高海拔高寒地區(qū)輸變電設(shè)備解析

陳映江

摘要：我國的電網(wǎng)工程項目投資規(guī)模、技術(shù)難度以及工程線路的跨度等普遍較大，因此在進行輸變電設(shè)備的建設(shè)以及施工過程中不僅要考慮施工技術(shù)的難度，同時也應(yīng)該對施工地的基本自然條件、技術(shù)發(fā)展水平以及客觀政治因素等進行綜合權(quán)衡，這就導(dǎo)致了輸變電設(shè)備在進行建設(shè)時出現(xiàn)了諸多不確定因素。文章重點研究了高海拔地區(qū)輸變電設(shè)備建設(shè)中出現(xiàn)的問題，并提出了相應(yīng)的解決方案，為高寒地區(qū)電力項目建設(shè)添磚

加瓦。

關(guān)鍵詞：高海拔；高寒地區(qū)；輸變電設(shè)備建設(shè)；線路建設(shè)；電力項目

中圖分類號：TM721 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）19-0118-02

受到高海拔高寒地區(qū)特殊的氣候以及土壤結(jié)構(gòu)影響，輸變電設(shè)備常常會受到較大的影響而被破壞，例如冰雪災(zāi)害等極容易對輸變電線路造成一定程度的破壞。所以，在高海拔地區(qū)進行輸變電設(shè)備項目建設(shè)之前，應(yīng)當將這一問題作為重點考慮的內(nèi)容，對線路的搭建以及設(shè)備的選用都應(yīng)根據(jù)情況合理選用，杜絕因自然環(huán)境而給設(shè)備帶來較大的影響，給人們?nèi)粘Ｉ顜聿槐恪?/p>

1 高海拔地區(qū)線路建設(shè)面臨的問題

1.1 低溫問題

在進行高海拔地區(qū)輸電項目工程線路的建設(shè)過程中，低溫問題是輸變電線路所面臨的主要問題之一。高海拔地區(qū)溫度較低，土地的硬度大，而管線塔桿的樹立必須要進行挖基工作，這無疑造成了較大的難度。同時，高原地區(qū)存在大量的凍土，如果桿塔的掩埋工作出現(xiàn)問題，那么當氣溫上升時凍土開化則很容易造成地基塌陷的問題，大大降低了桿塔的穩(wěn)定性。

1.2 管線桿塔建設(shè)問題

在管線桿塔的建設(shè)過程中，建成后的管線桿塔應(yīng)該對風力存在一定的抵御能力，通常來說，設(shè)計風速應(yīng)該在25m/s左右。但是很多施工單位在進行施工建設(shè)時不依照設(shè)計標準來進行設(shè)計，為了省時省力，對于凍土的厚度、當?shù)貧夂蜃畹妥罡唢L力等情況的研究不夠深入徹底，桿塔出現(xiàn)失穩(wěn)的狀況也在意料之中。

2 高海拔高寒地區(qū)輸電線設(shè)備面臨的問題

2.1 高原氣候?qū)Ω邏洪_關(guān)避雷器的影響

高海拔地區(qū)的氣候特點對于輸電線設(shè)備的影響較大。隨著海拔高度的不斷上升，大氣壓力也會逐漸降低，這就導(dǎo)致輸變電設(shè)備的絕緣強度不斷衰弱，大大降低了設(shè)備的外絕緣能力。正常情況下，廠家在對輸變電設(shè)備進行調(diào)試過程中都是在正常海拔條件下測試的，所測得的相關(guān)實驗數(shù)據(jù)以及適用范圍可能并不適用于高原高海拔地區(qū)，所以對于設(shè)備的絕緣能力應(yīng)該進行適當?shù)匦拚?。在高寒高海拔地區(qū)，電氣設(shè)備的開關(guān)設(shè)備冰層厚度通常較大。我國的國家標準中有明確規(guī)定，開關(guān)類設(shè)備的冰層厚度設(shè)計分為1mm、10mm以及20mm三大類別，而在高原地區(qū)，一旦發(fā)生了嚴寒災(zāi)害，開關(guān)設(shè)備的厚度冰層就會超過設(shè)計要求，在高海拔風口地區(qū)以及高寒地區(qū)設(shè)備受損的現(xiàn)象尤為嚴重。

2.2 干式變壓器面臨的問題

我們?nèi)粘Ｊ褂玫沫h(huán)氧樹脂干式變壓器測試環(huán)境一般在正常海平面狀態(tài)，一旦運行環(huán)境超過了海拔1000m，其溫升限值就會呈現(xiàn)遞減態(tài)勢，在1000m海拔以上的地區(qū)，每超過500m，溫升限值就會按照冷變壓器的2.5%、風冷變壓器的5%進行縮減。所以在高海拔地區(qū)，變壓器的數(shù)據(jù)測定需要重新測定使用。

在低氣溫的高海拔地區(qū)，輸變電設(shè)備會出現(xiàn)嚴重的冰雪覆蓋狀況，改變了設(shè)備的絕緣分布。例如雨凇所形成的冰凌能夠在設(shè)備中形成橋接，使得瓷套和支柱絕緣子表面干區(qū)承受了極高的電壓，出現(xiàn)冰閃現(xiàn)象。小直徑設(shè)備的外瓷直徑較小，污閃電壓相對大直徑設(shè)備來說較低，其絕緣子更易放電出現(xiàn)沿面閃絡(luò)現(xiàn)象。

