電力線路防冰雪災(zāi)害的設(shè)計策略探討

盧慶清

摘 要：電力系統(tǒng)能否安全運行將直接影響到國家發(fā)展與人民生產(chǎn)生活，災(zāi)害性氣候是電網(wǎng)安全運行的最大威脅，尤其是冰雪災(zāi)害對電力線路危害極大，不僅會導(dǎo)致導(dǎo)線覆冰，還會出現(xiàn)電力線路斷線，甚至桿塔倒桿，造成大范圍停電。文章將從冰雪災(zāi)害成因入手，結(jié)合我國電力線路設(shè)計現(xiàn)狀，以及冰雪災(zāi)害給電力輸電線路造成的損害，重點研究電力線路防冰雪災(zāi)害設(shè)計策略。

關(guān)鍵詞：電力線路；防冰雪災(zāi)害；設(shè)計策略

中圖分類號：TM75 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）17-0101-02

為防范電力線路因冰雪災(zāi)害出現(xiàn)運行故障，導(dǎo)致人民生產(chǎn)生活受到影響與損失情況的再次發(fā)生，這就需要做好電力線路防冰雪災(zāi)害工作，除冰不是解決冰雪災(zāi)害的根本，防冰雪災(zāi)害對電力線路的破壞才是重點。因此，有必要對電力線路防冰雪災(zāi)害設(shè)計策略展開研究，增強電力線路運行能力，保護國家財產(chǎn)不受損失。

1 冰雪災(zāi)害成因

1.1 極端氣候的影響

導(dǎo)致電力線路被冰雪覆蓋的主要原因之一是極端氣候的影響，典型事件是2008年在南方發(fā)生的冰凍事件，通過調(diào)查研究得知，是由于大氣環(huán)流異常致使冷暖氣流在長江中下游不斷交錯，出現(xiàn)了不間斷的雨雪天氣，部分中低海拔還出現(xiàn)了凍雨，降低空氣溫度發(fā)生凝凍，雨水在接觸到其他物體以后就立即結(jié)冰，加之受各種因素影響最終形成了冰雪災(zāi)害天氣[1]。這次冰雪災(zāi)害影響范圍較大，涉及了全國17個省市，冷空氣持續(xù)了一個月左右，同時凝凍天氣的出現(xiàn)更是促使電力線路覆冰形成，在諸多致使電力線路覆冰的因素中，雨凇覆冰影響最嚴(yán)重，直接威脅到電網(wǎng)安全。

1.2 導(dǎo)線覆冰超出原設(shè)計邊界

導(dǎo)致2008年南方電力線路發(fā)生冰雪災(zāi)害發(fā)生的因素還與導(dǎo)線覆冰厚度超出原設(shè)計邊界有一定關(guān)系，部分地區(qū)輸電線路的覆冰過于嚴(yán)重，致使桿塔倒桿、線路斷線，一些地區(qū)還出現(xiàn)了閃絡(luò)的情況。同時，部分地區(qū)導(dǎo)地線因張力不足出現(xiàn)了被拉到的情況，再加上線路覆冰過重，也發(fā)生了因荷載超出絕緣子金具串承受能力，引發(fā)斷裂等情況[2]。

2 我國線路設(shè)計現(xiàn)狀

我國在電力線路設(shè)計所使用的標(biāo)準(zhǔn)并不是統(tǒng)一的，而是根據(jù)電壓等級線路情況確定的，一般來講，電壓等級越高，就意味著越重要，因此該電力線路的可靠標(biāo)準(zhǔn)也就越高，面對相同的環(huán)境發(fā)生故障的機率也就越低。

之所以在2008年會出現(xiàn)大面積覆冰的情況，主要是由于覆冰成因較為復(fù)雜，統(tǒng)計數(shù)值難以確定，很多氣象臺站基本沒有相關(guān)資料，這樣也就導(dǎo)致沒有相關(guān)的防范措施，致使大部分地區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的冰雪災(zāi)害天氣。

