配網(wǎng)大檔距裸導(dǎo)線風(fēng)偏技術(shù)探討

劉婷婷 ，劉紅松

（1.國網(wǎng)安徽宿州供電公司，安徽 宿州 234000; 2.國網(wǎng)安徽宿州市城郊供電公司，安徽 宿州 234000）

近年來，因架空配電網(wǎng)網(wǎng)架薄弱、運(yùn)行環(huán)境相對(duì)較差、通過復(fù)雜地形、惡劣氣候條件日益增多等因素凸顯，給架空配電線的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了較大的影響。本文對(duì)配網(wǎng)風(fēng)偏故障原因進(jìn)行分析，制定了相應(yīng)的治理措施。

1 大檔距裸導(dǎo)線風(fēng)偏現(xiàn)狀

1.1 安徽典型風(fēng)帶現(xiàn)狀

安徽典型風(fēng)帶按區(qū)域分布統(tǒng)計(jì)，風(fēng)害故障主要分布在安徽典型風(fēng)帶，包括馬鞍山—巢湖風(fēng)帶、淮北—宿州風(fēng)帶、定遠(yuǎn)風(fēng)帶、淮南—合肥風(fēng)帶、寧國—廣德風(fēng)帶；另有其他風(fēng)帶分布，地區(qū)分布性較為明顯。

1.2 大檔距裸導(dǎo)線現(xiàn)狀

經(jīng)統(tǒng)計(jì)排查，全省16 個(gè)地市均存在大檔距裸導(dǎo)線，其中六安、安慶、阜陽、宿州等區(qū)域分布居多。目前仍存在大量25、35 mm2的裸導(dǎo)線，占全量裸導(dǎo)線的25.48%，此部分導(dǎo)線已不滿足配網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀，須工程改造徹底解決問題。

50 mm2及以上裸導(dǎo)線占全量的74.52%，此部分導(dǎo)線雖不須工程改造，可繼續(xù)運(yùn)行，但仍存在線路裸露、檔距大、相間距離小、線路通道環(huán)境差、線路弧垂不平衡等運(yùn)行問題，須開展技術(shù)治理和運(yùn)維措施，防范大風(fēng)天氣下線路故障。

1.3 風(fēng)偏典型故障原因分析

案例1：2021 年6 月3 日，35 kV 某變電站10 kV 某線路因支線#2、#3 桿相間放電，相間發(fā)生瞬時(shí)短路故障，分段開展跳閘1 次，重合閘成功。此支線為LGJ-35 mm2裸導(dǎo)線，受大風(fēng)天氣影響（風(fēng)速29 m/s，11 級(jí)大風(fēng)），相間放電痕跡明顯。

原因分析：因?qū)Ь€裸露無絕緣性，線路三相弧垂偏差較大，導(dǎo)線應(yīng)力不平衡，風(fēng)偏下一旦碰觸或臨近即故障停電。

案例2：2021 年7 月26 日，35 kV 某變電站10 kV 某線路支線#5、#6 桿中相與邊相線路纏繞，故障跳閘，重合閘未成功。此支線為LGJ-35 mm2裸導(dǎo)線，檔距108 m，弧垂較大，受大風(fēng)天氣影響（風(fēng)速27 m/s，10 級(jí)大風(fēng)），發(fā)生線路纏繞。

原因分析：檔距較大的線路，弧垂普遍較大，受風(fēng)力影響，線路擺動(dòng)幅度大，產(chǎn)生相間短路故障。

案例3：35 kV 某變電站10 kV 某線路采取雙三角形排列，橫擔(dān)長度0.8 m，#21、#22 桿中間相間距離13 cm，發(fā)生相間距離過近、相間放電痕跡明顯故障。

原因分析：相間距離較小的線路安全距離不足，同時(shí)故障時(shí)相間線路因電場(chǎng)力相互靠近，安全距離進(jìn)一步減少，發(fā)生放電、絞線。

通過對(duì)歷史架空配電線路風(fēng)偏故障的分析可以發(fā)現(xiàn)，故障原因有以下幾點(diǎn)：導(dǎo)線裸露，無絕緣性能，臨近時(shí)易放電；檔距過大，受風(fēng)力影響線路擺動(dòng)幅度大；相間距小，線路風(fēng)偏導(dǎo)致相間距離不足[1-2]。

