输电线路防风偏技术综述

总623期第十一期

2017年11月河南科技

HenanScienceandTechnology

输电线路防风偏技术综述

谢凯1李雪桓1任鹏亮2

（1.国网河南省电力公司电力科学研究院设备状态评价中心，河南郑州450052；2.河南恩湃高科集团有限公司，河南郑州450052）

摘要：输电线路的风偏闪络是影响线路安全运行的主要问题之一，由于闪络后重合闸成功率低，一旦发生

风偏事故，将严重影响电力系统供电可靠性。基于此，本文介绍架空输电线路风偏放电发生的原因及特点，

总结目前常见的各项防风偏技术，并对比分析各项技术的优缺点。关键词：输电线路；风偏；防风偏技术

中图分类号：TM75文献标识码：A文章编号：1003-5168（2017）11-0094-04

TheOverviewofAnti-WindageYawTechnologyforTransmissionLine

XieKai1LiXuehuan1RenPengliang2（1.StateGridKeyLaboratoryofPowerOverheadTransmissionLineGallopingPreventionTechnique，StateGridHenanElectricPowerResearchInstitute，ZhengzhouHenan450052；2.HenanEpriGaokeGroupCo.,Ltd.，ZhengzhouHenan450052）

Abstract:Theflashoveraccidentcausedbywindageyawontransmissionlineisoneofthemainproblems

thatinfluencethesafeoperationoftransmissionline.Duetothelowsuccessrateofreclosingafterflash⁃

over,oncetheaccidentscausedbywindageyawoccur,thereliabilityofpowersupplysystemwillbeseri⁃

ouslyaffected.Inthispaper,causesandcharacteristicsofwindageyawdischargeinoverheadtransmission

linewereintroduced,andcommonanti-windageyawtechnologieswerelistedandsummarized.Theadvantag⁃

esanddisadvantagesofthesetechniqueswerealsoanalyzedandcompared.Keywords:transmissionline；windageyaw；anti-windageyawtechnology

