沿海地區(qū)低壓架空線路防風加固技術(shù)措施探討

陳永秋，農(nóng)少安，楊璽，馬承志，徐平

（1.廣東電網(wǎng)公司江門供電局，廣東江門 529000；2.江門電力設(shè)計院有限公司，廣東江門 529000）

1 沿海地區(qū)臺風氣象特點

廣東瀕臨南海，海岸總長度5782.5 km，為臺風高發(fā)地區(qū)。近年歷次臺風登陸最大風速為“黑格比”，達48 m/s，其次為“派比安”，達45 m/s。 平均風速為30.12 m/s。臺風風速沿海岸線向內(nèi)陸逐步衰減，離海岸線40 km后其風速多已降至微害程度。

2 沿海地區(qū)臺風對低壓電網(wǎng)的危害

2.1 電網(wǎng)受害類型

臺風造成架空配電線路受損的類型主要有：傾斜、倒桿、斷桿、斷線、拉線損壞等幾種。其中，傾斜、倒桿可歸為相似類別，斷線、拉線損壞等可歸為相似類別。這樣架空配電線路受損共分3大類型。

2.2 電網(wǎng)受害情況統(tǒng)計分析

2006年到2011年共有25次臺風登陸影響電網(wǎng)，圖1是電網(wǎng)受害3大類型分布情況示意圖。

圖1 0.4 kV線路受災(zāi)分布圖Fig.1 Distribution map of 0.4 kV lines suffering from storm disasters

從圖1上可看出，電網(wǎng)受害程度與其到海岸線的距離成反比，風速大于35 m/s時，臺風對線路損失很大，且主要發(fā)生在距海岸線30 km以內(nèi)的區(qū)域，30 km以后受害程度已經(jīng)很小，這與臺風登陸后強度的遞減是一致的。因此距海岸線30 km以內(nèi)的區(qū)域為重點關(guān)注區(qū)域。

從圖2上可看出，倒桿（或傾斜）發(fā)生的比例遠大于斷桿發(fā)生的比例。說明電桿基礎(chǔ)普遍薄弱，需加固。

調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)斷線、拉線損壞等受害發(fā)生的比例也很低，且搶修比較容易。但拉線在防風加固線路中效果明顯，將發(fā)揮重要作用。

圖2 倒桿（傾斜）、斷桿頒布圖Fig.2 Distribution map of fallen，tilted and broken poles

2.3 臺風對低壓電網(wǎng)的危害

2.3.1 沿海地區(qū)0.4 kV配電線路現(xiàn)狀調(diào)查

沿海地區(qū)低壓配網(wǎng)分布廣泛，沿海重點防風區(qū)域的架空線路現(xiàn)狀統(tǒng)計表明。

1）沿海地區(qū)舊線路比例較大。沿海地區(qū)0.4 kV線路許多已投運15 a以上，當年設(shè)計、施工資料缺失，這部分線路無法逐個追溯其實際可達到的質(zhì)量標準，難以判斷其抵御臺風的能力。

2）沿海地區(qū)殘損線路比例較大。離海岸線20 km區(qū)間范圍內(nèi)的0.4 kV線路由于長年受海風侵蝕，鋼筋混凝土桿內(nèi)鋼筋銹蝕較嚴重，殘損線路比例較大。

由此可見在離海岸線60 km區(qū)間范圍內(nèi)應(yīng)以各地風害嚴重程度和0.4 kV線路的現(xiàn)狀為依據(jù)確定線路防臺風的主要區(qū)段。

2.3.2 臺風對低壓電網(wǎng)的危害

臺風對低壓配網(wǎng)沖擊導(dǎo)致傾斜、倒桿、斷桿、斷線、拉線等破壞發(fā)生，造成低壓配網(wǎng)供電可靠性下降，甚至中斷供電。還可能發(fā)生觸電、火災(zāi)等事故。由于涉及范圍廣，破壞力強，造成搶修時間長，直接和間接損失巨大。

