輸電線路氣象災(zāi)害風(fēng)險分析與預(yù)警方法研究

曹宗山 朱春潮 劉懷遠(yuǎn) 田瀝浚 楊凱

摘要：在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中，電力系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用。目前，我國已經(jīng)建設(shè)了比較完善的供電網(wǎng)絡(luò)。輸電線路是供電網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，其安全運(yùn)行關(guān)系到整個供電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定。輸電線路一般工作在露天的環(huán)境下，面臨著十分嚴(yán)峻的環(huán)境安全考驗(yàn)。因此，展開輸電線路氣象災(zāi)害的風(fēng)險分析研究和風(fēng)險預(yù)警方法研究十分必要。在本文中，我們通過分析輸電線路目前面臨的氣象災(zāi)害的風(fēng)險，對輸電線路的安全預(yù)警方法進(jìn)行了研究探討。這些研究對我國供電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行和輸電線路的安全有著重要的意義，有很好的現(xiàn)實(shí)價值。

關(guān)鍵詞：輸電線路；氣象災(zāi)害；安全預(yù)警

引言

無論是在電氣時代還是信息化時代，電力是人們正常生活的重要保障。如果不能保證電力的穩(wěn)定有效供應(yīng)，眾多生活工作系統(tǒng)的工作將無法得到保障。因此，建設(shè)安全穩(wěn)定的供電網(wǎng)絡(luò)是人們一直在追求的目標(biāo)。

由于發(fā)電廠等電源系統(tǒng)與工廠、家庭等用電系統(tǒng)之間有比較遠(yuǎn)的距離，而且需要預(yù)先經(jīng)過變壓等方式的處理。所以，供電網(wǎng)絡(luò)需要輸電線路的支撐才能正常工作。在供電網(wǎng)絡(luò)中，輸電線路承擔(dān)著電力輸送的任務(wù)，在整個系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。而由于輸送距離遠(yuǎn)等多方面原因，輸電線路一般工作在露天的環(huán)境下，時刻面臨著風(fēng)吹、雨淋等環(huán)境的侵害。雖然輸電線路本身具有一定的保護(hù)功能，但并不能完全確保其免受自然災(zāi)害的威脅。因此，我們需要展開對于輸電線路的氣象災(zāi)害風(fēng)險分析和預(yù)警方法的相關(guān)研究。

一、輸電線路氣象災(zāi)害風(fēng)險分析

輸電線路要將發(fā)電廠或者變電站等地方的電力輸送到工廠和家庭等，一般需要跨越比較長的距離。在野外經(jīng)常看到的電力高塔就是為了架設(shè)架空輸電線路等。而這些線路一般都工作在露天的環(huán)境下，風(fēng)吹雨淋日曬等自然天氣都會對輸電線路的工作產(chǎn)生影響。

1.1 冰雪氣象風(fēng)險分析

一般來說，輸電線都有一定的保護(hù)措施。例如，目前廣泛采用的輸電線的外部都會有一層絕緣保護(hù)層。這種保護(hù)層包括多層結(jié)構(gòu)，不僅有比較好的絕緣效果，也有比較好的防水和抗腐蝕的能力。但惡劣的氣候環(huán)境依然會對輸電線路產(chǎn)生比較大的影響。

2008年，我國南方地區(qū)發(fā)生了大規(guī)模的冰雪災(zāi)害，對我國南方地區(qū)的供電系統(tǒng)造成了很嚴(yán)重的破壞。在那場災(zāi)害中，大量電線桿、電塔倒塌，電線斷裂，嚴(yán)重削弱了南方地區(qū)對寒冷天氣的抵抗能力。最主要的原因就在于大量的冰雪堆積，導(dǎo)致電線等不堪重負(fù)斷裂。而我國南方地區(qū)的輸電線路的設(shè)計(jì)則沒有考慮到冰雪天氣的惡劣影響等。因此，在我國輸電線路的氣象風(fēng)險中，冰雪氣象風(fēng)險占了很大的比例。

1.2 其它氣象風(fēng)險分析

除冰雪天氣外，其它氣象風(fēng)險也會對輸電線路的運(yùn)行產(chǎn)生比較大的影響。其中影響程度比較大的包括狂風(fēng)、高溫和雨水三類。

在我國北部地區(qū)和東南沿海地區(qū)，輸電線路面臨著比較嚴(yán)重的狂風(fēng)氣象風(fēng)險的影響。主要原因在于北部地區(qū)有很多戈壁、草原等地形，面對比較大的風(fēng)力削弱能力小。東南沿海地區(qū)則經(jīng)常面臨臺風(fēng)天氣，風(fēng)力大。在風(fēng)力過大的情況下，輸電線路可能會發(fā)生電線斷裂等情況，進(jìn)而導(dǎo)致整個供電系統(tǒng)的癱瘓。

