對送電線路自然災(zāi)害處理的認(rèn)識及其管理

劉清冰

（廣東電網(wǎng)公司江門供電局，廣東　江門　529000）

對送電線路自然災(zāi)害處理的認(rèn)識及其管理

劉清冰

（廣東電網(wǎng)公司江門供電局，廣東江門529000）

摘要：我國幅員遼闊，地理自然環(huán)境多變復(fù)雜，地震、泥石流、強(qiáng)降溫雨雪冰凍天氣近年來頻繁在部分地區(qū)出現(xiàn)，自然災(zāi)害由于其作用范圍廣、強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長，造成的破壞巨大。送電線路大多數(shù)設(shè)立在自然裸露的環(huán)境之下，面對自然災(zāi)害的不可抗力時(shí)，抵抗力捉襟見肘，災(zāi)后地區(qū)的電網(wǎng)電力設(shè)施不僅大量損毀，倒桿倒塔、斷線事故大面積出現(xiàn)，電力系統(tǒng)破壞嚴(yán)重，導(dǎo)致災(zāi)后地區(qū)電力危機(jī)，災(zāi)后電力送電恢復(fù)工作成為重中之重。本文作者從風(fēng)險(xiǎn)管理角度出發(fā)對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、人員機(jī)構(gòu)配置、災(zāi)區(qū)電力搶修等方面對電力系統(tǒng)進(jìn)行分析認(rèn)識，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，研究對策，旨在對現(xiàn)有電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行合理科學(xué)規(guī)劃，加強(qiáng)地區(qū)電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)，構(gòu)建科學(xué)合理的智能化電網(wǎng)做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：自然災(zāi)害；電力系統(tǒng)；送電恢復(fù)；分析認(rèn)識；風(fēng)險(xiǎn)管理

我國電力系統(tǒng)主要直接暴露建設(shè)在自然條件下，極易受到區(qū)域周圍環(huán)境因素影響。當(dāng)自然災(zāi)害的頻繁發(fā)生，電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行將直接受到巨大的影響，更有甚者將會(huì)影響電網(wǎng)穩(wěn)定性導(dǎo)致電網(wǎng)崩潰，大面積停電的可能，對社會(huì)的穩(wěn)定與人民的安全產(chǎn)生威脅。為了降低自然災(zāi)害對個(gè)人、集體乃至于國家經(jīng)濟(jì)的損失，強(qiáng)化對各類自然災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)防，最大化控制自然災(zāi)害以致產(chǎn)生最小的影響，從而保證整個(gè)地區(qū)的電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

因此，對于自然災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警與管理研究，顯得尤為重要。如今地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)研究在電力系統(tǒng)范圍內(nèi)越來越引起廣泛的重視，但由于自然災(zāi)害的發(fā)生以及對電力系統(tǒng)造成損害因素過于復(fù)雜，就目前技術(shù)而言針對于致災(zāi)過程的原理以及災(zāi)情變化耦合作用與演化規(guī)律等了解不足，還需深入認(rèn)知并做好系統(tǒng)的管理工作。

1　地質(zhì)災(zāi)害的分析與送電線路管理

1.1災(zāi)害分析

洪災(zāi)作為南方較為常見的自然災(zāi)害，主要發(fā)生于6月至8月的雨季，自梅雨季節(jié)南方就進(jìn)入汛期預(yù)警區(qū)，強(qiáng)降雨情況頻發(fā)，降雨較為集中，特別是近海城市受臺風(fēng)暴雨影響嚴(yán)重，近海山區(qū)洪澇嚴(yán)重，部分地區(qū)爆發(fā)山洪，山洪地區(qū)多為溪流河道，水庫下游的湖泊也是高發(fā)地區(qū)，山洪地區(qū)的影響直接導(dǎo)致水土流失，土地軟化，經(jīng)雨水長時(shí)間、高強(qiáng)度沖刷，極易倒桿、配變以及配電房沖毀等事故出現(xiàn)。由于部分地區(qū)電網(wǎng)主要由220kv主網(wǎng)、110kv的環(huán)網(wǎng)組成，在災(zāi)害發(fā)生時(shí)，末端變電站單電源運(yùn)行的弊端，導(dǎo)致災(zāi)后整個(gè)電網(wǎng)全停，再加上線路運(yùn)行環(huán)境惡劣，線路巡檢不及時(shí)，問題無法立即處理，特別是特殊不良地質(zhì)地區(qū)，無事故預(yù)防方案，應(yīng)急設(shè)施不足，應(yīng)急體系保障不完善。

