電網(wǎng)遭受冰災的損毀特點及搶修施工工藝

［摘要］電網(wǎng)遭受特大冰災而癱瘓，安全形勢刻不容緩，如何在惡劣的條件下安全、迅速地開展抗冰搶險活動，是我們首次面臨的課題。文章從施工單位的角度，對本次冰災中電網(wǎng)受災損毀的特點進行分析，并提出預防措施。從實踐中總結抗冰搶險的施工特點及要求，同時簡要介紹抗冰搶險的一些新工藝。

［關鍵詞］冰災；電網(wǎng)損毀；受災防患；抗冰搶險；施工新工藝

［作者簡介］宋暉，廣東省輸變電工程公司，廣東廣州，510160

［中圖分類號］ TM755［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1007-7723（2008）08-0141-0003

一、引言

因受異常惡劣天氣的影響，貴州電網(wǎng)遭受了50年一遇的最為嚴重且持續(xù)時間較長的冰災，造成貴州電網(wǎng)基本癱瘓，嚴重威脅南方電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。電力供應非常緊張，安全形勢極其嚴峻。廣東省輸變電工程公司是首批進入貴州參加抗冰搶險戰(zhàn)斗的單位之一，筆者亦作為搶險分隊的總工先后參與修復了2條500kV電力線路，成功打通了“西電東送”的首條通道。

二、電網(wǎng)受災損毀特點及預防措施

（一）貴州電網(wǎng)的損毀主要特點

1.險情發(fā)展速度快

由于導地線上所覆蓋的冰柱不斷增加直徑，與凍雨接觸的面積呈幾何遞增地不斷加大，從而加速覆冰嚴重超過設計允許值而導致斷線、倒塔。據(jù)現(xiàn)場調查，最大覆冰值大于設計值6～7倍，這就是為何貴州電網(wǎng)在短短幾天內幾乎全部癱瘓的主要原因。

2.“推股牌效應”，影響面大

在一個耐張段內，只要有一基鐵塔不堪重負而倒塌，由于應力瞬間出現(xiàn)極大不平衡，從而造成整個耐張段的其他鐵塔出現(xiàn)不同程度的損毀。這種現(xiàn)象比比皆是，如我們在巡查鴨福II回線路時，當場目睹了N50鐵塔倒塌，瞬間整個耐張段8基鐵塔同時倒塌的現(xiàn)象。

3.災情持續(xù)時間長

貴州電網(wǎng)自2008年1月份中旬開始發(fā)生災情后，一直持續(xù)到2月份底，還是災情不斷，每天都有新的故障點出現(xiàn)。為何凍雨天氣已結束了很長時間，災情還在不斷惡化？通過分析研究，災情發(fā)展應該是經(jīng)歷了以下三個階段：（1）前期由于凍雨天氣直接造成覆冰過重而損毀；（2）中期因天氣轉暖，導地線開始融冰、脫冰，由于導地線瞬間減荷造成上下舞動及相鄰兩檔的應力發(fā)生嚴重不平衡而產生對鐵塔極大的沖擊力，從而造成斷線、倒塌現(xiàn)象；（3）后期，部分導地線、連接金具表面上看沒有損壞，但由于受到前期階段不斷加荷、減荷的沖擊，可能已經(jīng)造成了內傷，如遇到大風等其他因素的影響，往往也會造成導地線、連接金具斷裂的新險情。

4.搶修的難度大、危險性高

在冰天雪地施工，同時因電網(wǎng)癱瘓，在無水無電的情況下，人的行動力受到很大程度的制約，施工環(huán)境存在著許多不受控的因素，搶修的難度、危險性可想而知。

（二）預防措施：“災情防患于未然”

電網(wǎng)受災主要是由于覆冰嚴重超標而造成的，而設計的安全系數(shù)往往是2.5～4倍，如果在設計安全系數(shù)范圍內及時除冰，則可避免“雪球滾大”，此時在操作上也是安全的。如設計的導線覆冰值是10mm，當發(fā)現(xiàn)導線的覆冰已超過10mm，即應停運該線路，并組織人力進行除冰。此時覆冰較薄，除冰難度不大，一兩天后即可恢復該線路運行。運行后的線路此時因與凍雨接觸面較小，加上導線上發(fā)散熱量，覆冰的速度較慢，當持續(xù)一段時間后覆冰厚度超過10mm，則重復停運除冰工作。事實證明，該方法是受災影響最小、投入最少的行之有效的辦法。

三、抗冰搶險的施工特點及要求

（一）災情開始階段

即覆冰還在設計安全系數(shù)范圍內時，采取線路停運除冰方法，除冰時可以采取上線敲冰（飛車出線）、繩索拉冰、降線除冰等方法。此時應注意采取安全措施防凍、防滑，并且要投入足夠的人力確保整條線路同時除冰，這樣才能達到災情預防效果。

（二）災情惡化階段

即覆冰已超設計安全系數(shù)范圍，覆冰速度已呈幾何級遞增，災情開始惡化。此時如果進行搶險，一是搶修速度遠比不上災情惡化速度；二是施工條件惡劣，不可預見的新災情隨時會危及到施工人員的人身生命安全。故該階段不應該進行搶修施工，避免發(fā)生更大的災情、事故。

