特高压输电线路动态风偏响应及参数影响分析

特高压输电线路动态风偏响应及参数影响分析

谢天

(国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司内蒙古通辽市028000)

摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，输电线路建设越来越多。输电线路风偏响应与线路结构参数密切相关，研究特高压输电线路的风偏响应规律有助于防范闪络事故的发生。通过风洞试验测定特高压输电线路八分裂导线和绝缘子串的气动力参数。并分析了高压输电线路施工作业中的安全技术，最后阐述了结构参数对风偏响应的影响。

关键词：风偏；两阶段频域法；特高压输电线路；结构参数

引言

高压输电线路工程的特点及性质决定其在施工过程中拥有较大的安全隐患，在进行高压输电线路工程中，要在施工中考虑其特点，制定安全有效的隐患措施。电力企业要根据市场的需要，不断调整自己，增加市场竞争力，努力适应市场的变化。电力企业在日常经营过程中，要想更好地适应市场竞争机制，不断提升自身竞争力，在积极加强高压输电线路建设的过程中，还应当采取有效的安全技术，做好安全风险预判，增加安全技术的使用。

1特高压输电导线及绝缘子串的气动力参数风洞试验及结果

（1）八分裂导线气动力参数风洞试验及结果。特高压输电线路常采用八分裂导线，迎风面积大，阻力系数的大小对杆塔荷载和风偏响应影响较大。由于各子导线的相互干扰作用，八分裂导线气动力特性与单导线并不完全相同，为准确获得八分裂导线的气动力参数，在10%的均匀湍流场中进行高频测力天平测力风洞试验。针对我国LGJ钢芯铝绞线标准GB1179―83中的典型导线，制作了1∶1的八分裂导线刚性节段模型。为模拟导线表面的粗糙度，在模型表面斜向缠绕轻质细泡沫条，使其与真实导线外绞线的匝数和倾斜度一致。试验在浙江大学边界层风洞ZD-1中进行。为尽可能消除洞壁干扰和三维流效应，将模型整体上移并在顶端增加端板，模型与端板之间留有极小的间隙。可以看出，八分裂导线阻力系数在0°（与45°对称）风向角为最小值0.89，在13.5°（与31.5°对称）达到最大值0.96，小于规范建议的1.1。在风偏计算中取阻力系数为最大试验值0.96。（2）绝缘子串气动力参数风洞试验及结果。特高压输电线路的绝缘子串长度可达10m以上，迎风面积也较可观，但至今尚缺乏对其阻力系数的风洞试验研究。本文以XWP-300双联绝缘子串为研究对象，制作了1∶1刚性节段模型。试验仍在10%的均匀湍流场中进行，同样采用了上移模型和增加端板的方法来尽可能消除洞壁干扰和三维流效应。由于尾流效应的影响，处于尾流的2号绝缘子串的阻力系数随角度变化较为明显，并小于1号绝缘子串的阻力系数。绝缘子串的整体阻力系数在60°~90°之间达到相对平稳的状态，达0.95左右，接近规范的建议取值1.0。

2高压输电线路施工作业中的安全技术

2.1有效管理施工现场

在进行电力设备安装时，要对实施的安全技术方案，做出科学合理的规划。通过加强管理，使施工现场能为电力设备安装提供良好的环境。第一，在安装涉笔前，技术人员要考察周边环境，并能完善交底工作，使各种设备具有完善可靠的数据资料，必有负责人签字，并最终做好相关工作；第二，禁止将电力设备随意摆放，做好防护工作，严格管理施工现场，增加齐全的防护工具。

2.2杆塔工程

高压输电线路施工过程中，还有一个比较重要的点就是如何选择杆塔。如果杆塔的质量选择好，那么高压输电线路就能够工作很久，如果杆塔的质量不好，那么如果遇到极度恶劣的天气，它就会发生故障甚至发生更严重的倒塌事故影响输电线路的电力传送。对于一些地理条件比较好的地区，比如说平原和丘陵，一般考虑的是钢筋混凝土的杆塔，但是目前这种类型的电杆已经不再使用了，所以选的是铁塔。有时候在施工过程中会遇到很大的难度，由于地理条件的限制根本无法走线，或者遇到跨度比较大的两个地区之间，那么也会选择铁塔。

