“5.19”閩西北配電設備災損分析

龔杭章（國網福建省電力有限公司龍巖供電公司）

“5.19”閩西北配電設備災損分析

龔杭章（國網福建省電力有限公司龍巖供電公司）

進入夏季以來，福建省西部地區(qū)頻繁發(fā)生強降雨，導致配電設備受災嚴重。本文著重對配電設備受災情況開展受災原因分析，并提出有針對性的防范措施。

防災；災損；建議

1 災損情況

進入夏季以來，我省西部地區(qū)頻繁發(fā)生強降雨，導致配電設備受災嚴重。5月19日，閩西北龍巖、三明兩市長汀、寧化和清流三縣交界處普降暴雨，造成汀江上游、沙溪上游水位暴漲，引發(fā)山洪、泥石流。造成配電設施遭受較大損失。

2 受災原因分析

2.1 10kV和0.4kV架空線路

（1）位于沿公路外側靠河岸斜坡上架設的線路桿塔因公路護堤基礎下部邊坡坡腳受河水浸泡、沖刷，坡腳軟化、坍塌，使上部土體失去支撐，發(fā)生崩塌，造成桿塔倒桿、斷桿。

（2）位于河岸旁邊、河漫灘、洼地、池塘等低洼、土質軟弱地段的桿塔，此地段土質一般有淤泥、泥炭等軟土分布。軟土強度低，壓縮性高，具有觸變性和流變性、穩(wěn)定性差的特點，受水浸泡后，由于水的軟化作用和浮托力的影響，使土體軟化，有效重度降低，導致架空線路倒桿、斜桿。農田區(qū)的桿塔還會出現(xiàn)由于農民耕作，導致上部土體被剝離，引起的埋深不足問題。[1]

（3）強降雨導致山洪爆發(fā)，洪水夾帶樹木、上游塌方的松散土體、巖石形成泥石流，使得位于山洪出山口位置的架空線路被這些流速快、沖擊力泥石流沖擊，因泥石流等災害超過這些架空線路的設防標準，從而導致配網架空線路災損嚴重。

（4）通訊線路搭掛在配電線路電桿上，倒桿時，通訊、廣電線路鋼絞線不易斷線，將電桿折斷或將電桿連排扯倒。

2.2 配變臺區(qū)

位于河岸、農田等軟質土壤的配變臺區(qū)，因桿塔及拉線基礎被浸泡失穩(wěn)，且拉線被洪水雜物撞擊、羈絆，導致上拔失去固定作用，其所羈絆的樹木雜物和撞擊臺區(qū)桿塔的樹木雜物共同作用導致臺區(qū)斷桿傾覆、配變泡水。

2.3 配電站房及戶外箱變、環(huán)網柜和電纜分支箱等設備

主要因為縣城內澇嚴重，水位嚴重超過配電站房及戶外箱變、環(huán)網柜和電纜分支箱等設備的設防水位，造成設備大面積進水泡水；也有因施工不到位，配電站房及環(huán)網柜等設備設防水位不滿足規(guī)定要求而造成停電。

2.4 戶表

本次洪澇災害中，電能表災損的主要原因：①洪水位過高導致電能表箱進水損壞；②掛靠在用戶房屋上的電能表箱因用戶房屋倒塌損壞。

3 防范措施建議

3.1 10kV和0.4kV架空線路

3.1.1 架空線路的走廊選擇

（1）線路經過山區(qū)時，應避開陡坡、懸崖峭壁、滑坡和崩塌區(qū)、不穩(wěn)定巖石堆、泥石流等不良地質地帶。當線路與山脊交叉時，應盡量從平緩處通過。桿塔位置不宜設置在土質深厚的陡坡（尤其是淺根系植被和匯水山壟的陡坡）的坡邊、坡腰和坡腳，道路外側不穩(wěn)定土質陡坎；線路走廊應避開陡坡坡腳塌方倒樹范圍。

（2）山區(qū)河流多為間歇性河流，流速大、沖刷力強，線路應避免從山間干河溝通過，桿塔位置不宜設置在溪河谷和山洪沖溝地帶，包括：溪河谷、山洪沖溝及其岸邊，河灘、河漫灘。[2]

（3）線路跨溪流和河流段路徑選擇和桿塔定位應采取以下措施：

選線時應調查了解洪水淹沒范圍及沖刷情況，跨溪河段應選在河道狹窄、河床平直、河岸穩(wěn)定、兩岸盡可能不被洪水淹沒的地段。

避免在支流入口處及河道彎曲處跨越河流，應盡量避開舊河道和在洪水期容易改為主河道的地方。

跨溪河和山洪沖溝的桿塔定位應選擇如下地質條件：河岸地層穩(wěn)定，無嚴重的河岸沖刷現(xiàn)象，兩岸土質均勻良好，地下水埋藏較深。

3.1.2 導 線

（1）洪澇和地質災害區(qū)應充分考慮導線的機械抗拉力和抗沖擊能力。10kV導線最小截面不得小于50mm2，檔距超過80m或截面小于120mm2的線路應采用帶鋼芯的導線，在可能塌方倒樹的線段應適降低其平均運行張力。

（2）應盡量避免線路跨越主干鐵路、高等級公路等重要設施，如確需跨越主干鐵路和高速公路，應采用電纜穿越敷設。當需采用架空線路跨越高等級公路時，跨越檔應為獨立耐張段。

3.1.3 桿塔選型

（1）位于洪澇地質災害地帶的電桿應采用脆性低、抗沖擊能力強的非預應力普通鋼筋混凝土桿；在河道和塌方倒樹區(qū)域，應經校驗，采用加強型等徑桿等提高電桿強度，技術經濟比較合理時，重要線路的重要桿塔可局部采用窄基角鋼塔或者鋼管桿。

