经典：架空输电线路风偏计算

第二章 4.求[例2-2]中沈阳地区50年一遇的30m 高度的最大设计风速是多少？ 【解】（1）计算样本中的48个年最大风速的均值ν和标准差S 分别为：)/(9375.184890911s m v n n i i ===∑=ν)/(3402.41483525.885)(1112s m v v n S n i i=-=--=∑= （2）进行重现期的概率计算，由于风速个数48=n ，查表2-7并进行线性插值，得到修正系数C 1、C 2为：15714.1)4548(455015185.116066.115185.11=-⨯--+=C54764.0)4548(455054630.054853.054630.02=-⨯--+=C分布的尺度参数a 和位置参数b 为：1)/(26661.03402.415714.11-===s m S C a )/(8834.1626661.054764.09375.182s m a C v b =-=-=重现期R=50年20m 高度的年最大风速为：)/(519.31)15050ln(ln 2661.018834.16)1ln(ln 150s m R R a b v =⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--= （3）进行高度换算，B 类地区，故0.1,16.0==βz ，则067025.1)2030(0.1)(16.0=⨯==z h h 仪设计βα所以，30m 设计高度处50年重现期的年最大风速为：)/(632.33519.31067025.15050s m v v m =⨯==α第三章 6.试计算LGJ-150/35钢芯铝绞线的弹性系数、温度线膨胀系数和计算拉断力，并与查表值进行比较（以相对误差表示）。

【解】：查附录A 得35/150-LGJ（根数30/7）可知：铝部截面积226.147mm A a =， 直径mm d a 5.2=；钢部截面积236.34mm A s =，直径mm d s5.2=；计算截面积262.181mm A =，导线外径25.17mm d =， 计算拉断力[]N T j 65020=。

架空电力线路最小风偏的水平安全距离架空电力线路的安全是电力供应的关键，其中风偏是影响电力线路安全的重要因素之一。

下面我们将详细探讨架空电力线路最小风偏的水平安全距离。

首先，我们需要了解什么是风偏。

风偏是指风力对电力线路产生的侧向力，造成电线杆、导线的弯曲或倾斜。

风偏的存在会增加电线塔或杆件的受力，如果超过了其承载能力，就会导致杆件的损坏，甚至引发倒塌的危险。

因此，确定架空电力线路最小风偏的水平安全距离非常重要。

为了确定架空电力线路最小风偏的水平安全距离，我们需要考虑以下因素：1. 地域特点：不同地区的风力强度和风向差异很大，因此对于每个地区，应根据当地的气象数据和实际情况，确定适当的水平安全距离。

2. 电力线路的设计参数：电力线路的高度、导线的张力、杆件的强度等设计参数将直接影响风偏的大小。

在设计电力线路时，应根据这些参数，结合实际情况，制定相应的水平安全距离标准。

3. 电力线路的维护和检修：定期对电力线路进行维护和检修，及时发现和处理杆件的老化、损坏等问题，减少因杆件强度不足而引发的风偏风险。

在确定架空电力线路最小风偏的水平安全距离时，需要综合考虑以上因素，制定符合实际情况的标准。

一般来说，根据相关国家或地区的规范，会制定相应的安全距离标准。

这个标准会基于相关的公式和经验进行计算，确保电力线路在各种气象条件下的安全运行。

最后，为了确保架空电力线路的安全运行，除了确定水平安全距离，还应注意以下几点：1. 电力线路的定期巡检和维护，及时发现和处理风偏导致的问题。

2. 落地电线的正确安装，确保电线与地面的距离符合安全标准。

3. 电力线路的设计和建设应依据相关的规范和准则进行，确保线路的结构安全可靠。

4. 加强对电力线路周围环境的管理和保护，防止外界物体对线路的破坏。

总之，架空电力线路最小风偏的水平安全距离是确保电力线路安全运行的重要指标。

制定科学合理的安全距离标准，并注意维护和管理工作，可以有效地降低风偏风险，保障供电的可靠性和安全性。

220kV架空输电线路风偏放电原因分析及改造措施王全兴福建省福州电业局摘要：福州地处福建沿海东南部，每年沿海登陆的台风以及强对流天气产生的飑线风都会对输电线路造成严重威胁，其中最易发生导线、引流线在强风作用下对塔身风偏放电，导致输电线路失地故障。