另外，長時間的日曬導(dǎo)致的高溫環(huán)境和雨淋等環(huán)境也會對輸電線路保護(hù)層產(chǎn)生比較大的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明，長時間的高溫會導(dǎo)致輸電線的絕緣保護(hù)層工作性能急劇下降，嚴(yán)重時可能會導(dǎo)致失效。如果失去絕緣層的保護(hù)，輸電線就會很容易發(fā)生短路、斷路等情況。

二、輸電線路風(fēng)險預(yù)警方法研究

目前，我國已經(jīng)建設(shè)了基本覆蓋全國的供電網(wǎng)絡(luò)。在整個供電系統(tǒng)中，分布著大量的輸電線路。如果要對其進(jìn)行全時間的人工監(jiān)控，不僅費(fèi)時費(fèi)力，所能夠取得的效果也十分有限。所以，進(jìn)行輸電線路的風(fēng)險預(yù)警方法的研究對于提高供電網(wǎng)絡(luò)的工作穩(wěn)定性十分必要。

2.1 輸電線路預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)

我們的首要任務(wù)就是設(shè)計(jì)建設(shè)完善的輸電線路預(yù)警系統(tǒng)。目前，我國供電系統(tǒng)的管理采用的是以行政單位為基礎(chǔ)的區(qū)域管理的方法。每一片區(qū)域負(fù)責(zé)的輸電線路管理量雖然比較龐大，但借助現(xiàn)有的信息化技術(shù)，仍然具有建立全覆蓋預(yù)警系統(tǒng)的可能性。

因此，我國應(yīng)當(dāng)以管理區(qū)域作為基礎(chǔ)，建設(shè)該地區(qū)的信息化輸電線路預(yù)警系統(tǒng)。利用各種類型的傳感器對輸電線路的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并將相關(guān)信息收集起來反饋給管理系統(tǒng)。管理系統(tǒng)則利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析能力和處理能力，對輸電線路的工作狀態(tài)進(jìn)行分析。同時，管理系統(tǒng)可以借助網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等，對該地區(qū)的氣象狀態(tài)進(jìn)行總結(jié)，從而判斷輸電線路是否面臨著比較嚴(yán)重的氣象災(zāi)害威脅。再根據(jù)預(yù)先設(shè)定的預(yù)警等級，及時向工作人員發(fā)送信息。這樣，就能比較方便地實(shí)現(xiàn)對地區(qū)輸電線路的預(yù)警工作。

2.2 改善輸電線路日常巡檢

除了建設(shè)輸電線路的預(yù)警系統(tǒng)外，我們還應(yīng)當(dāng)完善現(xiàn)有的輸電線路的日常巡檢工作，通過日常的檢查提高輸電線路的預(yù)警能力。

目前，我國輸電線路的巡檢工作還是采取的以人力為主的方式，配置的專業(yè)巡檢工具比較少。所以我國輸電線路的巡檢工作經(jīng)常面臨著工作效率低下、人員不足的困境。隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，小型化的高性能輸電線路巡檢工具的設(shè)計(jì)制造已經(jīng)具有了實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。我國要積極利用新技術(shù)的優(yōu)勢，針對我國輸電線路的分布特點(diǎn)，設(shè)計(jì)新型的個人化輸電線路巡檢工具。利用新型工具提高我國輸電線路的巡檢工作效率，也可以明顯提高預(yù)警的準(zhǔn)確度。

結(jié)束語

輸電線路作為供電系統(tǒng)的重要組成部分，對于供電網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行發(fā)揮著重要的作用。由于輸電線路的工作特殊性，其面臨著比較嚴(yán)重的氣象災(zāi)害風(fēng)險的威脅。本文通過分析冰雪、風(fēng)雨與日曬等多種自然氣象災(zāi)害對輸電線路的影響，研究探討了通過建設(shè)輸電線路預(yù)警系統(tǒng)和改善輸電線路日常巡檢的方法。這些研究對提高供電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和加強(qiáng)輸電線路的預(yù)警能力有很好的幫助。

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