2 大檔距裸導(dǎo)線防風(fēng)偏治理措施

大檔距裸導(dǎo)線防風(fēng)偏治理措施如圖1 所示。

圖1 裸導(dǎo)線大檔距風(fēng)偏故障原因及整改措施圖

2.1 裸導(dǎo)線絕緣化

2.1.1 絕緣化改造（適用于治理25、35 mm2裸導(dǎo)線）

配網(wǎng)線路絕緣化改造工程措施是徹底解決大檔距裸導(dǎo)線防風(fēng)偏治理重要措施。通過建立大檔距裸導(dǎo)線基礎(chǔ)臺(tái)賬，做好項(xiàng)目儲(chǔ)備，利用基建、大修技改、成本等項(xiàng)目開展絕緣化改造，解決風(fēng)偏短路引起的線路故障。

新建線路，應(yīng)避開風(fēng)口、迎風(fēng)坡等易出現(xiàn)大風(fēng)災(zāi)害的地帶；易受災(zāi)害侵襲的線路應(yīng)提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，增加耐張段、縮短檔距等措施。

跨越高速公路、鐵路等長檔距特殊地段的線路，應(yīng)設(shè)置獨(dú)立耐張段，采用角鋼塔或鋼管塔，增加相間距離、固定更加牢固。

針對(duì)區(qū)域內(nèi)風(fēng)力、風(fēng)向等合理選擇線路走向，盡量減少風(fēng)向與導(dǎo)線夾角。10 kV 架空線路宜采用鋼筋混凝土電桿，特殊地段可采用高強(qiáng)度電桿、角鋼塔或鋼管塔[3-4]。

2.1.2 絕緣化涂覆（適用于治理50 mm2及以上裸導(dǎo)線）

隨著近年來電網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，對(duì)于架空線路的絕緣處理，還有另一種方法即絕緣涂覆。這種方法實(shí)際上是在裸導(dǎo)線上均勻的涂上一層絕緣涂料，使裸導(dǎo)線變成絕緣導(dǎo)線。絕緣層厚度建議采用普通絕緣厚度3.4 mm。

2.2 縮短裸導(dǎo)線檔距

2.2.1 差異化設(shè)計(jì)改造（適用于治理25、35 mm2裸導(dǎo)線）

在架空配電線路設(shè)計(jì)之初，應(yīng)充分對(duì)當(dāng)?shù)貧夂驐l件進(jìn)行深入研究與剖析，并根據(jù)實(shí)際氣候合理提高局部風(fēng)偏設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)風(fēng)速、設(shè)計(jì)裕度、桿塔塔頭尺寸以及施工安裝工藝等多個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)強(qiáng)化，適當(dāng)減小檔距，配置防風(fēng)拉線，增加分段數(shù)量。

但在風(fēng)偏設(shè)計(jì)中裕度增加太多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備建設(shè)成本增加，因此須要設(shè)計(jì)者對(duì)其安全、效能和成本等因素綜合考慮，達(dá)到架空配電線路設(shè)計(jì)最優(yōu)化處理。

根據(jù)Q/GDW 10738—2020《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》，強(qiáng)風(fēng)區(qū)中壓架空線路應(yīng)采用差異化設(shè)計(jì)，提高抗風(fēng)設(shè)防水平。中壓主干網(wǎng)架空線路宜采用單回架設(shè)，保證線路之間的安全距離。為做好大檔距防風(fēng)偏治理，建議在大風(fēng)區(qū)域檔距控制在30～55 m之間選擇。

2.2.2 增設(shè)電桿（適用于治理50 mm2及以上裸導(dǎo)線）

針對(duì)檔距大于80 m 以上裸導(dǎo)線采取增設(shè)電桿方式，縮短檔距，平均檔距控制在40～50 m，減少三相裸導(dǎo)線擺動(dòng)，降低風(fēng)偏短路故障率[5]。

2.3 增加相間距離

2.3.1 優(yōu)選排列方式

根據(jù)國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)各地配電線路的設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，桿頭布置型式采用水平、垂直、三角共3 種基本型式，并考慮單回線、雙回同桿、三回同桿、四回同桿的布置。為防范風(fēng)偏故障建議采用以下型式。

例1：單回線路一般采用三角和水平排列2 種桿頭布置型式，建議在風(fēng)力較大區(qū)域采取單回三角形排列，增加相間距離，減少風(fēng)偏短路風(fēng)險(xiǎn)，如圖2所示。

圖2 單回三角形排列

例2：同桿架設(shè)雙回線路一般采用雙水平、雙三角、雙垂直排列3 種桿頭布置型式。建議在風(fēng)力較大區(qū)域采取雙垂直排列方式，增加相間距離，減少風(fēng)偏短路風(fēng)險(xiǎn)，如圖3 所示。

