35kV集电线路直线塔防极端风偏支撑方法

35kV集电线路直线塔防极端风偏支撑方法

耿小杰

（华润电力风能（青岛）有限公司山东青岛266700）

摘要：目前风电场输电方式多采用架空线路和地埋电缆，风电场以采用35Kv架空集电线路居多。架空线路在山区起伏地形中，总会遇到风偏较大的直线塔情况。结合地形风向的作用，风偏较大时便会造成线路接地短路故障。采用三角形支撑后能很好的解决线路接地跳闸故障。

关键词：风偏；架空；线路；集电线路；三角支撑；直线塔

一、引言

本文主要分析在特殊地形及铁塔特殊分布时引起的极端风偏情况，其他因结冰等造成的风偏故障不做分析。

二、极端风偏地形分析

1.直线塔采用单悬挂绝缘子挂线，能够随线路自由摆动，且直线塔比相邻杆塔高度偏低，线路成V字形走势。示意图如图一

要点分析：

1）a塔为单挂点直线铁塔，b、c塔类型任意：单挂点铁塔线路可以进行幅度摆动，abc三个杆塔基本处在一条直线上。

2）B、C挂点相对位置高于A挂点：A挂点仅起到垂直悬挂作用，BAC三点呈V字形走势。

3）直线塔两侧线路处于两山加剧的风口或者垂直于线路方向的较大风速，使垂直作用在线路上的侧向风力较大。

要点分析：

1）a铁塔侧面有两山夹口地形，有增加风速的作用，使较大风速通过时风速进一步加强，作用在BAC间线路的侧向力更强。

2）三个铁塔如果处于开阔地，容易受到侧向极大风速作用下风偏。

特别解释：

正常风偏地形：不同时存在以上情况的铁塔安装地形。

极大风速：根据线材和BAC点相对位置不同，容易出现极端风偏情况时的风速，一般超过20m/s。

三、极端风偏原因分析

结合以上风偏地形分析，BAC间线路如果受侧向极大风速作用时，AC点承受线路的侧向拉力N和线材重力G两个作用力；而A点因为位置低于BC两点，受线路带动几乎仅承受侧向拉力N.

此时受力情况如下：

NC1＞NC2NB1＞NB2NA1＞＞NA2

GC1＜GC2GB1＜GB2GA1≈0

注释：

NC1：为C点在特殊风偏地形下极大风速时横向受力，

NC2：为C点正常风偏地形下极大风速横向受力

GC1：为C点在特殊风偏地形下极大风速时竖向受力

GC2：为C点正常风偏地形下极大风速竖向受力

其他点受力类推。

综合以上分析，最终会出现以下情况（极端风偏情况）

如上图所见，线路悬挂绝缘子与铁塔横臂呈水平状态，来风侧线路甚至会触碰横臂塔材接地造成跳闸，这种情况我们视为本文中的极端风偏状态。

四、新型支撑结构方法介绍

出现极端风偏情况传统解决方法一般是加高直线塔，是挂点与两侧铁塔挂点相对高度相当；或者更换直线塔为耐张塔，将自由摆动的挂点固定。

新型支撑方法原理是将容易出现极端风偏情况的铁塔悬挂绝缘子，使其原先自由摆动状态改为固定状态。

增加两个支撑绝缘子，一段固定在线材，一端固定在横臂，与悬挂绝缘子、横臂形成三角形支撑结构。固定线材端使用特殊金具，固定线材时应使用铝包带缠绕保护。示意如下图

新型支撑结构经实践后效果明显，完全解决极大风速时出现的极端风偏情况造成的线路接地故障。与传统方法比较，此种方法简单有效，成本低且效果显著。

效果图如下：

六、结语

山区架空集电线路地形复杂，分布走向受地形影响较大。架空线路本身在设计时难免忽略很多复杂特殊地形情况，在已经完工的投运的架空线路中难免会出现本文所述的极端风偏现象。本文介绍的新型解决方法，完全解决了直线塔极大风速时出现的极端风偏情况造成的线路接地故障。与传统方法比较，此种方法简单有效，成本低且效果显著。

参考文献：

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作者简介：

耿小杰（1988-1-7），男，本科，助理工程师，现从事风电场维护工作。