2.3 低壓電氣設(shè)備的影響

從溫度角度來看，現(xiàn)有的低壓電器如果在高海拔地區(qū)使用，那么其動靜觸頭以及導(dǎo)電體溫度會隨著海拔的不斷上升而提升，海拔每提高100m，溫度約提升0.3K左右，多數(shù)產(chǎn)品的溫升低于0.4K，高原地區(qū)的平均溫度則會隨著海拔的提升而不斷降低，氣溫的降低量完全能夠補償海拔提升設(shè)備溫度的提高量。所以，低壓電器的額定電流基本可以保持不變，對于散熱量較大的電氣設(shè)備可以適當?shù)亟档碗娫吹燃墶?/p>

從絕緣角度來看，普通的低壓電器在海拔2500m時具有60%左右的耐壓杜，綜合我國電器開關(guān)的耐久試驗，我國繼電器設(shè)備在海拔低于4000m的地區(qū)均可使用。

從動作特性角度來看，繼電器以及熔斷器的動作特性都會發(fā)生諸多變化，國產(chǎn)熱繼電器的動作特性較為穩(wěn)定，動作時間也會隨著海拔高度的變化而變化，根據(jù)不同的設(shè)備型號，會在40%～70%之間浮動。

3 高海拔地區(qū)線路搭設(shè)及設(shè)備選用方案

3.1 搭建桿塔方案

輸電線路項目建設(shè)工程的桿塔地基施工建設(shè)也可以被稱為基礎(chǔ)施工建設(shè)，基礎(chǔ)施工的作用非常大，也是輸電線路工程的基礎(chǔ)部分，基礎(chǔ)項目建設(shè)的好壞將直接影響到輸電線路工程的施工進度以及運行安全?；A(chǔ)施工主要包括鉆孔灌漿、巖石基礎(chǔ)以及斜插基礎(chǔ)等，依據(jù)實際情況不同而做出不同的選擇。比較常見的基礎(chǔ)施工主要包含以下幾種，即：掏挖基礎(chǔ)施工、階梯基礎(chǔ)施工以及鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工。無論是凍土的問題還是風力的抵抗問題，桿塔的搭建工作面臨問題較多，所以桿塔建設(shè)也是輸電線路施工工作的重中之重。桿塔搭建施工主要分為兩種主要方式：整體組立桿塔施工和分解組立桿塔施工方式。整體組立桿塔形式對于混凝土的抗壓強度具有非常嚴格的要求，必須達到設(shè)計強度的100%。分解組立桿塔施工形式則無需嚴格抗壓強度，僅需達到設(shè)計強度的70%，兩種形式都需要注重基本的穩(wěn)固性問題，在進行建設(shè)之前，施工設(shè)計人員應(yīng)該對施工現(xiàn)場的氣候特點以及土地性質(zhì)有一個基本的認識，包括全年平均風力、最低風力、最高風力、全年平均氣溫、最高溫度、最低溫度等，這些都對桿塔的質(zhì)量造成一定程度的影響。

3.2 合理構(gòu)建設(shè)備結(jié)構(gòu)，降低冰閃發(fā)生的可能性

通過對變電站不同類型設(shè)備的在線監(jiān)控，電力部門的數(shù)據(jù)顯示處于環(huán)境的不同電力設(shè)備的放電情況不盡相同，這與電力設(shè)備的絕緣子形狀和大小有著極為密切的關(guān)系。在對變電設(shè)備外絕緣設(shè)備進行防冰閃處理的過程中，應(yīng)該針對設(shè)備結(jié)構(gòu)上的問題進行合理改善，提高設(shè)備的外絕緣水平，提高爬電距離，同時可以利用噴涂的方式來降低冰閃故障發(fā)生的概率，另外，可以加強變電設(shè)備的監(jiān)測力度，及時清掃輸變電設(shè)備的檢測力度。

3.3 提高開關(guān)制造加工技術(shù)方案

所使用的隔離開關(guān)應(yīng)該盡量采取結(jié)構(gòu)簡單、防水性較高的開關(guān)，針對當前的隔離開關(guān)應(yīng)當進行防水性的方案改進，提高隔離開關(guān)防水措施的加工技術(shù)設(shè)計，同時加強開關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)水平，研發(fā)先進的組合電器以及防水封閉開關(guān)來提高電氣設(shè)備應(yīng)對惡劣環(huán)境以及自然災(zāi)害的能力。

4 結(jié)語

輸變電工程項目在建設(shè)過程中應(yīng)該結(jié)合電力規(guī)劃發(fā)展規(guī)劃以及相關(guān)的要求，同時充分地考慮到選線地址問題，對于建設(shè)過程中所出現(xiàn)的問題選擇合理的治理方案。受到高海拔高寒地區(qū)氣候以及風速等自然因素的影響，輸變電設(shè)備發(fā)生損壞的可能性非常高，這就要求線路建設(shè)以及設(shè)備建設(shè)單位加強關(guān)注力度，依據(jù)高海拔地區(qū)的氣候特點和其特殊性，提高設(shè)備檢測部門的檢測標準，同時注意桿塔搭建問題，切實做好設(shè)備防護工作，保證地區(qū)的供電穩(wěn)定性，為社會經(jīng)濟發(fā)展提供保障。

參考文獻

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