根据多年来的运行经验统计，线路风偏跳闸次数占总跳闸次数的20％～30％。

本文通过对风偏放电机理的分析和历年来典型事故的调查，对线路的防风性能进行系统的科学计算、分析、评价，找出影响线路风偏放电的原因，进而制定针对性的改造措施，以提高线路防风偏性能。

关键词：架空线路防风偏分析改造一、台风与飑线风形成的机理太阳直射的持续高温，造成大面积洋面上的水分大量蒸发。

不断蒸发的水分将逐渐排斥空气中的其它气体成分，使空气的湿度急剧增加，当有外部条件（如降温或水蒸气自动凝结）促使高湿度的空气水分凝聚时，空气的压强会急剧下降，造成了相对于周围空间的大气负压，而这种负压就是形成台风的中心负压。

这种负压一旦形成，周围的空气就会立刻进行补充。

由于负压往往是从低温度的高空开始形成的，因而也就形成了自下而上且周围向中心旋转的空气大旋涡，这就是台风形成的机理。

来源:飑线风系局部强对流天气，飑线前天气较好，多为偏南风，且在发展到成熟阶段的飑线前方常伴有中尺度低压。

飑线后天气变坏，风向急转为偏北、偏西风，风力大增，飑线之后一般有扁长的雷暴高压带和一明显的冷中心，在雷暴高压后方有时还伴有一个中尺度低压，由于它尾随在雷暴高压之后，故称之为“尾流低压”。

飑线沿线到后部高压区内，有暴雨、冰雹、龙卷等天气。

台风、飑线风期间，近中心风速可以达到35m/s以上，风圈影响半径大，对输电线路的导线、引流线、绝缘子串产生极大的风压荷载，引起线路风偏摇摆放电。

二、福州地区输电线路概况福州电业局输电线路主要以220kV/110kV为骨干网，辅之有35kV线路，架空输电线路所经地区气候、地形、地质和各种自然条件十分复杂。

架空输电线路基本风速的确定风荷载是考虑杆塔和导线强度的基本条件。

基本风速的⼤⼩决定了⼤风⼯况下架空输电线路导地线以及杆塔所承受荷裁的⼤⼩,直接影响杆塔及其基础的材料消耗量,最终影响输电线路⼯程造价。

国家电⽹公司输电线路通⽤设计(2011年版)将基本风速进⾏了细分, 即有23.5、25、27、29、31、33、35m/s等7种之多(500千伏线路起点为27m/s),平均2m/s⼀档。