（三）搶修攻堅階段

當惡劣天氣結束后，即應投入足夠的搶險隊伍對電網(wǎng)進行搶修，此時災情并沒結束，新的故障點隨時都有可能再出現(xiàn)。搶修施工應首先將安全擺在第一位，做足安全措施，隔離故障線路段，并嚴格執(zhí)行“兩票”制度；其次就是“搶”，減少搶修時間就是減少社會損失，而搶進度需要以下幾方面來保證：（1）應有足夠具有拼搏精神的施工人員及合格的施工機具；（2）應有合理的施工組織及進度計劃；（3）應有行之有效的施工方案；（4）材料需求應供應及時。

（四）搶修結束階段

該階段的任務主要是消缺，加緊排查、修復遺漏故障點，避免因疏忽而造成線路恢復運行不成功。這階段要求施工人員更應細心。

四、抗冰搶險的施工新工藝

（一）拆塔施工

拆塔施工一般有兩種方法，一種是切除鐵塔與基礎的連接后，整基拉倒；一種是自上往下逐根或逐段地拆除。本次冰災中，絕大部分的受損鐵塔是攔腰斬斷，塔頭部分嚴重受損，而塔身結構基本保持良好。另外，貴州500kV電網(wǎng)的鐵塔大部分采用插入式基礎。為了避免在施工中損傷原基礎，在滿足設計、規(guī)范要求的條件下減少工作量及材料用量，我們大量地采用了中心懸浮抱桿自上往下逐段拆除的施工方法。該方法安全性高、速度快，并且拆塔的現(xiàn)場布置可以直接用于組立新塔的施工中，減少了轉序的中間環(huán)節(jié)。

拆塔施工時應特別注意以下幾點：（1）首先應做好安全措施為該塔卸荷。因受損鐵塔上懸掛的導地線均受不同程度的損傷，此時不能輕易登塔操作，應先采取措施將故障點隔離，并通過松出導地線等措施對鐵塔卸荷；（2）應嚴格控制拆塔段的重量，不能超過起吊系統(tǒng)的允許值；（3）采用氣焊對變形塔材進行切割時，應先對該塔材進行捆綁固定，防止斷開后反彈傷及操作者及機具；（4）操作者應站在安全區(qū)，安全帶不能拴在被割段上。

（二）導線修復

導線受損一般有以下幾種情況：（1）因鐵塔倒塌傷及導線；（2）金具脫落造成導線落地掛傷；（3）懸垂線夾握力不夠，導線滑移造成鋁線開斷?？梢钥闯觯軗p導線一般在塔位附近處損壞最嚴重，必須更換；線檔中間的導線一般保持較好，可以根據(jù)規(guī)范及設計要求采用補修管或預絞絲進行修補，無需更換。

在本次搶修施工中，我們充分理解規(guī)范及設計的要求、詳細了解導線受損情況，制定了安全高效的導線修復方案，通過精心組織，避免了浪費人力、物力及時間，為最后提前完成施工任務奠定了基礎。如以下案例：

500kV鴨福I回的N99-N103右相1#子導線掉落，在N100處有4m導線嚴重損壞，在N101處有6m長導線斷了7股鋁線，在N102處有6m長導線外層鋁線脫落，故障情況如圖1所示：

這種導線零星缺陷的現(xiàn)象在本次冰災中普遍存在。如果是采用整根或整相導線進行更換的施工措施，則需要投入大量的人力及機械設備，并且還要花費大量的時間，這根本談不上是搶險施工。

有一施工單位提出這樣的修復方案：受損處采用預絞式導線接續(xù)條。這種辦法看似是最簡單的方案，也滿足《架空輸電線路導地線修補導則》（DL/T 1069-2007）的規(guī)定，但殊不知不切合實際。因為，導線受損位置正是懸垂線夾的位置，懸垂線夾肯定是裝不上接續(xù)條的。

有另一施工單位提出另一種修復方案（見圖2）：將N101-N102檔損壞的導線全部截除，然后重新更換200米左右的新線，將N100的損壞導線截除后對接，在N99緊線。按此施工方法是可行的，但需投入30人約3天半的時間。

廣東輸變電工程公司則采用以下的修復方案（見圖3）：先將三處損壞的導線截除，N101及N102在檔內對接（注意壓接管的位置離懸垂線夾應大于5m），然后在N100處駁接等長于已截除損壞導線的總長度，則處理后的導線長度沒變，不需緊線，直接掛線即可。事實上，廣東輸變電工程公司在N100處駁接了30m左右的導線，共投入20人約1天半的時間即完成修復任務，省力又搶出時間。

五、結語

冰災對電網(wǎng)的損毀是嚴重的，對社會造成的損失是重大的，而如何及時、有效、安全地進行抗冰搶險，這是涉及面很廣的課題。作為施工單位，應該充分了解冰災的形成原因及電網(wǎng)損毀的特點，吃透規(guī)范、設計要求，從施工技術及施工工藝入手，及時調動施工資源與時間賽跑，方能打贏一場抗冰搶險的戰(zhàn)爭。