2008年年初,50年一遇的冰雪災害嚴重破壞了我國的電力系統。貴州、湖南、江西等省市的電網塔桿倒塌、輸電線斷線,導致了大面積停電、170個縣供電中斷。
有專家提出,因為我國南北氣候差異很大,同樣是下雪,東北是干雪,濕度僅有15%-30%,而西南則是濕雪,濕度達到60%-95%。這些濕度大的雪和凍雨附著在導線、鐵塔上很快就會結冰,并且越結越厚,因而造成電網塔桿倒塌、輸電線拉斷。
避免這些情況出現的最直接的辦法,就是提高建設標準。但是,提高電網建設標準,將電網塔桿、輸電線增粗,是不是最好、最有效的方法呢?
讓我們分析一下中國現行電網建設標準:中國現行電網建設采用的塔桿的承載能力是電網導線重量和拉力的五倍左右,這在正常情況下已經足夠了;但特大冰雪來臨時,短時間內冰雪就會使電線重量和拉力達到塔桿承載能力的五六十倍,導致電線拉斷,塔桿倒塌。
這種情況下,需將電網建設標準提高10倍以上才能受如此大的負載。然而,把電網建設標準提高10倍以上,耗資巨大。用如此大的財力、人力、物力來僅僅用來防止50年、100年一遇的災害,電網的經濟效益就難以保證了。
有沒有更科學、付出少、高效益的方法抗擊冰災呢?
先來分析一下冰災成因。氣溫降低到零攝氏度以下時,輸電線的溫度也降低到零攝氏度以下,雨水、霧在電線上凝固成冰,空氣中的水蒸氣遇到零攝氏度以下的低溫輸電線,液化成水,然后凝固成冰,冰在輸電線、塔桿上越積越多。如果輸電線溫度在零度以上,水就不會在輸電線上結冰,有冰就會熔化。
由此可見,只要保持輸電線溫度在零攝氏以上,就可以減少冰災對電力設備的損害了。如何在輸電線路結冰時使輸電線溫度提高到零攝氏度以上呢,筆者想到兩種方法,分述如下:
方法一:在輸電線上裝一根絕緣電阻線。安裝輸電線時,在適當的塔桿處把輸電線上裝的絕緣電阻線做成節點,當輸電線路結冰時,給需要熔冰雪的輸電線的電阻線通電,加熱輸電線,輸電線溫度達到零度以上,輸電線結的冰雪就會熔化,從而避免輸電線冰災的出現。
特點:投入小,經濟效益高;但要解決絕緣電阻線是否耐高壓的問題。
方法二:給現行輸電網稍加改造,在電網適當處,把輸電網做成節點,建設中間變壓輸電站,使輸電線網既可以一路輸送到終點,又可以分段輸電。
由于電流通過導體會產生熱量,電流產生的熱量跟電流的平方成正比。正常情況下,電網高電壓、低電流輸電,輸電線產生的熱量不能使輸電線在低溫下的溫度達到零度以上;但用低電壓、強電流輸電時,輸電線產生的熱量就能讓輸電線在低溫下溫度達到零度以上。
輸電線上的冰雪熔化,就避免了輸電線在冰災影響下被拉斷。冰雪熔化后又能及時恢復高壓輸電。
特點:快捷、可行、投入小,效益高。
可見,只要我們多動腦創新,把輸電網稍作改造,既可以抵御冰雪災害,又能避免因提高電網建設標準造成的資金和資源浪費。