这就要求设计时严格遵守有关规程、规范、准确计算进⽽确定架空输电线路的基本风速。

⼀、基本风速和最⼤风速1.1、基本风速基本风速: ⼜称参考风速、标准风速。

空旷平坦地⾯或海⾯以上规定标准⾼度处的规定时距和重现期的年平均最⼤风速。

结构物抗风设计的基准风速。

可由现场实测风速资料推算或利⽤⽓象站风速观测资料进⾏统计分析得出。

多数国家采⽤10m为标准⾼度，10min 为标准时距，重现期则依结构物及其重要性不同取为30～150年不等。

根据⽓象台、站在当地空旷平坦地⾯上10m ⾼处观测到的10min平均风速资料，通过极值分析得出的相应于规定平均重现期(30年、50年或100年)的风速基准值。

线路设计规范中对基本风速的定义：按当地空旷平坦地⾯上10m⾼度处10min时距,平均的年最⼤风速观测数据,经概率统计得出 30～100年⼀遇最⼤值后确定的风速。

本风速重现期应符合下列规定:1）、66kV及以下输电线路重现期应取30年。

2）、110kV~330kV输电线路重现期应取30年。

3）、750kV、500kV输电线路重现期应取50年。

4）、1000kV输电线路重现期应取100年。

统计风速样本的基准⾼度,统⼀取离地⾯(或⽔⾯)10m,保持与«建筑结构荷载规范»GB50009⼀致,可简化资料换算及便于与其他⾏业⽐较。

1.2、最⼤风速最⼤风速:是指给定时段内的10分钟平均风速的最⼤值。

极⼤风速是指给定时段内的瞬时风速的最⼤值。

⽐如挑取⼀天最⼤风速就是在这⼀天内任意的10分钟平均值的最⼤者为⽇最⼤风速；⼀天的极⼤风速就在这⼀天内瞬时（⼀般是指1s）风速的最⼤值。

斜抛物线方程系列公式 悬挂曲线方程：βσγcos 2)(0x l x xtg y --= 任一点弧垂：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=-=20)(4cos 2)(l x lx f x l x f m x βσγ 最大弧垂：βσγcos 80221l f f m == 发生在档距中央 档内线长：203224cos cos σβγβl l L += 任一点应力：βγβσγβσσtg x l x l x 2)2(cos 8)2(cos 0220---+= 悬挂点应力：)2(cos 2cos 800220h f h l COS m B A γβσγβσγβσσσ+=+= 悬挂点垂向应力：βγσγcos a A = βγσγcos b B = 两点应力关系：)(2112y y -=-γσσ 最低点至两点悬挂点的水平距离：βγσsin 210-=a βγσs i n 210+=b 悬点处架空线的倾斜角：βσγβθcos 20l tg tg A -= βσγβθcos 20l tg tg B += 代表档距：∑∑===n i i n i i r x ll l 101230cos cos 1ββ 代表高差角：∑∑===n i i i n i i r l l 00000cos cos ββ 垂直档距公式：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=22110l h l h l l v h v γσ架空线的比载自重比载：()31100,0-⨯=Aqg γ )(m MP a 冰重比载：()3210)(728.270,-⨯+=Ab d b b γ )(m MP a 垂直总比载：()()()0,0,00,213b b γγγ+= )(m MP a无冰风压比载：()32410sin ,0-⨯=θμαβγAW d v v sc f c )(m MP a 覆冰风压比载:()32510sin )2(,-⨯+=θμαβγAW d d v b v sc f c )(m MP a 无冰综合比载：()()()v v ,00,0,024216γγγ+= )(m MP a 覆冰综合比载：()()()()v b v v b ,],00,0[,252217γγγγ++= )(m MP a临界档距：[][][]βσγσγβασσ3202000cos )(cos ][][24⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=i i j j l j i j ij E t t E l应力状态方程：()1221322112232222cos 24cos 24cos t t E l E l E ---=-βασβγσσβγσ 漩涡的交替频率：d v sf s = N 阶固有振动频率：mT m T l n f n 0012λ== nl 2=λ 方振垂安装位置计算：22220N M N M s λλλλ+⨯= m T Sv d M N M 22=λ m T Sv d N M N 22=λ。

架空输电线路防风偏改造方法分析摘要：架空输电线路的稳定性和对自然环境的抵抗能力对于电能的传输状态有着重要的影响，为实现输送电力的稳定性，应强化对电线路的改造。

本文就架空输电线路防风偏改造方法进行合理分析，针对风偏的危害进行简述，并提出架空输电线路降低风偏影响的具体措施，旨在提高电力传播的稳定性，为相关工作人员提供几点建议。

关键词：架空输电线路；防风偏；改造方法引言：在电力企业的电力生产和运输过程中，输电线路的稳定性对企业的发展和电力的运输过程具有决定性作用。

架空输电线路暴露在高空中，不可避免的会受到自然环境和天气变化的影响，尤其在大风和雷雨天气，输电线路受到的影响更为剧烈。

为降低输电线路受到风偏的影响，应合理的对架空输电线进行改造，提高电线的抵抗力，使其能够保持电力传输的有效性。

1输电线路风偏的危害风偏是一种对架空输电线路有较大危害的风灾，其在受到强风的影响后，会对电线的稳定性产生较大影响，使线路发生破坏[1]。

受到风偏影响后，输电线路可能会发生跳线、风偏闪络跳闸或者线路断裂等现象。

风灾多发的区域内，在风力的作用下，电线发生偏离现象，使得其对周围的事物放电，进而使得整片线路发生跳闸的现象，发生风偏危害后，该区域的输电线路被破坏较为严重，一般需要重新进行停运维修，对各方面都会产生不良影响。