1.2管理措施

（1）針對地區(qū)配網(wǎng)能力可以對電網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)規(guī)劃，提高供電主干網(wǎng)至110kv，實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)供電電壓。縣城區(qū)供電電壓以110kv/10kv為主，110kv主干網(wǎng)攜手供電；（2）變電站分布點(diǎn)增加，布置110kv變電站，形成環(huán)網(wǎng)，站點(diǎn)分布縮短供電半徑；（3）改變供電方式，110kv變電站采用靈活的二回進(jìn)出線供電方式，環(huán)網(wǎng)接線，開環(huán)運(yùn)行；（4）變電站路徑選擇。避免地區(qū)特殊地形如水庫、樹林、開封口，湖泊，地塊標(biāo)高落差不宜過大；（5）電網(wǎng)系統(tǒng)區(qū)域功能劃分初期考察，應(yīng)充分考慮區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)參數(shù)，對自然災(zāi)害規(guī)律、氣候特征、地形特征進(jìn)行合理分析歸納，按照不同分區(qū)，不同條件，因地制宜分段設(shè)計(jì)；（6）建筑塔型選擇。在區(qū)域特殊環(huán)境下，提高相應(yīng)地區(qū)電壓等級，加大根開基礎(chǔ)選擇鋼塔，如35kv環(huán)網(wǎng)線路鋼塔為3560ZS2塔型，增建為110kvZS2或者3560ZS4，防止倒塔；（7）電桿導(dǎo)線等材料選擇。區(qū)域電路負(fù)荷承載能力結(jié)合環(huán)境因素，加強(qiáng)導(dǎo)線抗災(zāi)能力，電桿可相對提高拉線配置高度，加強(qiáng)桿基面積，防止倒桿；（8）分段斷路器。綜合110kv線路所在分區(qū)城鎮(zhèn)人口密度，合理增加分段斷路器相互配合，控制停電面積。

綜上所述，在劃分布置電力系統(tǒng)時(shí)，要加強(qiáng)地區(qū)勘測，合理設(shè)計(jì)送電通道，積極溝通當(dāng)?shù)卣私猱?dāng)?shù)厍闆r，構(gòu)建安全的電力線路通道，加強(qiáng)巡查，對設(shè)備及時(shí)維護(hù)更換。

2　風(fēng)、雷災(zāi)害的分析與送電線路管理

我國地處溫帶和亞熱帶地區(qū)，雷暴天氣活動(dòng)十分頻繁，全國有21個(gè)省會(huì)城市整年雷暴日均在50天以上，甚至最高達(dá)到134天，其產(chǎn)生的雷擊現(xiàn)象也是自然災(zāi)害中隨機(jī)性與嚴(yán)重性較高的一種，隨著雷暴日天數(shù)變化，雷電災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失與人員損傷愈發(fā)嚴(yán)重。

2.1雷災(zāi)影響的相關(guān)參數(shù)

了解地區(qū)歷年雷電活動(dòng)情況，是預(yù)防雷災(zāi)的防雷設(shè)計(jì)與措施的關(guān)鍵之處。按照地區(qū)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，我國規(guī)程規(guī)定的雷暴日作為計(jì)算單位，得到雷暴日與雷暴小時(shí)比值，見下表：

我國雷暴日與雷暴小時(shí)比值

地面落雷是造成電力損害的主要現(xiàn)象，地區(qū)分區(qū)落雷密度是考察地區(qū)預(yù)防雷電等級的標(biāo)準(zhǔn)。雷擊流波長按照國際標(biāo)準(zhǔn)大致在40左右，在送電線路防雷保護(hù)設(shè)計(jì)中，雷電流通過波頭陡度和幅值進(jìn)行計(jì)算，一般雷暴天氣下塔的設(shè)計(jì)高度不超過40M。雷擊現(xiàn)象所參考的數(shù)據(jù)模型雖然十分復(fù)雜，但是從波形分析結(jié)果來看，可以簡單的當(dāng)做一個(gè)電流波在空中經(jīng)過雷擊點(diǎn)一分為二繼續(xù)傳播。隨著傳播產(chǎn)生電壓差，形成電磁波。