如不對低壓配網(wǎng)進行系統(tǒng)的、針對性的改造，將無法有效根除臺風對低壓配網(wǎng)的危害。

3 架空線路風害事故分析

3.1 概述

根據(jù)收集到的資料，臺風對于架空線路的損毀主要表現(xiàn)在桿塔傾倒和斷桿、斷線等幾方面。造成線路事故的主要原因有以下幾方面。

1）線路最大設(shè)計風速取值過低；

2）基礎(chǔ)抗傾覆強度不足或基礎(chǔ)滑坡破壞；

3）防串倒措施不足:耐張段過長，防風拉線設(shè)置不足；

4）配網(wǎng)設(shè)施改造不及時，電桿運行年限過長，電桿風化嚴重、橫擔、金具、拉線等部件嚴重銹蝕；

5）線路走廊清障不力。

引起倒桿的原因比較多。最多的原因是設(shè)計風速過低，其次是由于防串倒措施不足和基礎(chǔ)抗傾覆能力不足引起。

引起斷桿的主要原因有3種，斷桿最多的原因是設(shè)計風速過低和電桿運行年過長（基本上都是超過20 a的線路）。線路清障不力也是引起事故的原因。

3.2 架空線風災(zāi)事故原因分析

3.2.1 桿塔傾倒的原因

2）基礎(chǔ)抗傾覆強度不足或基礎(chǔ)滑坡破壞造成基礎(chǔ)抗傾覆能力不足。調(diào)查表明：倒桿數(shù)量多于斷桿數(shù)量，且大部分倒桿是電桿傾倒，倒桿的主要原因是與桿的基礎(chǔ)不良或遭到破壞有關(guān)。如部分桿塔位于沿軟土、流沙地帶，加上埋深不足及未安裝底盤、卡盤，基礎(chǔ)抗傾覆能力差導(dǎo)致倒桿。還有臺風帶來暴雨、洪水、海潮等次生災(zāi)害，破壞桿塔基礎(chǔ)，導(dǎo)致桿塔基礎(chǔ)水土流失或引起山體滑坡而倒桿。

3）耐張段過長。由于耐張段過長，容易串倒，擴大事故范圍和嚴重程度。

4）防風拉線設(shè)置不足。防風拉線設(shè)置太少，或青賠和現(xiàn)場施工條件限制，無法按設(shè)計要求裝設(shè)防風拉線，線路單薄，容易串倒。

3.2.2 斷桿的原因

1）設(shè)計風速偏低。臺風風力超過架空線路的最大設(shè)計風速是線路斷桿的主要原因。由于電桿選型強度偏低，臺風致斷桿在所難免。

2）電桿運行年限過長。由于運行年限過長，電桿出現(xiàn)風化，鋼筋銹蝕嚴重，強度明顯下降。

3）樹木壓倒。樹枝折斷壓在線路上造成斷桿事故。

4 0.4 kV架空線路防御臺風技術(shù)標準和加固措施

0.4 kV架空線路防御臺風應(yīng)根據(jù)實際情況，按新建線路、已建線路，線路的重要性區(qū)別對待，采取不同的加固措施。但都應(yīng)達到既定的設(shè)計標準，主要是設(shè)計風速。

FFR是公認的冠狀動脈病變血管功能學評價的“金標準”[30]，但其測量技術(shù)的復(fù)雜性和安全問題影響了其普及[31]。而QFR測量技術(shù)在控制診斷準確度的前提下可簡化臨床操作、減少副作用、提高安全性，改善了上述情況。但QFR應(yīng)用于臨床還需進一步研究，相關(guān)操作的質(zhì)量也有待提高，以利于優(yōu)化診斷治療決策，改善預(yù)后和合理配置醫(yī)療資源。

4.1 新建線路防風技術(shù)標準

一、二級架空配電線路應(yīng)按照以下技術(shù)標準進行建設(shè)，三級架空配電線路按照國標《10 kV及以下架空配電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL/T5220-2005的要求進行建設(shè)。

4.1.1 路徑選擇

1）應(yīng)避開相對高聳、突出、暴露，或山區(qū)風道、埡口、迎風坡等地形區(qū)段。

2）應(yīng)避開地質(zhì)不良和易受暴雨沖刷等地段。3）應(yīng)與防風林等高桿植物群保持足夠的安全距離。

4.1.2 最大設(shè)計風速

最大設(shè)計風速應(yīng)不低于35 m/s。

4.1.3 檔距及耐張段長度

0.4 kV架空線路適當?shù)拇頇n距為20～25 m，不宜大于30 m，適當?shù)哪蛷埗伍L度為250 m，不應(yīng)大于300 m。

4.1.4 桿塔

1）0.4 kV架空線路桿一般宜選用預(yù)應(yīng)力錐形水泥電桿。在計算荷載較大或轉(zhuǎn)角、終端處當不具備打拉線條件時，應(yīng)選用大彎矩電桿（高強度電桿）或低壓鐵塔，運輸困難地區(qū)可選用低壓鐵塔。