圖3 雙回垂直排列

例3：同桿架設(shè)三回線路，建議在風(fēng)力較大區(qū)域采用上雙三角下單水平、上雙垂直下單水平排列2 種桿頭布置型式，如圖4、圖5 所示。

圖4 上雙三角下單水平排列

圖5 上雙垂直下單水平排列

2.3.2 增加橫擔(dān)長度方式

橫擔(dān)的尺寸決定著線間距離，本著安全、經(jīng)濟(jì)、美觀，方便加工、施工和運(yùn)行的原則，在風(fēng)口、迎風(fēng)坡等易出現(xiàn)大風(fēng)災(zāi)害的地帶，通過選取較長橫擔(dān)增加相間距離，降低風(fēng)偏短路影響，建議選取2 m以上橫擔(dān)。

2.3.3 采取雙支柱絕子固定

在風(fēng)口、迎風(fēng)坡等易出現(xiàn)大風(fēng)災(zāi)害的地帶，建議采取雙支柱絕緣子導(dǎo)線固定，不易發(fā)生或者可以大幅減少導(dǎo)線脫落引起的線路接地故障，導(dǎo)線脫落后相間距離縮短，在較強(qiáng)風(fēng)力下易發(fā)生短路故障。

2.3.4 調(diào)整弧垂（適用于治理50 mm2及以上裸導(dǎo)線）

日常運(yùn)維中，通過計(jì)劃檢修將弧垂較大線路，通過弧垂調(diào)整等方式增加相間距，減少線路風(fēng)偏幅度，減少風(fēng)偏短路風(fēng)險(xiǎn)。

2.3.5 增設(shè)絕緣間隔棒（適用于治理50 mm2及以上裸導(dǎo)線）

在架空配電線路中處于風(fēng)口以及風(fēng)道等微氣象區(qū)的桿塔，因承受風(fēng)力比較集中，也易導(dǎo)致風(fēng)偏故障，可通過增設(shè)一種絕緣間隔棒方式穩(wěn)定相間距離，減少風(fēng)偏故障發(fā)生。

通過研制一種配網(wǎng)絕緣間隔棒，綜合考慮間隔棒的絕緣耐壓等級(jí)、線路承載力等因素，對(duì)絕緣間隔棒選型制作，安裝至線路中間固定相間距離，減少風(fēng)力作用下線路擺動(dòng)，如圖6、圖7 所示。

圖6 絕緣間隔棒整體分解圖

圖7 實(shí)物圖

安裝后，跟蹤不同大風(fēng)天氣下的停運(yùn)情況，未發(fā)生因線路風(fēng)偏造成的相間短路故障。

2.4 強(qiáng)化設(shè)備運(yùn)維

2.4.1 開展通道清理

配電線路通道范圍樹木、房屋等距離較近時(shí)，在大風(fēng)等天氣時(shí)，線路擺動(dòng)易與樹木、房屋等產(chǎn)生放電而引起線路故障，因此確保通道內(nèi)無與線路較近物體，是保障線路安全運(yùn)行重要保障之一。

2.4.2 開展紅外測(cè)溫

由于線路金具受力不均勻、線路舞動(dòng)、擺動(dòng)等因素極易產(chǎn)生線路金具受損或者接觸不實(shí)，引起金具發(fā)熱、接觸不良、斷線、金具斷裂等故障，利用紅外測(cè)溫等方式開展特殊巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理隱患點(diǎn)，避免因巡視不到位產(chǎn)生斷線、短路故障。

2.4.3 開展無人機(jī)巡視

在大檔距裸導(dǎo)線線路運(yùn)維過程中，桿頂、跨越地段等人力難以實(shí)現(xiàn)巡視的位置開展無人機(jī)巡視，實(shí)現(xiàn)線路無死角巡視，提升線路運(yùn)維巡視質(zhì)量。

3 結(jié)束語

綜上所述，為提高配電網(wǎng)供電可靠性，減少大檔距裸導(dǎo)線風(fēng)偏故障率，在前期工程設(shè)計(jì)階段、工程建設(shè)階段、配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)維階段均可采取不同的治理措施，對(duì)大檔距裸導(dǎo)線線路絕緣化處理、縮小線路檔距、增加相間距離、強(qiáng)化設(shè)備運(yùn)維等，有效提升配網(wǎng)線路運(yùn)行可靠性。