轻的特点，在替换时必须慎重，以免因绝缘子串风偏问题引起线路故障。

1绝缘子串的风偏角计算

在架空送电线路设计规程中已明确规定了工频电压、操作过电压及雷电过电压工况下，带电部分与杆塔构件的最小空气间隙，这种空气间隙是指在不同工况所对应的风速下，绝缘子串风偏后，带电体对杆塔构件应保持的最小距离。绝缘子串的风偏大小依其所产生的风偏角φ的大小来表示，计算式如下：

式中PJ-悬垂绝缘子串风压，N

GJ-悬垂绝缘子重力，N

P4-不同工况相应风速下的导线风荷载，N/m

Pd-导线自重，N/m

从公式中不难看出，φ值与绝缘子串及导线的重力、风荷载等因素有关，Lv/Lh较小以及合成绝缘子串较轻等因素均会使φ值增大。

φ<φL是绝缘子串风偏后，满足上述最小空气间隙的保证，φL为绝缘子串的最大允许摇摆角。当杆塔横担（或塔头）尺寸及绝缘子串的长度确定后，不同工况下的φL值可以通过计算或作间隙圆图求得。由于合成绝缘子串具有结构高度大的特点，串长增加后，如果横担长度较短，特别是110kV电压等级以下的线路，带电体至电杆或塔身的距离将成为最小空气间隙的控制条件。在这种情况下，绝缘子串越长，φL值越小。

因此，合成绝缘子替换瓷或玻璃绝缘子后，对于那些原设计时风偏裕度不大（Lv/Lh较小）的杆塔，可能会出现φ>φL的情况，导致带电部分与杆（塔）身之间的最小空气间隙不满足规程要求，这是不允许的。

2实例说明

输电线路地形、档距、气象等情况千变万化，每基杆塔的φ值都不尽相同，如何保证φ<φL，下面参照工程实例加以说明。

南塘-凯歌110kV线路D12杆塔摇摆角临界曲线及应用。

该塔位Lh=294m，Lv=190m，所在耐张段代表档距Lp=259m，导线型号为LGJ-240/40，最大使用应力σmax=110MPa。

（1）使用单串瓷绝缘子（7片）。根据该线路所取气象条件，计算各工况下相关参数见表1。

Lv=0.76×294-2=221<190（实际值），风偏不能满足要求。

3结语

绝缘子串风偏问题应引起足够的重视，某单位设计的田独-龙坡110kV线路及林旺-龙坡110kV线路，屡屡发生线路跳闸故障，后经分析和对故障点的检查，证实为线路运行维护中，由于更换合成绝缘子而导致的风偏后带电部分与杆塔之间的空气间隙不满足规程要求而引起。

凡是某杆位相邻两侧地形较高时，Lv/Lh往往较小，容易出现风偏问题，换成合成绝缘子后，情况将更加严重。因此，线路在更换玻璃或瓷绝缘子为合成绝缘子时，需对风偏影响加以校验。

参考文献：

[1]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册[M].2版.北京：中国电力出版社，2002：104-114.

[2]云南工业大学.高压架空线路设计基础[M].北京：水利电力出版社，1993.

[3]邵天晓.架空送电线路的电线力学计算[M].北京：水利电力出版社，1987.

[4]DL/T50545-2010，110～750kV架空输电线路设计规范[S].

[5]董吉谔.电力金具手册[M].北京：水利电力出版社，1987.