輸電線路氣象災害風險分析與預警方法研究

曹宗山 朱春潮 劉懷遠 田瀝浚 楊凱

摘要：在現代生產生活中，電力系統發揮著重要的作用。目前，我國已經建設了比較完善的供電網絡。輸電線路是供電網絡正常運行的重要基礎，其安全運行關系到整個供電網絡的穩定。輸電線路一般工作在露天的環境下，面臨著十分嚴峻的環境安全考驗。因此，展開輸電線路氣象災害的風險分析研究和風險預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害的風險，對輸電線路的安全預警方法進行了研究探討。這些研究對我國供電網絡的穩定運行和輸電線路的安全有著重要的意義，有很好的現實價值。

關鍵詞：輸電線路；氣象災害；安全預警

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定有效供應，眾多生活工作系統的工作將無法得到保障。因此，建設安全穩定的供電網絡是人們一直在追求的目標。

由于發電廠等電源系統與工廠、家庭等用電系統之間有比較遠的距離，而且需要預先經過變壓等方式的處理。所以，供電網絡需要輸電線路的支撐才能正常工作。在供電網絡中，輸電線路承擔著電力輸送的任務，在整個系統中發揮著重要的作用。而由于輸送距離遠等多方面原因，輸電線路一般工作在露天的環境下，時刻面臨著風吹、雨淋等環境的侵害。雖然輸電線路本身具有一定的保護功能，但并不能完全確保其免受自然災害的威脅。因此，我們需要展開對于輸電線路的氣象災害風險分析和預警方法的相關研究。

一、輸電線路氣象災害風險分析

輸電線路要將發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。在野外經常看到的電力高塔就是為了架設架空輸電線路等。而這些線路一般都工作在露天的環境下，風吹雨淋日曬等自然天氣都會對輸電線路的工作產生影響。

1.1 冰雪氣象風險分析

一般來說，輸電線都有一定的保護措施。例如，目前廣泛采用的輸電線的外部都會有一層絕緣保護層。這種保護層包括多層結構，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。但惡劣的氣候環境依然會對輸電線路產生比較大的影響。

2008年，我國南方地區發生了大規模的冰雪災害，對我國南方地區的供電系統造成了很嚴重的破壞。在那場災害中，大量電線桿、電塔倒塌，電線斷裂，嚴重削弱了南方地區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，導致電線等不堪重負斷裂。而我國南方地區的輸電線路的設計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險中，冰雪氣象風險占了很大的比例。

1.2 其它氣象風險分析

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

在我國北部地區和東南沿海地區，輸電線路面臨著比較嚴重的狂風氣象風險的影響。主要原因在于北部地區有很多戈壁、草原等地形，面對比較大的風力削弱能力小。東南沿海地區則經常面臨臺風天氣，風力大。在風力過大的情況下，輸電線路可能會發生電線斷裂等情況，進而導致整個供電系統的癱瘓。

另外，長時間的日曬導致的高溫環境和雨淋等環境也會對輸電線路保護層產生比較大的影響。根據實驗表明，長時間的高溫會導致輸電線的絕緣保護層工作性能急劇下降，嚴重時可能會導致失效。如果失去絕緣層的保護，輸電線就會很容易發生短路、斷路等情況。

二、輸電線路風險預警方法研究

目前，我國已經建設了基本覆蓋全國的供電網絡。在整個供電系統中，分布著大量的輸電線路。如果要對其進行全時間的人工監控，不僅費時費力，所能夠取得的效果也十分有限。所以，進行輸電線路的風險預警方法的研究對于提高供電網絡的工作穩定性十分必要。

2.1 輸電線路預警系統建設

我們的首要任務就是設計建設完善的輸電線路預警系統。目前，我國供電系統的管理采用的是以行政單位為基礎的區域管理的方法。每一片區域負責的輸電線路管理量雖然比較龐大，但借助現有的信息化技術，仍然具有建立全覆蓋預警系統的可能性。

因此，我國應當以管理區域作為基礎，建設該地區的信息化輸電線路預警系統。利用各種類型的傳感器對輸電線路的工作狀態進行實時監控，并將相關信息收集起來反饋給管理系統。管理系統則利用計算機系統的數據分析能力和處理能力，對輸電線路的工作狀態進行分析。同時，管理系統可以借助網絡系統等，對該地區的氣象狀態進行總結，從而判斷輸電線路是否面臨著比較嚴重的氣象災害威脅。再根據預先設定的預警等級，及時向工作人員發送信息。這樣，就能比較方便地實現對地區輸電線路的預警工作。

2.2 改善輸電線路日常巡檢

除了建設輸電線路的預警系統外，我們還應當完善現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，配置的專業巡檢工具比較少。所以我國輸電線路的巡檢工作經常面臨著工作效率低下、人員不足的困境。隨著信息化技術的發展，小型化的高性能輸電線路巡檢工具的設計制造已經具有了實現的基礎。我國要積極利用新技術的優勢，針對我國輸電線路的分布特點，設計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，也可以明顯提高預警的準確度。

結束語

輸電線路作為供電系統的重要組成部分，對于供電網絡的正常運行發揮著重要的作用。由于輸電線路的工作特殊性，其面臨著比較嚴重的氣象災害風險的威脅。本文通過分析冰雪、風雨與日曬等多種自然氣象災害對輸電線路的影響，研究探討了通過建設輸電線路預警系統和改善輸電線路日常巡檢的方法。這些研究對提高供電網絡的穩定性和加強輸電線路的預警能力有很好的幫助。

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