對送電線路自然災害處理的認識及其管理

劉清冰

（廣東電網(wǎng)公司江門供電局，廣東　江門　529000）

對送電線路自然災害處理的認識及其管理

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)境多變復雜，地震、泥石流、強降溫雨雪冰凍天氣近年來頻繁在部分地區(qū)出現(xiàn)，自然災害由于其作用范圍廣、強度大、持續(xù)時間長，造成的破壞巨大。送電線路大多數(shù)設立在自然裸露的環(huán)境之下，面對自然災害的不可抗力時，抵抗力捉襟見肘，災后地區(qū)的電網(wǎng)電力設施不僅大量損毀，倒桿倒塔、斷線事故大面積出現(xiàn)，電力系統(tǒng)破壞嚴重，導致災后地區(qū)電力危機，災后電力送電恢復工作成為重中之重。本文作者從風險管理角度出發(fā)對電網(wǎng)結構、人員機構配置、災區(qū)電力搶修等方面對電力系統(tǒng)進行分析認識，總結經(jīng)驗，研究對策，旨在對現(xiàn)有電網(wǎng)系統(tǒng)進行合理科學規(guī)劃，加強地區(qū)電網(wǎng)發(fā)展建設，構建科學合理的智能化電網(wǎng)做出貢獻。

關鍵詞：自然災害；電力系統(tǒng)；送電恢復；分析認識；風險管理

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

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

1　地質災害的分析與送電線路管理

1.1災害分析

洪災作為南方較為常見的自然災害，主要發(fā)生于6月至8月的雨季，自梅雨季節(jié)南方就進入汛期預警區(qū)，強降雨情況頻發(fā)，降雨較為集中，特別是近海城市受臺風暴雨影響嚴重，近海山區(qū)洪澇嚴重，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)的影響直接導致水土流失，土地軟化，經(jīng)雨水長時間、高強度沖刷，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，在災害發(fā)生時，末端變電站單電源運行的弊端，導致災后整個電網(wǎng)全停，再加上線路運行環(huán)境惡劣，線路巡檢不及時，問題無法立即處理，特別是特殊不良地質地區(qū)，無事故預防方案，應急設施不足，應急體系保障不完善。

1.2管理措施

（1）針對地區(qū)配網(wǎng)能力可以對電網(wǎng)進行技術規(guī)劃，提高供電主干網(wǎng)至110kv，實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)供電電壓?？h城區(qū)供電電壓以110kv/10kv為主，110kv主干網(wǎng)攜手供電；（2）變電站分布點增加，布置110kv變電站，形成環(huán)網(wǎng)，站點分布縮短供電半徑；（3）改變供電方式，110kv變電站采用靈活的二回進出線供電方式，環(huán)網(wǎng)接線，開環(huán)運行；（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，應充分考慮區(qū)域內數(shù)據(jù)參數(shù)，對自然災害規(guī)律、氣候特征、地形特征進行合理分析歸納，按照不同分區(qū)，不同條件，因地制宜分段設計；（6）建筑塔型選擇。在區(qū)域特殊環(huán)境下，提高相應地區(qū)電壓等級，加大根開基礎選擇鋼塔，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）電桿導線等材料選擇。區(qū)域電路負荷承載能力結合環(huán)境因素，加強導線抗災能力，電桿可相對提高拉線配置高度，加強桿基面積，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，要加強地區(qū)勘測，合理設計送電通道，積極溝通當?shù)卣?，了解當?shù)厍闆r，構建安全的電力線路通道，加強巡查，對設備及時維護更換。

2　風、雷災害的分析與送電線路管理

我國地處溫帶和亞熱帶地區(qū)，雷暴天氣活動十分頻繁，全國有21個省會城市整年雷暴日均在50天以上，甚至最高達到134天，其產(chǎn)生的雷擊現(xiàn)象也是自然災害中隨機性與嚴重性較高的一種，隨著雷暴日天數(shù)變化，雷電災害造成的經(jīng)濟損失與人員損傷愈發(fā)嚴重。

2.1雷災影響的相關參數(shù)

了解地區(qū)歷年雷電活動情況，是預防雷災的防雷設計與措施的關鍵之處。按照地區(qū)采集相關數(shù)據(jù)，我國規(guī)程規(guī)定的雷暴日作為計算單位，得到雷暴日與雷暴小時比值，見下表：

我國雷暴日與雷暴小時比值

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)預防雷電等級的標準。雷擊流波長按照國際標準大致在40左右，在送電線路防雷保護設計中，雷電流通過波頭陡度和幅值進行計算，一般雷暴天氣下塔的設計高度不超過40M。雷擊現(xiàn)象所參考的數(shù)據(jù)模型雖然十分復雜，但是從波形分析結果來看，可以簡單的當做一個電流波在空中經(jīng)過雷擊點一分為二繼續(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

送電線路鋪設時，鋪設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線上；（2）電流分流。當雷電雷擊在塔頂時，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）屏蔽導線產(chǎn)生的電流電流感應，減少感應電動勢的產(chǎn)生。

另外根據(jù)《110Kv-500kv架空送電線路電路設計技術規(guī)程》要求：“各級電壓線路應盡量裝設三相或單相自動重合閘”。“高土壤電阻率地區(qū)的送電線路，必須裝設自動重合閘裝置?！币?guī)程還規(guī)定，全高超過40m有避雷線桿塔，每增高10m應增加一片絕緣子。

3　暴風天氣對線路影響與送電線路管理

3.1風偏角對線路的影響

暴風天氣風速在到達4-8級時，時速高達25m/s，這時導線容易發(fā)生跳躍、擺動，增加導線載荷，致使導線絕緣子跳線閃絡、跳閘，導線風偏是威脅輸送電路安全穩(wěn)定運行的主要因素，會造成線路的斷股斷線，燒傷跳閘。故在設計桿塔要求時，要對風偏進行技術分析，結合數(shù)據(jù)軟件等有限元分析，對輸電線路進行校驗，提高安全穩(wěn)定運行的能力。

3.2防風措施

在設計過程中首要考慮風偏角，可進行物理意義上的處理：（1）使用橫擔型絕緣子。橫擔型的絕緣子風偏位移量能得到有效的遏制，在一定風速下能保持穩(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用中具有較高穩(wěn)定性，另外在桿塔之間距離保證同時，掛載重錘等附件，提高抗風性；（3）桿塔塔型選擇。在110KV的大型線路中，Z633、Z634直線桿塔的橫擔高度適當提升400-900m即3400左右，風偏角最大增至78°。

4　其他災害

除了以上幾種自然災害的不可抗力因素，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，進行有效的樹障清理機制，密切監(jiān)督屬地火情，一旦發(fā)生山火及時轉換供電方式，有效降低危害，保證線路穩(wěn)定運行。

參考文獻：

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

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

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