造成风偏故障发生的主要影响因素有两个，一是大风以及较为恶劣的气候因素，其为产生风偏的根本原因；二是输电线路的设计参数与电线所处环境不符，防风偏设计效果不良，无法对风力影响产生一定的抵抗作用，导致风偏故障发生概率较高。

2输电线路防风偏改造的具体措施2.1安装防风拉线通过安装防风拉线的方式来提高输电线路的稳定性，该方式也被称为阻拦式防护，利用拉线对输电线路进行固定，在线路上设置相应的斜拉式绝缘线，使其能够在适用于单、双回路的运行电线中；或者也可以使用下拉式的绝缘线对单回路的直线塔进行固定，降低其受到风偏影响，保持稳定性[2]。

弧度转角度 =180/PI()*弧度φP1=悬垂绝缘子风压G1=绝缘子自重P=各工况下导线风荷载W1=导线自重力LH=水平档距LV=垂直档距P1=9.81*A1*V*V/16A1=绝缘子受风面积，盘径254mm取0.02㎡，单导线金具取0.03㎡V=风速V=27P1=263.71119A1=0.59P=0.625*α*μsc*βc*（d+2δ）*LH*（Kh*V）*（Kh*V）*sin²θv=线路规定基准高hs处的设计风速K h=电线平均高度为h处的风速高度变化系数d=电线外径δ=电线覆冰厚度LH=水平档距θ=风向与电线轴间的夹角K h=（h/hs）αα=与气象台地面粗糙度有关系数，一般陆地取0.16，宽水面跨越h=风速距地面或水面的高度hs=线路的风速基准高度1.2274630.16Lv=Lv+40-（T+40 -T)/W1*αT+40=40℃时导线张力T=各种工况下导线张力α=塔位高差系数，平地一般取-0.03～-0.05，丘陵-0.06～-0.0W1=14.81Lv+40=383T+40=49.22导线截面积大风雷电内过T=65.7949.5850.99α=-0.08（应力）LV=342.5831W1=14.81Lv+40=383T+40=38.72导线截面积雷电T=49.58α=-0.08（应力）LV=356.5107W1=14.81Lv+40=383T+40=38.72导线截面积内过T=50.99α=-0.08（应力）LV=353.07150.7206691541.291300741°17'294448.1612金具取0.03㎡，双分裂取0.04㎡，3-4分裂取0.05㎡，双联受风面积可取Kh*V）*sin²θ*0.0014997.9131.1271.2274629727.633576，宽水面跨越取0.12陵-0.06～-0.08，山地-0.08～-0.15451.55 451.55 451.55受风面积可取单联的1.5-2倍。

对输电线路导线风偏问题的浅析摘要：输电线路的风偏放电一直是影响线路安全运行的问题之一。

通过对近年来频繁发生的110 — 500kV 输电线路风偏闪络事故进行分析，发现发生风偏放电的主要原因为:在外界各种不利条件下造成输电线路上导线-杆塔之间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最高运行电压时便会发生击穿放电。

提高输电线路导线悬挂高度，对优化线路走廊、节约土地、减少树木砍伐等的作用意义深远，但同时对线路的运行和维护技术提出了更高的要求。

这里探讨输电线路导线悬挂高度的提高对风偏放电的影响。

关键词：输电线路、导线悬挂高度、风偏、影响在送电线路工程进行杆塔头部的绝缘配合设计时，需要考虑影响因素中的一个因素是导线悬垂绝缘子串的风偏角。

导线悬垂绝缘子串的风偏角是由于风吹在绝缘子串和导线上而引起的悬垂绝缘子串偏移的角度。

悬垂绝缘子串偏移的角度易引起导线风偏上拔。

由于导线风荷载悬垂绝缘子串产生偏斜，直线杆塔两侧的档距愈大，悬垂绝缘子串偏斜也就愈严重，这种偏斜必然引起带电部份的导线，悬垂线夹，均压屏蔽环，防振锤等，对杆塔的接地部份塔身，横担，脚钉等的空气绝缘间隔减小，在工程设计中若考虑不周，就会引起闪络接地故障。