（2）沿道路內側、陡坡坡腳的山區(qū)典型線路走廊，可以采用單回單側雙橫擔垂直排列、單側雙橫擔三角排列的桿型，避開臨近線路的樹木、陡坡等障礙物，跨越災害地點。[3]

（3）位于洪澇地質災害地帶的桿塔，桿塔設計應校驗斷線工況。

（4）位于河畔較近的桿塔及連續(xù)跨越河流的桿塔，結構重要性系數(shù)取1.1。

（5）位于洪澇地質災害地帶10kV架空配電線路的耐張段不應超過500m，連續(xù)3～5基直線桿應設置抗傾覆直線桿。

（6）10kV耐張轉角單桿宜設置三根拉線，一根方向為轉角平分線上（外側），另外兩根拉線的方向為各自線路方向的反向側；直線耐張桿宜設置雙側順線路方向拉線。

（7）10kV分支線路第一基或第二基桿塔應為耐張型或增設四方拉線，以防分支線故障扯倒主干線路。

3.1.4 桿塔基礎

（1）水田、洼地、飽和松散砂和粉土等土質松軟的土壤設立無拉線電桿時應進行穩(wěn)定性校驗，應采取加裝底盤、增加拉線、控制檔距、加大埋設深度、設置圍樁或圍臺（現(xiàn)澆混凝土強度不低于C20）等措施保證立電桿的穩(wěn)定性。

（2）所有拉線應用防松、防盜螺栓，打在水田等松軟土質上的拉線應采用增大拉盤規(guī)格、增加埋設深度或與現(xiàn)澆混凝土（強度不低于C20）配合使用等辦法，有效提高抗拉強度。

（3）位于河岸易受沖刷的重要桿塔位，應在基礎面向沖刷側漿砌擋土墻。

3.2 配變臺區(qū)

（1）配電變壓器臺架選址應避開洪澇和地質災害區(qū)域，并同時應兼顧拉線的安全位置。

（2）位于洪澇地質區(qū)域的10kV的變臺桿，宜結合地形增加順線路方向和垂直線路方向拉線，并優(yōu)化相鄰耐張段設置，避免斷線扯倒變臺。

（3）加強變臺抗傾覆能力設計和校驗，在河漫灘、卵石地區(qū)、軟弱土質地帶、易受沖刷的河岸等災害地點，電桿埋深應足夠，并根據(jù)地形采取加設底盤、卡盤基礎，增加圍墩、護墩等措施提高穩(wěn)定性。

3.3 配電站房、環(huán)網柜及箱變

3.3.1 設防水位

（1）處于災害區(qū)域各單位應開展洪澇區(qū)域配電裝置站、所洪澇設防水位的規(guī)劃，加強與相關部門聯(lián)系，以取得準確的數(shù)據(jù)，核定站、所址的設防水位，作為新建、改造的站、所址標高。

（2）重要線路和向重要負荷供電的配電裝置其站、所址應按50年重現(xiàn)期的洪水位設防，一般站所應按30年重現(xiàn)期洪水位設防，在無法收集到水文資料時，或者造價相近和環(huán)境條件可能，宜按最高洪水位設防。

3.3.2 開閉站/配電站房

（1）合理制定設防水位，并使站址標高高于設防水位。

（2）位于洪澇區(qū)域的站、所應加強建筑的防水設計，減少洪澇水位以下的門窗、通氣孔等可能進水面積，電纜孔洞封堵完好，必要時增加自動抽水裝置。

（3）對洪澇災害嚴重的現(xiàn)有開閉站、配電站，宜采取差異化設計進行防洪澇改造。干式變等高度低的設備宜加裝預制基礎和減噪措施直接抬高；全封閉性開關柜可以在滿足母線檢修和散熱條件下，宜合理利用柜頂和天花板距離抬高基礎；使用年限已久的GG1A、GGX，宜結合設備改造更換為中置柜、充氣柜等高度低的開關柜，以抬高基礎。

3.3.3 環(huán)網柜

（1）環(huán)網站基礎標高應在核定設防水位之上，現(xiàn)有標高不滿足要求的站點、尤其是重要線路的環(huán)網站應抬高基礎改造。

（2）洪澇區(qū)域宜選用共箱式、全絕緣、全封閉環(huán)網柜，在可能浸水的環(huán)網柜宜選用全絕緣防水電纜附件，站內帶有的PT和FTU等器件和設備，應采用防水密封箱單獨安裝。

（3）洪澇區(qū)域環(huán)網站的殼體應采用如雙金屬夾板等隔熱防水結構，不宜在殼體下側設通風窗。

3.3.4 箱式變電站

（1）洪澇區(qū)域宜選用美式箱變作為終端變，基礎應高于設防水位，盡量提高低壓室及器件安裝高度，并加強低壓室和高壓電纜終端附件的防水性能。

（2）由于兼作為環(huán)網供電主環(huán)節(jié)點、擴充高低壓開關間隔等需要而采用預裝式組合變電站（歐式箱變）時，應提高箱體、環(huán)網柜、變壓器和低壓室等單元的防水和防潮性能，洪澇區(qū)域不宜采用干式變壓器作為箱變部件。

4 結束語

本文就配電設備的受災情況以及受災原因分析展開針對性的分析，并在此基礎上提出有針對性的防范措施，希望為配電設備的受災預防提供積極的參考。

[1]張琳琳.解析配電線路可靠性管理的探討[J].城市建設理論研究（電子版），2014（36）：10949.

[2]胡 浩，陶曾杰.配電網的操作過電壓與故障過電壓[J].電工電氣，2011（7）：58～59.

[3]霍明雷，劉 艷，楊 林，等.計及風險損失的配電設備檢修方式選擇[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2014（19）：100～106.

TM732

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2016-12-3