2）桿塔高度一般7～9 m。

3）原則上至少每連續(xù)5基直線桿應(yīng)設(shè)置一組防風拉線，當不具備打拉線條件時改用高強度直線電桿或鐵塔。

新建架空線路抗彎計算結(jié)果見表1 ～2。

4.2 已建線路防風加固措施

一級、二級架空線路應(yīng)按照以下措施進行加固，三級架空線路按照《10 kV及以下架空配電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL/T5220-2005的要求進行加固。

4.2.1 線路最大設(shè)計風速校驗

最大設(shè)計風速應(yīng)不低于35 m/s。

4.2.2 線路防串倒加強措施

1）水泥電桿加裝防風拉線?，F(xiàn)場具備條件的水泥電桿均應(yīng)裝設(shè)防風拉線，局部地段不具備拉線條件的桿塔應(yīng)選用大彎矩電桿或角鋼塔。

2）轉(zhuǎn)角、T接點等耐張桿改為大彎矩電桿或角鋼塔，選用普通水泥電桿時應(yīng)裝設(shè)拉線。

3）同桿架設(shè)雙回或多回線路的G級以下普通單桿改為大彎矩電桿或角鋼塔。

4）0.4 kV架空線路耐張段長度控制在250 m以內(nèi)，對耐張段過長的線路增設(shè)耐張桿塔隔斷。

表1 單回路低壓線路特性表Tab.1 The outcomes of calculation to maximum bending distance for single circuit overhead lines

表2 雙回路低壓線路特性表Tab.2 The outcomes of calculation to maximum bending distance for double-circuited overhead lines

5）跨越公路、湖泊、河流等線路跨越段應(yīng)改用耐張段。

6）對風化嚴重、有裂紋或配筋裸露的電桿，嚴重銹蝕的橫擔、金具、拉線等應(yīng)進行改造更換。4.2.3 提高基礎(chǔ)抗傾覆能力措施

1）核實并加固電桿基礎(chǔ)，電桿底盤、卡盤規(guī)格及電桿埋深設(shè)計和施工應(yīng)滿足《10 kV及以下架空配電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL/T5220-2005的要求并校驗基礎(chǔ)抗傾覆能力。

2）在軟土沙質(zhì)地區(qū)，應(yīng)有針對性地加固基礎(chǔ)和護坡，鐵塔基礎(chǔ)宜采用灌注樁基礎(chǔ)。在不具備條件采用灌注樁基礎(chǔ)時，可采用打松木樁補強的淺埋基礎(chǔ)，松木樁上部需埋入鐵塔基礎(chǔ)墊層內(nèi)。

圖3 A型（小型無合階圓筒）砼基礎(chǔ)示意圖（單位：mm）Fig.3 Schematic draw ing of type A foundation（a small round concrete foundation w ith no stairs）

4.2.4 安裝臨時拉線的措施

部分農(nóng)田、菜地不便安裝固定拉線時可采取安裝臨時拉線的措施。

4.3 基礎(chǔ)選型

按照《10 kV及以下架空配電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL/T5220-2005的要求校驗基礎(chǔ)抗傾覆能力。電桿基礎(chǔ)通?？蛇x用地盤（根據(jù)需要配上卡盤）式基礎(chǔ)，對于因地形條件限制不能打拉線的直線桿，可每五基桿設(shè)置一個A型（見圖3）（小型無臺階圓筒）砼基礎(chǔ)，對于因地形條件限制不能打拉線的轉(zhuǎn)角桿，可設(shè)置一個B型（見圖4）（大型無臺階圓筒）砼基礎(chǔ)或C型（見圖5）（有臺階）砼基礎(chǔ)。土質(zhì)分為可塑粘性土、軟塑粘性土兩種。

圖4 B型（大型無合階圓筒）砼基礎(chǔ)示意圖（單位：mm）Fig.4 Schematic draw ing of type B foundation（a large round concrete foundation w ith no stairs）

圖5 C型（有臺階）砼基礎(chǔ)示意圖（單位：mm）Fig.5 Schematic draw ing of type C foundation（a concrete foundation w ith stairs）

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