所以设计人员在设计中应高度重视对导线风偏上拔的验算，保证送电线路的安全运行。

故这里引用基本公式及计算方法对风偏上拔验算的条件加以探讨。

1、导线的风偏摇摆和上拔具有一定的一致性导线风偏摇摆是指采用悬垂绝缘子串的直线杆塔上的导线在运行状态下（最大风速，雷电过电压，操作过电压），承受水平风荷载时偏移的程度，一般以下式表示：Φ=tg-1（Pj/2+Lhg4S）/（Gj/2+Lvg1S+Gf）（1）式中：Φ—导线风偏角（ °）；PJ—作用于悬垂绝缘子串的风荷载（N）；GJ—悬垂绝缘子串的重量（N）；Lh—所在杆塔位的水平档距（m）；Lv—所在杆塔位的垂直档距（m）；S—导线的载面积（mm2）；Gf—防振锤重量（N）；g1—导线的自重比载值（N/m.mm2）；g6—导线在运行电压（最大风速，内过电压，外过电压气象情况时）相应的风压比载值（N/m.mm2）。

铝钢铝钢总计666.55623.4543.1666.5533.6151500V≥350.7工况低温大风年平均高温安装外过内过覆冰温度(℃)0202040515150风速(m/s)037001015150冰厚(mm)00000000LshLchPjGjf大风λ7796690041.125.23C--风荷载计算的体型系数,线径d＜17时,取1.2,线径d≥17时，取1.1V--设计风速,m/s。b--导线覆冰厚度,mm。d--导线外径,mm。Pj--悬垂绝缘子串所受风压,N。Gj--悬垂串的重量,N。Lsh--杆塔的水平档距,m。Lch--杆塔的垂直档距,m。f大风--大风工况下的电线弧垂,m。λ--绝缘子串长度,m。气象条件设计风速(m/s)αV＜2020≤V＜3030≤V＜3510.850.75电线数据结构根数/直径(mm)标称截面铝/钢(mm2)计算截面(mm2)外径(mm)直流电阻不大于(Ω/km)
计算拉断
力(N)
2007.2
1.21.1
C

计算质量
(kg/km)

架空输电线路电⽓参数计算架空输电线路电⽓参数计算⼀、提资参数表格式⼆、线路参数的计算：导线的直流电阻可在导线产品样本中查到。

当线路的相导线为两分裂导线时，相当于两根导线并联，则其电阻应除以2。

多分裂导线以此类推。

1）单回路单导线的正序电抗：X1＝0.0029f lg(d m/r e) Ω/km式中 f－频率（Hz）;d m－相导线间的⼏何均距，（m）；dm＝3√（d ab d bc d ca）d ab d bc d ca －分别为三相导线间的距离，（m）；r e－导线的有效半径，（m）；r e≈r－导线的半径，（m）。

2）单回路相分裂导线的正序电抗：X1＝0.0029f lg(d m/R e) Ω/km 式中 f－频率（Hz）;d m－相导线间的⼏何均距，（m）；dm＝3√（d ab d bc d ca）d ab d bc d ca －分别为三相导线间的距离，（m）；R e－相分裂导线的有效半径，（m）;n＝2 R e＝（r e S）1/2n＝4 R e＝（r e S3）1/4n＝6 R e＝（r e S5）1/6S－分裂间距，（m）。