2.3加强环境风险的预防

首先，要增加施工周边环境的检查，充分考虑其施工时，对周边居民和环境的影响程度，结合实际交通能力，并制定相关应对方案。比如，在施工现场周围，增加标识牌，确立安全施工区域，建立可跨越架体，这样可以保证当地交通，能够不受影响，并能安全有序的进行。当增加临时用电时，结合整体布局，使架设更能科学与合理，进而能确保电力的使用安全和稳定。另外，在不同季节，对高压输电线路施工的影响也不同。比如，在夏季高温施工时，工作难点就是高温带来的影响；而出现短时间内天气急剧变化时（雷电或暴雨），施工单位要做好预防工作，及时调整工作内容，保证相设备能够顺利安装并投入使用。

3结构参数对风偏响应的影响

以图1的四跨线路为基础，采用刚性直棒法和两阶段频域法分别计算，通过改变某一档的档距、两塔间的挂点高差和线路的运行张力，总结出N6塔处的绝缘子串风偏角大小随这些结构参数的变化规律，最后解释了出现这种规律的原因，并分析了规范中刚性直棒法的不足。

3.1档距对风偏角的影响

档距对风偏角的影响在N6塔左右两侧档距L1、L2分别取值为300~1000m的情况下，用刚性直棒法和两阶段频域法求解了N6塔处的绝缘子串风偏角。可以看出，随着L1和L2的增大，r、ave和max均逐渐减小。以max随L1的变化规律为例，由于N5塔的呼高比N6塔高，N5-N6档导线最低点会偏向N6塔一侧，从而导致N5塔分担的导线重量比例高于N6塔。但随着该档档距L1的增大，导线最低点位置更加趋近于跨中，使得N6塔分担的重力荷载比例逐渐增大。另一方面，档距增大会导致导线弧垂增大，从而单位长度导线上的风荷载有所减小。上述两种因素均会导致N6塔处的绝缘子串风偏角减小。

图91000kV南荆I线几何模型（单位：m

图2N6塔挂点处风偏角随右侧档距L2的变化规律

3.2挂点高差对风偏角的影响

仍以N6塔的绝缘子串风偏角为对象，通过改变N5塔的呼高N5h来改变N6塔左侧挂点高差h，以此来研究挂点高差对风偏的影响。定义挂点高差N5N6hhh，原线路h=21m。若将N5塔呼高N5h分别取为90~170m，N6塔呼高保持不变，则h对应变化范围为29~51m。图2给出了三种结果r、ave和max随h的变化曲线。三者结果随高差的变化规律一致，以max为例，随着h的增大，max逐渐增大。这是由于随着N5塔的呼高N5h逐渐增加，N5-N6段导线的竖向荷载分配会发生变化，即N5h越大，N5塔承担的竖向荷载就越大，相应的N6塔承担的竖向荷载会逐渐减小。另一方面，由于N5-N6档的档距不变，因而水平荷载的分配并未改变。上述两种因素的共同作用会导致N6绝缘子串所受的水平荷载与竖向荷载的比值增大，最终使该塔的绝缘子串风偏角增大。不难看出，当两相邻输电塔高差较大时，呼高较低的塔更容易出现较大的风偏角，处于不利的位置。

结束语

综上所述，在新时代发展背景下，保证我国不断增加经济建设投入，就需要大力发展高压输电线路的要求。提高线路的建设能力，能够保证电能的可靠性，并能可靠的输出起到至关重要的作用，从而顺利的开展人们的生产生活提供基础。同时，为保证高压输电线路建设保证质量的完成，而且还能提高其施工效率，就需要电力企业不断加强核心能力。

参考文献

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