2.2送電線路的綜合防雷措施

送電線路鋪設(shè)時(shí)，鋪設(shè)避雷線是最基本的防雷措施。避雷功能主要表現(xiàn)在：（1）避免雷擊直接作用在送電線路導(dǎo)線上；（2）電流分流。當(dāng)雷電雷擊在塔頂時(shí)，電流能夠分流到避雷線，桿塔電流變小，降低塔頂與塔底的電壓差；（3）耦合作用。在提高防雷性能方面，可以在送電線路附近增掛耦合線，由于耦合電流分流耦合作用，可降低基塔承載電壓，提高耐雷水平，有效減少線路的雷擊跳閘率；（4）屏蔽導(dǎo)線產(chǎn)生的電流電流感應(yīng)，減少感應(yīng)電動(dòng)勢的產(chǎn)生。

另外根據(jù)《110Kv-500kv架空送電線路電路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》要求：“各級電壓線路應(yīng)盡量裝設(shè)三相或單相自動(dòng)重合閘”。“高土壤電阻率地區(qū)的送電線路，必須裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。”規(guī)程還規(guī)定，全高超過40m有避雷線桿塔，每增高10m應(yīng)增加一片絕緣子。

3　暴風(fēng)天氣對線路影響與送電線路管理

3.1風(fēng)偏角對線路的影響

暴風(fēng)天氣風(fēng)速在到達(dá)4-8級時(shí)，時(shí)速高達(dá)25m/s，這時(shí)導(dǎo)線容易發(fā)生跳躍、擺動(dòng)，增加導(dǎo)線載荷，致使導(dǎo)線絕緣子跳線閃絡(luò)、跳閘，導(dǎo)線風(fēng)偏是威脅輸送電路安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素，會(huì)造成線路的斷股斷線，燒傷跳閘。故在設(shè)計(jì)桿塔要求時(shí)，要對風(fēng)偏進(jìn)行技術(shù)分析，結(jié)合數(shù)據(jù)軟件等有限元分析，對輸電線路進(jìn)行校驗(yàn)，提高安全穩(wěn)定運(yùn)行的能力。

3.2防風(fēng)措施

在設(shè)計(jì)過程中首要考慮風(fēng)偏角，可進(jìn)行物理意義上的處理：（1）使用橫擔(dān)型絕緣子。橫擔(dān)型的絕緣子風(fēng)偏位移量能得到有效的遏制，在一定風(fēng)速下能保持穩(wěn)定性；（2）V型絕緣子串的固定與掛載。V型三角固定在幾何應(yīng)用中具有較高穩(wěn)定性，另外在桿塔之間距離保證同時(shí)，掛載重錘等附件，提高抗風(fēng)性；（3）桿塔塔型選擇。在110KV的大型線路中，Z633、Z634直線桿塔的橫擔(dān)高度適當(dāng)提升400-900m即3400左右，風(fēng)偏角最大增至78°。

4　其他災(zāi)害

除了以上幾種自然災(zāi)害的不可抗力因素，山火對山區(qū)巡檢工作難度大的區(qū)域的危害較為重要，對山火防范主要包括：線路附近超高樹木的檢查處理，進(jìn)行有效的樹障清理機(jī)制，密切監(jiān)督屬地火情，一旦發(fā)生山火及時(shí)轉(zhuǎn)換供電方式，有效降低危害，保證線路穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

［1]陳竟成.輸電網(wǎng)安全形勢與對策［J].電力安全技術(shù)，2003，5（8）.

［2]劉健，畢鵬翔，楊文宇.配電網(wǎng)理論及應(yīng)用［M].北京：中國電力出版社，2007.

［3]王月.電網(wǎng)安全預(yù)警與應(yīng)急體系建設(shè)［J].電力安全技術(shù)，2007（12）.

作者簡介：劉清冰（1977-）男，內(nèi)蒙古赤峰人，本科，工程師，研究方向：輸電線路工程。