沿海地區配電線路防風災措施研究

袁雅斯

（廣東電網有限責任公司湛江吳川供電局，廣東 湛江 524000）

我國沿海地區海岸線長，每年不同程度地遭受到臺風的襲擊，大風所過之地會發生電力線路跳閘、斷線、倒桿等事故，為減少臺風造成配電線路的跳閘和故障次數，提高配網的抗風能力，迫切需要提高配電線路和設備抗風設計標準，加強配電線路和設備管理，加快更換殘舊配電設備，進一步提高配網運行和設備水平，提高配網供電可靠。

一、臺風對配電線路的危害

近年來，臺風災害頻有發生，并且對環境、社會等造成了嚴重的影響，其中對于配電線路造成的危害尤為嚴重。臺風對配電線路造成的危害主要包括以下幾個方面。

（一）斷線危害

由于檔距分布不合理，導致電線處于疲勞狀態，當遇到臺風天氣時，在瞬時大風作用下，會導致電線局部機械特性發生變化，進而導致配網出現斷線危害。

（二）倒塔危害

導致配電線路出現倒塔危害的原因主要包括水土流失、山體滑坡、設備質量問題、施工質量問題、配電線路拉線缺失、實際風俗超過配網線路最大抗風設計值、設計選型錯誤等。

（三）線路跳閘危害

由于在進行線路設計時，沒有考慮到臺風對線路造成的影響，導致實際風速超過最大設計風速，導線出現風偏引起對塔身放電或者相間放電，同時臺風天氣會將線路吹至樹障或者其他障礙物，如果不及時采取措施進行處理，將會導致配電線路出現跳閘故障。

二、沿海地區配電線路風災受損的因素

（一）臺風風力大于線路風荷標準

根據我國配電線路的設計標準，可以得知10千伏配電線路的防御風荷的風速值，需采用距離地面10米，且10分時距的最大風速。但是根據對某沿海城市配電線路設計的風荷標準進行研究，部分地區基本上采用35～40米/秒，此類風荷標準不僅低于臺風登陸時的最大風力，并且也低于局部地區陣風風速。因此，在氣象條件超出配電線路基本設計條件中，會導致出現倒桿以及斷桿等現象。

（二）早期線路設計標準比較低

受到歷史因素影響，很多配電線路的設計標準比較低，并且在抗風設計上不夠嚴格。在上個世紀所涉及的配電線路在今天仍然存在使用情況，該類線路不僅安全度比較低，并且不具備穩定性，電桿、拉線沒有按照相關標準設計，甚至在電桿型式上比較隨意，從而導致在臺風來臨后出現諸多缺陷，呈現出抗風能力比較差的基本現狀。

（三）電桿基礎不良或暴雨或海潮破壞導致倒桿

調查表明，部分線路的部分區段倒桿數量明顯多于斷桿，且倒桿絕大部分是電桿傾斜。造成桿塔集中傾倒原因與桿塔基礎不良或遭受破壞有關。如部分桿塔位于沿海軟土、流沙地帶，加上埋深不足及未安裝底盤、卡盤，基礎防風能力差，極易出現局部大面積倒桿現象；又如臺風帶來暴雨、洪水或海潮破壞電桿基礎，導致桿塔基礎水土流失或引起山體滑坡而倒桿。

三、沿海地區配電線路防風災措施

沿海地區受臺風襲擊多伴隨大風暴雨、雷擊等氣象災害。對于電網而言，桿塔既承受導線、金具本身的重力作用，同時也承受導線的風阻，當桿塔在臺風中受到破壞時，往往造成金具、瓷瓶、導線的嚴重損壞。由于桿塔施工需時長、工程量大，一旦發生倒桿、斷桿等現象的時候，難以實施快速復電，對生產生活用電帶來諸多不便。因此，提高配電線路低于臺風的基本措施：

（一）設計階段

為了提升配電線路的防風災的能力，在設計配電線路之前，有必要結合抗風要求，設計有針對性的、分等級的、差異化的防風災規劃方案。在配電線路中，由于線路與用戶分布區域廣且不均勻，為了應對風災，所有的線路按照統一的高標準來設計既沒有必要，也不經濟。而且在沿海地區，熱帶氣旋登陸后隨著逐步進入內陸，中心風速會逐漸減弱，危害程度逐漸減低。因此對于規劃方案，可根據沿海地區地理位置、地貌及其周遭環境特點，設計不同的、有等級的配電線路架空線的設計方案。

（二）增強配電線路的防風負荷能力

配電線路實際操作中，臺風的速度并不是一成不變的，具有多樣性。這樣需在設計中對配電線路中所遭受到的最大風速進行設計，需要設計人員從多種角度中進行分析，盡可能滿足各種不同的風力環境。對重點區域的設計，可以把風速最大設置到45米每秒，相對于比較寬廣的地形中，可以把風速設計到50米每秒。另外，張段長度與線路的距離都會對配電線路風災防御產生極大的影響。因此，設計人員在對這兩項進行設計的時候應該要根據實際情況進行分析。在重點領域中，設計人員可以把張段長度設定在450米以內，線路距離在45米以內。

