電網(wǎng)損毀之因

　　作為受災(zāi)最嚴(yán)重的單位之一，國家電網(wǎng)在這次地震中遇難員工300多名，并有多名員工失蹤，直接經(jīng)濟(jì)損失超過120億元，其中四川公司超過106億元，初步預(yù)計震后恢復(fù)和重建需要投入資金346億元，災(zāi)后重建資金將完全由國家電網(wǎng)自己承擔(dān)。地震之后，盡快恢復(fù)和重建在地震中受損的輸變電及配電設(shè)施，為災(zāi)區(qū)人民生產(chǎn)生活重建提供電力保障，同時組織國內(nèi)相關(guān)科研院所對電網(wǎng)設(shè)施的抗震性能進(jìn)行研究，提高災(zāi)區(qū)現(xiàn)有電網(wǎng)設(shè)施的抗震能力，防止災(zāi)區(qū)現(xiàn)有電網(wǎng)設(shè)施在余震和以后的地震中遭受損毀，成為國家電網(wǎng)最重要的工作內(nèi)容。
　　截至6月中旬，四川省電力公司在國家電網(wǎng)公司、國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)內(nèi)其他網(wǎng)省公司的支援幫助下，已經(jīng)完成近92％的鄉(xiāng)鎮(zhèn)的通電工作。
　　這次地震災(zāi)害造成了大量電網(wǎng)設(shè)施短時停運，部分設(shè)施損毀。此外，部分發(fā)電機組退出運行，大量用戶因受災(zāi)停止用電，部分用戶供電中斷。地震災(zāi)害發(fā)生后，未損毀或受損輕微的電網(wǎng)設(shè)施在短時間內(nèi)恢復(fù)運行。電網(wǎng)運行方式得到了及時調(diào)整，可恢復(fù)的損毀設(shè)施正逐步修復(fù)。
　　
　　地震及余震引起大量電網(wǎng)設(shè)施短時停運
　　
　　這次地震及余震先后引起國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)110千伏及以上變電站停運90座，線路停運181條，電力損失負(fù)荷685萬千瓦。其中，500千伏變電站停運1座，線路停運4條；330千伏變電站停運1座，線路停運1條；220千伏變電站停運14座，線路停運47條；110千伏變電站停運74N，線路停運129條。低電壓等級電力設(shè)施由于在震區(qū)分布數(shù)量較多，受到地震影響較大。
　　從受災(zāi)區(qū)域看，四川省電力公司系統(tǒng)110千伏及以上變電站停運80座，線路停運168條，損失負(fù)荷452萬千瓦；甘肅省內(nèi)公司系統(tǒng)110千伏及以上變電站停運4座，線路停運7條，損失負(fù)荷46萬千瓦；陜西省內(nèi)公司系統(tǒng)110千伏及以上變電站停運6座，線路停運6條，損失負(fù)荷187萬千瓦。四川省作為地震中心區(qū)域，受災(zāi)情況最為嚴(yán)重。
　　地震發(fā)生后，四川電網(wǎng)最大用電負(fù)荷下降452萬千瓦，主網(wǎng)剩余部分發(fā)電裝機與負(fù)荷基本平衡。甘肅電網(wǎng)震前網(wǎng)供負(fù)荷735萬千瓦，全省地震共損失負(fù)荷約45.7萬千瓦，其中隴南市震前最大網(wǎng)供負(fù)荷24.5萬千瓦，地震損失負(fù)荷20.5萬千瓦，負(fù)荷損失率為83.7％。陜西電網(wǎng)5月12日14時29分至14時39分，全網(wǎng)負(fù)荷從707萬千瓦降低至520萬千瓦，共損失負(fù)荷18萬千瓦。
　　
　　部分電網(wǎng)設(shè)施在地震中受損
　　
　　這次地震中，國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)258座110千伏及以上變電站、204條110千伏及以上線路等設(shè)施不同程度受損。建筑物受損的110千伏及以上變電站共計258座，其中，500千伏變電站6座，330千伏變電站2座，220千伏變電站45座，110千伏變電站205座。從地區(qū)分布情況看，四川省內(nèi)發(fā)生建筑物受損的110千伏及以上變電站216座；甘肅省內(nèi)21座；陜西省內(nèi)21座。受損建筑物中，主控樓、開關(guān)室發(fā)生裂紋乃至坍塌的變電站占據(jù)一定比例，圍墻倒塌或開裂現(xiàn)象也較普遍，共計60座110千伏及以上變電站圍墻受損；設(shè)備架構(gòu)及基礎(chǔ)損毀數(shù)量較少，共計29座110千伏及以上變電站發(fā)生設(shè)備架構(gòu)受損。