3）双回路线路的正序电抗：X1＝0.0029f lg (d m/R e) Ω/km式中 f－频率（Hz）;d m－相导线间的⼏何均距，（m）； a 。

c′。

dm＝12√（d ab d ac d ab′d ac′‵d ba d bc d ba′d bc′d ca d cb d ca′d cb′） b 。

b′。

d ab d bc ……分别为三相双回路导线间的轮换距离，（m）； c 。

a′。

R e－相分裂导线的有效半径，（m）;R e＝6√（r e3 d aa′d bb′d cc′）国内常⽤导线的线路正序电抗查《电⼒⼯程⾼压送电线路设计⼿册》第⼆版 P18～P19查表时注意： 1）弄清计算线路有代表性的塔型（⽤得多的塔型），或有两种塔型时，⽤加权平均计算出线路的⼏何均距。

输电线路风荷载的全方位计算摘要：在高压架空送电线路设计中，最不利风向时的风荷载常决定着杆塔内力大小或基础作用力的大小。

本文将通过几个工程实例详细说明在高压架空送电线路设计中，如何确定几种特殊情况下最不利风向时的风荷载计算，以确保高压架空送电线路的安全运行。

关键词：全方位;基础作用力;运行情况;不平衡张力;风荷载Abstract: In the project design of overhead transmission lines, the most unfavorable wind direction, wind load often determines the internal force of tower or base force size. This article will through several engineering examples in detail in the overhead transmission line design, how to determine some special situations the most unfavorable wind direction wind load calculation, to ensure the high voltage overhead power transmission line safe operation.Key words: all-around; base forces; operation; unbalanced tension; wind load1 引言在高压架空送电线路设计中，杆塔荷载的计算应执行《110～750kV架空输电线路设计规范》（以下简称《规程》）中第10条“杆塔荷载及材料”。

其中正常运行情况下，应计算的荷载组合是：1 基本风速、无冰、未断线；2 设计覆冰、相应风速及气温、未断线3 最低气温、无冰、无风、未断线（适用于终端和转角杆塔）本文主要针对上述第一种情况，在正常运行大风情况下计算铁塔内力或基础作用力时可能出现的漏洞。

220kV架空输电线路风偏放电故障分析摘要：某220kV线路#27 转角塔B相（中相）故障，结合故障天气、现场巡视及设备情况、跳线风偏计算、校验做出分析，确认该次故障是由跳线安装弧垂过大造成风偏距离不足，引起线路故障。

关键词：输电线路；跳线；风偏放电；计算分析引言输电线路是电力系统的重要组成部分，在线路运维中，线路风偏故障占比较大。

线路发生疑似风偏故障后，可根据故障发生时的气象数据及故障时设备的相关参数，通过计算风偏放电间隙[1]准确的分析故障原因，本文通过采用风偏计算的方法证实某220kV线路故障原因是由于跳线安装弧垂过大风偏后不足造成的。

1故障简介1.1故障情况某220kV输电线路B相（中相）故障，现场发现该线路#27铁塔B相导线耐张串小号侧挂点第一片瓷瓶钢帽及直角挂板等金具连接处有明显的放电痕迹，同时发现小号侧跳线弧垂最低点处有放电灼伤痕迹，见图1中圈起的为放电点的位置。

图1 跳线结构及放电点位置1.2天气情况温度 2℃～-5℃，风力6级以上，瞬时风力达到7～8级，风向与线路走向成45度角，最大风速19.6米/秒。

2故障原因分析2.1初步推断故障原因现场故障原因初步推断是因直观的跳线安装弧垂过大，风偏后电气间隙不足造成线路故障，但由于故障时最大风速19.6米/秒，而设计风速为30米/秒，所以为了能够准确查找故障原因，故对现场的故障设备参数及电气间隙、跳线弧垂等相关数据进行收集，通过跳线风偏计算进行核实。

2.2故障现场设备相关参数、数据该线路为单回输电线路，#27转角塔（干字型），转角度数为3°49′，设计风速30米/秒。

B相跳线绝缘子串为双串XWP-70×14瓷质绝缘子，单片瓷瓶重Aj =5.4kg，跳线型号2×LGJ-240/30上下垂直排列，跳线截面A= 275.96mm2，直径d=21.6mm，故障发生时最大风速v=19.6m/s，风与线路走向夹角约45°，即风向与跳线放电点切线近乎垂直。