（三）加大對直線桿防風拉線的安裝

對直線段的線路加裝防風拉線，且防風拉線的安裝范圍相隔控制不超過3基桿，有條件的可連續或隔基安裝，這是最經濟最有效的防風投資。

案例：我們轄區內的吳陽鎮位于湛江沿海，每年都有臺風登陸，配電線路防風能力存在不足現象，為了加強防風工作，2017年，我們對吳陽轄區內八回10kV線路增加186組防風拉線，有效提高線路防風能力。2018年“山竹”臺風登陸后，加裝防風拉線的線路沒有發生倒桿現象，而在沒加裝的線路發生多處倒桿、電桿傾斜。

（四）采用加強型電桿

臺風登陸后,10kV線路中電桿的損壞最為嚴重,特別是沿海地區,強臺風對電桿的損壞尤為明顯。電桿作為10kV線路中的重要組成,受日曬、雨淋、風蝕的損壞最為嚴重,所以抗風能力最差,在這樣的情況下,就需要選擇加強型電桿,延長電桿適用壽命,提高電桿的抗風能力。相關數據顯示,加強型電桿的抗風能力可達到一般電桿的2~5倍,所以,在線路材料選擇過程中,對于風多地帶,加強型電桿是非常重要的選擇。

案例：為了提高我們轄區內的線路防風能力，2016年，將吳陽鎮多回 10kV線路100多條受力點大的普通耐張電桿更換為加強型電桿。經多次臺風考驗，證實加強型電桿防風能力作用強大。

（五）選擇合適的電桿

不同型號的電桿有著不同的使用范圍，所以在選擇電桿的時候應該根據實際情況來進行分析，若是直線桿，設計人員就應選擇具有較高強度的電桿。若是普通電桿，設計人員就要防風拉線的設施來增加，若是施工地區中不能夠很好的來設置防風拉線，可以選擇鋼管塔的。在寬廣的地區中，設計人員可以適當的來增加鐵塔。若是電桿，可以運用雙桿的組合同時也要對防風拉線設施有所增設。設計人員對桿塔進行設計的時候還需要對相關的金具與導線進行充分的考慮，這樣在一定程度上才能保證其具有很好的防風能力，進而保證配電電路穩定正常的運行。

（六）強化配電線路的運行和維護

臺風來臨前要加強對配電線路的維護，將各種線路缺陷以及險情進行消除，從本質上做好防風措施。另外在做好配電線路防風評估工作之后，要對對方能力進行分析，并根據實際現狀分析線路修改計劃，及時將道路兩旁的樹木進行砍伐，從根本上保證線路兩側的電線桿不受樹木倒塌的影響。此外，要加強巡查工作，對于出現桿塔基礎沉降或者塌方，則需采取加固措施，并根據需求設置防風拉線，做好配電設施防盜以及防破壞的主要措施。

（七）做好臺風登陸前維護工作

1.線路防風能力不足的地方加裝臨時拉線；

2.針對線路殘舊、防風能力不足的支線在臺風登陸前停電，避免擴大故障范圍和提高供電可靠性。

（八）風災中的應急預防

實現基于配電線路的GIS系統是配電線路防風災措施中的重要一環。目前，基于GIS系統區域電網風災預警系統的設計與構建已逐步得到重視。實現基于配電線路的GIS系統，實現電網狀況查詢、災害預測、應急搶修、決策指揮等應用，可為電網防災減災及應急指揮提供面向決策的可視化管理平臺。湛江供電局在基于電力GIS平臺基礎上，建立區域電網風災評估模型，實現極端風場分布的預測預報，并對受其影響的線路桿塔分等級預警，以提醒相關運行人員供其決策處置。區域電網風災評估模型的主要功能包括：

建設風速風向在線監測，實現風速風向信息在GIS系統中的實時顯示。

收集現有線路防風能力現狀基本信息，建立線路防風能力分析模型，快速計算分析線路防風能力，指導線路抗風加固工作，提升沿海地區線路的抗風能力。

結束語：

電力事業運行的安全性與穩定性是電力事業發展的核心與關鍵，通過以上分析，我們了解到當前我國電力事業運行中，臺風會導致配電網線路發生跳閘與停運現象，其中對中、低壓配電設施的影響比較大，會導致配電網出現大面積的倒桿、斷桿現象，從根本上威脅供電安全。因此，需在采取因地制宜以及分級加固的基本原則中，提高防風設計的基本要求，加強對電桿進行改造，并積極建立相應的預警機制，從而提高沿海配電線路的抗風能力。