输电线路风偏是指导线在风力的作用下发生偏

离，导致其对杆塔绝缘距离不够，发生闪络放电的现

象。输电线路的风偏放电一直是影响线路安全稳定运

行的主要问题之一，特别是对于主干输电线路，由于其

具有闪络后重合闸不易成功的特点，一旦发生风偏闪

络事故，将造成大面积停电，严重影响电力系统供电的

可靠性［1-2］。据不完全统计，2005-2014年，全国110

（66）kV及以上输电线路仅风偏跳闸就达851条次，故

障停运422条次；2013-2015年，国家电网超高压输电线

路风偏跳闸次数占全年跳闸总次数的比例分别为

11.14%、5.78%和9.81%，风偏闪络已成为输电线路发生

故障的主要原因之一。因此，深入研究输电线路风偏

闪络的原因及特点，总结现有的输电线路防风偏技术，

是提高电力系统供电可靠性的客观需求，具有重要的

现实意义。1输电线路风偏

1.1输电线路风偏发生的原因

针对近年来发生的风偏跳闸事故，国内外相关领域

的专家进行了研究与分析，认为线路风偏闪络主要是由

外因和内因两方面因素造成的。外因是自然界发生的强

风和暴雨天气，造成输电线路空气间隙减小，当间隙的电

气强度不能承受系统运行电压时就会发生击穿放电；内

因是线路设计时，对恶劣气象条件的估计不足，线路风偏

角安全裕度偏小，导致输电线路抵御强风的能力不强［3］。

1.2输电线路风偏发生规律和特点

1.2.1风偏闪络多发生在恶劣气象条件下。通过对

历年来各地区输电线路风偏跳闸事故的调查分析发现，

当线路发生风偏跳闸时，该区域均有强风出现，且大多数

情况下还伴有大暴雨或冰雹等局部强对流天气。这样一

收稿日期：2017-10-12

作者简介：谢凯（1975-），男，博士，高级工程师，研究方向：

输电线路状态监测。工业技术·95·第11期

方面，在强风作用下，导线向塔身出现一定的位移和偏

转，使得空气放电间隙减小；另一方面，降雨或冰雹降低

了导线与杆塔间隙的工频放电电压，二者共同作用导致

线路发生风偏跳闸。

1.2.2放电烧痕明显，放电路径清晰。从放电路径

来看，风偏闪络主要有3种形式：导线对杆塔构件放电、

导线线间放电和导线对周边物体放电。他们的共同特点

是：风偏闪络发生后，导线或导线侧金具上烧伤痕迹明

显，放电路径清晰。导线对杆塔构件放电时，主放电点多

在脚钉、角钢端部等突出位置；导线对周边物体放电时，

导线上放电痕迹长度可超过1m，对应的周边物体上会有

明显的黑色烧焦放电痕迹。

1.2.3风偏闪络重合闸成功率低。由于风偏跳闸一

般在出现强风天气时发生，强风的持续时间往往超出重

合闸动作时间段，使得重合闸动作时，放电间隙仍然较

小；同时，重合闸动作时，系统中将出现一定幅值的操作

过电压，导致间隙再次放电。因此，线路发生风偏跳闸时，重合闸成功率较低，严重影响了供电的可靠性。统计

结果表明，大多数500kV线路发生风偏跳闸时，都造成了

线路非计划停运。

1.2.4风偏放电发生地域不确定。国网公司风偏跳

闸事故统计结果表明，风偏故障涉及范围广泛，故障发生

地大多并无明显地形地貌上的特殊性，这就导致输电线

路的改造范围大，风偏治理难度高。

风偏事故是电网正常运行的重大安全隐患，一旦发

生风偏事故，将会造成重大经济损失。因此，高压输电线

路的风偏研究一直受到工程界的广泛关注。深入研究输

电线路风偏闪络并提出行之有效的防风偏技术，具有重

要的工程实际意义和技术经济效益。

2输电线路防风偏技术

2.1Ⅰ型串改Ⅴ型串

发生风偏闪络的杆塔塔形以直线塔为主，对于已建

成线路，

可将易发生风偏放电的直线塔的悬垂绝缘子串图1Ⅰ型串改Ⅴ型串后的效果图

图2加装重锤后的现场效果图输电线路防风偏技术综述第11期·96·

改造成Ⅴ型绝缘子串（Ⅰ型串改Ⅴ型串）；对于新建线路，

在可能发生强风的地区，直线杆塔也应尽量采用Ⅴ型绝

缘子串结构。Ⅴ型串可增加导线和绝缘子的横向约束，

防止导线和绝缘子在强风作用下向杆塔倾斜，有效降低

风偏故障发生的概率。图1为Ⅰ型串改Ⅴ型串后的实际

效果图。

2.2加装重锤

对于已建成线路，在档距和杆塔形式都很难改变的

情况下，可在易发生风偏故障的直线塔的悬垂绝缘子串

上加装重锤，增挂重锤片相当于增加了导线的垂直荷载，

当遇到大风等恶劣气象条件时，利用重锤片的垂直荷载