　　這次地震災(zāi)害中，部分電氣設(shè)備損毀嚴(yán)重，尤其是質(zhì)量較大或含有大型瓷套管的高壓設(shè)備。國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)110千伏及以上主變壓器受損88臺，斷路器受損43臺(組)，隔離開關(guān)損毀39組，母線損毀9段，電流互感器損毀64臺，電壓互感器損毀13臺，避雷器損毀21支。此外，系統(tǒng)通信、安控及站內(nèi)二次設(shè)備也有一定數(shù)量損毀。
　　此外，國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)110千伏及以上輸電線路損毀204條。從地區(qū)分布看，四川省損毀110千伏及以上線路191條，甘肅省損毀7條，陜西省損毀6條。輸電線路在這次地震中受損數(shù)量較少，主要受損部位為桿塔和基礎(chǔ)。
　　
　　歷次地震對電網(wǎng)的破壞
　　
　　國際上，近年發(fā)生的多次強烈地震都對所在地區(qū)的電力系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的破壞。在這些破壞性強烈的地震中，電力系統(tǒng)中高壓變電裝置的破壞尤其引人注目。如1989年發(fā)生的美國Loma Prieta地震中，230千伏與550千伏變電站破壞嚴(yán)重；1994年1月美國Northridge地震，電力系統(tǒng)的震害也集中于230千伏和550千伏變電站。1995年1月日本神戶地震中，一批770千伏和1275千伏變電站破壞；約20基線路桿塔發(fā)生基礎(chǔ)沉陷、塔身傾斜，另有部分線路桿塔的絕緣子震壞。1999年土耳其伊茲米特地震中，一個380／151千伏變電站中所有4個變壓器均因為基礎(chǔ)螺栓斷裂而移動了50厘米；6個主要的回路繼電器中的5個破壞，導(dǎo)致油從絕緣套管泄漏；另外，還有其他9座變電站的變壓器、開關(guān)設(shè)備和建筑也受到不同程度的破壞。2004年10月日本新渴地震，在輸電線路中，由于滑坡等造成1基線路桿塔倒塌、3基傾斜，輕微傾斜有20基；11個變電站受損，其中避雷器損壞1件，機器基礎(chǔ)下沉有21件；配電設(shè)備受損共有7566件。
　　在我國發(fā)生的地震中，也多次對電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重威脅。1976年唐山大地震使電力系統(tǒng)遭受極大的破壞。從此展開了電力系統(tǒng)抗震的若干研究工作。1999年9月21日，我國臺灣集大地震對電力系統(tǒng)造成了非常大的破壞。這次震害的一個主要特點是高壓線路桿塔的破壞，這在以前的地震記錄中非常少見。地震中還有大量電力設(shè)備的破壞，特別是變電站和開關(guān)站設(shè)備的大量破壞。
　　
　　電網(wǎng)設(shè)施損毀的根本原因
　　
　　汶川地震電網(wǎng)設(shè)施損毀的根本原因在于地震烈度高于設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。震區(qū)內(nèi)基本設(shè)防烈度為7度，考慮330千伏及以上變電站等重要設(shè)施提高1度設(shè)防，設(shè)防地震烈度也僅為8度，而此次地震實測最高烈度達(dá)到11度。
　　同時，電網(wǎng)設(shè)施的結(jié)構(gòu)特點和所用的一些材料特點，也是這次地震造成電網(wǎng)設(shè)施受損嚴(yán)重的原因。高壓電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)一般都有這些特點：變電站電力設(shè)備一般都有細(xì)長且為瓷質(zhì)的套管，變電站內(nèi)的各種開關(guān)一般都是高架的，且支撐結(jié)構(gòu)一般都是瓷質(zhì)的，容易在地震的作用下而折斷。變電站內(nèi)的許多設(shè)備都是“頭重腳輕”，地震時易在根部折斷。
　　高壓電氣設(shè)備的絕緣部分均由瓷套管組成，其震害特點大多是瓷套管根部斷裂。震害的主要原因是：首先，陶瓷是脆性材料，抗彎性能很差，加上設(shè)備的結(jié)構(gòu)形狀特殊，不僅又細(xì)又長，而且上部質(zhì)量較大。地震時瓷套管的根部承受很大的彎矩，使瓷套管強度不足而斷裂。尤其是在瓷套管與其他材料的連接處，變形不協(xié)調(diào)加大了瓷套管的斷裂和損壞；其次，這類設(shè)備的固有頻率在1-10Hz范圍內(nèi)，與地震波的卓越頻率相接近。同時，這類設(shè)備阻尼值較小，其主體材料瓷柱屬脆性材料，儲能能力較小，因此在地震中極易因類共振影響使設(shè)備遭受破