淺談電力工程與水文氣象的聯(lián)系

黨群

[摘 ? 要]電力是關系到國計民生的重要能源，目前，我國面臨電力建設的任務比較繁重，這要求我們努力提升業(yè)務素質，不斷加強管理，提高電網(wǎng)建設水平，在工程設計階段準確把握各種細節(jié)。

[關鍵詞]電力工程;設計;水文氣象

電力工程與水文氣象工程水文氣象專業(yè)是一個基礎專業(yè)，包含水資源、陸地水文、海洋水文和工程氣象等學科，與勘測設計各專業(yè)都有密切的聯(lián)系，是一個綜合性的邊緣學科，在發(fā)、送、變電各類工程中都發(fā)揮著重要作用。電力設計行業(yè)隨著全面質量管理的不斷深入 ，從發(fā)電到變電、送電各專業(yè)對氣象資料的要求越來越多 ，越來越細。而作為氣象專業(yè) ，對觀測結果的正確性和合理性要求也越來越高 ，過去一些經(jīng)驗性的工作方法已不能滿足要求。

一、導線覆冰

1.覆冰種類線路

電線覆冰災害是電網(wǎng)建設與安全運行中影響最大的安全隱患之一，隨著我國強大電網(wǎng)的快速建設發(fā)展，特別是我國特高壓、大容量、超長距離主干線路的快速建設發(fā)展，越來越多的主干線路不得不穿越嚴重覆冰的山地區(qū)域，科學合理地解決線路設計覆冰問題，這是我國電網(wǎng)規(guī)劃設計行業(yè)所面臨的一項十分迫切而重要的任務。線路設計覆冰問題的關鍵是科學估計重現(xiàn)期的導線覆冰極值，即預估使用期間可能出現(xiàn)的最大導線覆冰冰厚。為了與冰害作斗爭，有必要了解與探討覆冰的規(guī)律。設計中要考慮導線覆冰情況，主要是考慮由于覆冰而引起的導線荷載加大因素。根據(jù)《電力工程氣象勘測技術規(guī)程》（DL/T 5158-2002），要求提供比重為0.9g/cm3時的導線覆冰厚度，因為霧凇比重較小，以往工作中主要統(tǒng)計雨凇。但根據(jù)氣象觀測規(guī)范，除雨凇，霧凇凝附在導線上稱為導線覆冰外，濕雪凍結在導線上的現(xiàn)象也稱為導線覆冰，由于濕雪比重相對較大，在導線上的附著重量往往較大，因此在統(tǒng)計導線覆冰參數(shù)時，濕雪應該作為最重要的參數(shù)，應引起高度重視，如果僅僅統(tǒng)計雨凇和霧凇特征值的話，結果很可能偏小。實際工作中主要有兩類方法，一類偏經(jīng)驗，如利用全部觀測資料建立經(jīng)驗頻率曲線;另一類則以極值理論為基礎，國內(nèi)外主要采用極值Ⅰ型、極值Ⅱ型和皮爾遜Ⅲ型（P-III型）研究導線覆冰極值模型，估計重現(xiàn)期冰厚極值。

2.濕雪形成的機理

雪能附著在導線上并發(fā)展的主要原因，是由于雪片表面有水膜存在，故稱為濕雪。濕雪片由于水的表面張力作用，不僅能附著在導線上，還因自重和風的作用能轉動，即沿著導線的周圍一邊滑動，一邊逐漸增厚，結果形成了較大的圓筒型覆雪。濕雪的含水率較高（達30%～36%），風的壓力起著壓實及促進再結晶的作用，風又能使?jié)裱┍砻嬲舭l(fā)，由于蒸發(fā)潛熱使?jié)裱┍砻胬^續(xù)進行著冰化作用，這就說明濕雪覆冰的性質，實際上是混合凍結。導線上較長時間的覆雪，超過設計值時，往往會造成送電線路覆冰事故。典型的冰害事故如330kV龍海線在日月山段的覆冰倒塔事故，即是由于多次反復濕雪凍結造成的。目前各氣象站對雨凇、霧凇及濕雪覆冰均不作統(tǒng)計，只在原始資料上記載是否出現(xiàn)，缺少定量數(shù)據(jù)，而且氣象站點一般都遠離線路，這對送電線路覆冰的系統(tǒng)化研究設計帶來了較大困難，因此建立長期的觀冰站意義重大，應引起氣象及電力部門的高度重視。

二、雷電日數(shù)

根據(jù)線路設計專業(yè)提供信息，所謂雷電日數(shù)準確地說應是雷暴日數(shù)。因此，在統(tǒng)計雷電日數(shù)的時候只需對雷暴進行統(tǒng)計，而不需要統(tǒng)計閃電（遠電）等內(nèi)容。所謂雷暴是指積雨云中、云間或云地之間產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，表現(xiàn)為閃電兼有雷聲，有時亦可只聞雷聲而不見閃電。在查看各地區(qū)氣象站歷年雷暴日數(shù)資料時，發(fā)現(xiàn)許多站1980年以后是對全天觀測結果進行統(tǒng)計的，而1980年以前只統(tǒng)計白天，這是由于國家氣象局在不同時期下達的統(tǒng)一編制要求不同造成的，因此，在雷暴日數(shù)的統(tǒng)計中，要注意資料系列的一致性，要采用全天觀測的結果。

三、設計風速

近幾十年來，受人類活動和環(huán)境變化的影響，氣象臺觀測風速呈明顯的下降趨勢。本文通過聚均修正、提取趨勢項修正、聚均修正+提取趨勢項修正三種修正方法對風速系列進行修正，推求滿足頻率計算一致性要求的風速系列。實際應用表明，修正方法具有良好的適應性及修正效果。設計風速值推求在工程中經(jīng)常遇到，也有了一些風速值計算方法，但由于風速系列仍較短，因此計算結果的合理性分析仍是十分重要的。下面就設計風速值推求談一點看法。

1.風速

調(diào)查仍是一種驗證計算結果的好辦法一般風速計算均采用附近氣象臺（站）的風速資料，由于風速資料都是在氣象臺（站）觀測場地內(nèi)觀測的，因而具有一定的代表范圍，平原地區(qū)范圍大一些，山區(qū)、半山區(qū)就小一些，甚至由于地形差別而失去代表性，因此設計風速取值在具體工程中有一個如何移用的問題。

2.有關風壓等值線圖的應用

風壓等值線圖作為一種反求設計風速的方法以前常被應用，但隨著實測風速系列的日益延長，逐漸被用當?shù)貙崪y風速資料直接計算所代表。主要原因是風壓等值線圖的概化有時顯得較強，即無法詳細考慮當?shù)兀üこ痰攸c）的特殊地形條件等因素。

（編輯/永安）endprint