来抵御风荷载。加装重锤后的现场效果如图2所示。

2.3氟硅橡胶导线护套

氟硅橡胶是一类新型高性能有机合成新材料，具有

优异的电气及物理化学性能，尤其可贵的是对电场、臭氧

长期耐受，可保证材料在自然环境下的长期机电性能，在

输电线路绝缘子悬垂端两端导线上包裹一定厚度的氟硅

橡胶导线护套（防风偏导线护套）已成为抑制风偏放电的

重要方法之一。图3为防风偏导线护套的挂网效果图。

图3防风偏导线护套挂网效果图2.4防风偏拉线

在无人大风区，输电线路普遍采用加装防风偏拉线的方法抑制风偏。通过在导线线夹处加装平行挂板，连

接绝缘子后用钢绞线侧拉至地面，就可起到在大风时限

制导线摆动，抑制风偏的作用。防风偏拉线的现场安装

效果如图4所示。

图4防风偏拉线现场效果图2.5防风偏绝缘拉索

防风偏绝缘拉索是由棒体和棒体两端的连接金具串

联而成，棒体包括内部的棒芯和棒芯外部的伞裙，伞裙为

硅橡胶复合材料。根据不同塔形，防风偏绝缘拉索被设

计成柔性和刚性两种，主要区别在于棒芯是刚性环氧树

脂玻璃纤维引拔棒还是柔性高强度承力的锦纶材料。同

时，为满足不同安装距离的要求，可采用长度可调节的分

节组合式绝缘拉索。绝缘拉索安装在塔身上，当导线在

大风作用下偏向杆塔时，会被绝缘拉索阻挡，从而保证导

线和塔身之间满足安全距离要求。图5为防风偏绝缘拉

索的现场安装效果图。

3技术对比分析

如上所述，目前输电线路的防风偏技术主要有Ⅰ型

串改Ⅴ型串、在绝缘子串下加装重锤以及安装防风偏导

线护套、防风偏拉线和防风偏绝缘拉索等［4-6］，各项防风

偏技术优缺点总结如表1所示。表1几种防风偏技术的优缺点对比

方案

Ⅰ型串改Ⅴ型串

加装重锤

防风偏导线护套

防风偏拉线

防风偏绝缘拉索优点

防风偏效果良好

可防风偏

可防风偏的同时，还可防鸟害以及异物相间搭接而引发的短路

防风偏效果良好；安装维护方便简洁

防风偏效果良好；安装方式简单；对杆塔影响小；安装改造不需要断电缺点

安装改造需要断电；安装改造的施工难度大、花费高；改造时，有些杆塔塔头结构需调整

安装改造需要断电；防风偏效果有限；增加了杆塔的额外负重

安装改造需要断电；人工维护量较大；导线发热对护套影响大

应用地域受限；拉线需防盗，安全防范成本高

无明显技术缺点输电线路防风偏技术综述·97·第11期

Ⅰ型串改Ⅴ型串在现场应用中具有良好的防风偏效

果，但改造安装的施工难度大、花费高昂，且改造时需要

断电，有些杆塔由于原始设计的原因，并不具备改造条

件，塔头结构还需进行调整；加装重锤的方法虽然可在一

定程度上抑制风偏，但效果有限，而且重锤片重达几百公

斤，加装重锤增加了杆塔的额外负重，大风时易造成杆塔

受损，同时改造安装时也需要断电，改造成本较高；安装

防风偏导线护套的方法人工维护量较大，施工安装不方

便，安装改造需要断电，同时导线发热对导线护套影响较

大；安装防风偏拉线的方法在无人大风区应用普遍，安装

维护方便简洁，但该方法不适用于人流车辆密集区，应用

地域受限，而且拉线必须全部防盗，易盗区拉线还应采取

防据割措施，安全防范措施成本高。

图5防风偏绝缘拉索现场安装效果图防风偏绝缘拉索安装方便，施工时只需在塔身上打

孔，安装常用配套连接金具即可；相较于加装重锤和Ⅰ型

串改Ⅴ型串的方式，不需要改变杆塔横担结构，减少了对

杆塔的影响；同时，安装改造不需要断电，综合费用低，技

术优势显著，目前已作为新技术纳入2017年国家电网公

司新技术目录。该装置于2013年1月首次应用在河南电网500kV阳东Ⅱ线上，运行结果表明，防风偏效果良好，

具有极高的推广应用价值。截至2017年8月，防风偏绝

缘拉索已应用于河南电网500kV阳东Ⅰ线、阳东Ⅲ线、邵

周Ⅰ线、塔仓线4条线路的防风偏线路改造中，安装改造

长度超过400km，杆塔数达900基。

4结论

目前，我国在防风偏技术的理论研究和实践方面已

经取得了丰富的成果，各类防风偏技术不断出现，线路风

偏故障发生的概率不断降低，电网供电可靠性得到显著

提高。相对于其他防风偏技术，防风偏绝缘拉索综合性

价比高，具有显著的技术优势，推广价值高，应用前景广

阔。但迄今为止，线路防风偏技术还远未达到线路防污

那么成熟的程度，风偏跳闸事故仍时有发生。因此，各线

路运维单位应加强与企业高校的合作，深入开展防风偏