3 冰雪災(zāi)害給電力輸電線路造成的損害

首先，存在于輸電線路上的冰塊容易被風(fēng)吹動，由于輸電線路上的冰塊并不能均勻的分布，形狀也各部相同，如果風(fēng)向站位正好與冰塊角度一致，輸電電路就會被風(fēng)吹動。其次，冰塊引起閃絡(luò)。覆蓋在輸電線路閃的冰塊很容易引起閃絡(luò)，雖然不會破壞輸電線路，但卻會給輸電線路絕緣子帶來較大負(fù)面影響，弱化其絕緣性能。同時，閃絡(luò)發(fā)生以后，并沒有起到消除冰塊的作用，輸電線路的重量也沒有減輕。再者，導(dǎo)線在接地以后發(fā)生短路。由于冰塊過重，導(dǎo)線因承受不了重量勢必會出現(xiàn)弧度不斷增大的情況，達到一定彎度以后線路就會與地面相接觸，進而造成短路。最后，輸電線路結(jié)構(gòu)被損壞。盡管輸電線路自身有一定張力，然而，在被冰塊覆蓋以后，線路張力會不斷增加，加之輸電線路原本缺乏平衡性，在達到一定距離以后，張力也會對達到極限，如果沒有及時調(diào)整桿塔，便會出現(xiàn)輸電線路崩斷的情況，更會因沖擊荷載致使電桿倒地甚至發(fā)生連鎖反應(yīng)，嚴(yán)重的導(dǎo)致整個輸電線路倒桿。

4 電力線路防冰雪災(zāi)害設(shè)計策略

要提高與增強我國電力線路防冰雪災(zāi)害設(shè)計能力，首先，應(yīng)認(rèn)識到災(zāi)害氣候的影響，做好覆冰災(zāi)害防范工作，其次，借鑒與吸收國外先進抗冰雪災(zāi)害技術(shù)，完善與優(yōu)化我國輸電線路覆冰薄弱環(huán)境。最后，做好輸電線路防冰雪覆蓋強化工作，設(shè)計合理的施工建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，減少冰雪災(zāi)害對輸電線路的影響。

4.1 優(yōu)化輸電線路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)階段，我國大部分輸電線路都可以很好的應(yīng)對各種天氣，唯一美中不足的就是對抗暴風(fēng)雪的沖擊中還存在一些缺陷，特別是南方地區(qū)的輸電線路，面對異常冰雪天氣依然會出現(xiàn)線路損毀的情況，因此，這就需要優(yōu)化輸電線路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，不斷提升輸電材料性能，增加輸電線路抗擊風(fēng)雪的能力。同時，在設(shè)計輸電電力的過程中，還要做好抗擊冰雪天氣的防護工作，建立健全抵御冰雪災(zāi)害天氣的標(biāo)準(zhǔn)，做好電網(wǎng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與改革工作，結(jié)合以往電網(wǎng)線路在冰雪天氣中所出現(xiàn)的問題，做好輸電線路覆冰總結(jié)，適當(dāng)調(diào)整電力的覆冰能力，不保證輸電線路能夠安全穩(wěn)定運行。

4.2 設(shè)計好輸電線路走向

一旦出現(xiàn)冰雪災(zāi)害天氣就會出現(xiàn)輸電線路覆冰，而覆冰形狀的與風(fēng)向有直接關(guān)系，不同的覆冰形狀也會給輸電線路帶來不同程度的損害，如果沒有風(fēng)，那么冰塊分布也將更加均勻。所以，輸電線路設(shè)計時應(yīng)避免在風(fēng)口處或山林上，這也是減少線路受損的有效措施。特別是在冬天，越高的位置風(fēng)力越大，氣溫也就越低，如果遇到雨雪天氣就會出現(xiàn)輸電線路覆冰，且厚度過大，所以，應(yīng)做好設(shè)計工作。對于南方地區(qū)來說，盡管雨雪天氣相對較少，相應(yīng)的防護措施也很少，因此，一定要加強防范，以便減少異常天氣突襲，導(dǎo)致線路故障。此外，輸電線路的檢修人員在檢修的過程中，應(yīng)做到細(xì)致入微，尤其是樹木茂盛地區(qū)，要及時清理樹木積雪，樹木與輸電線路并不相同，如果數(shù)據(jù)積雪過重，就會出現(xiàn)線路桿塔傾斜，人民生產(chǎn)生活用電也就受到影響，所以，輸電線路檢修人員一定要及時清理樹木積雪。

4.3 應(yīng)用防止輸電線路覆冰技術(shù)

為防止輸電線路覆冰過重，導(dǎo)致大面積停電，電力企業(yè)還需要將防覆冰技術(shù)應(yīng)用其中，如熱力融冰、短路融冰以及過電流融冰[3]。同時，電力企業(yè)也要做好直接融化冰雪的設(shè)備，這樣不僅可以將冰雪直接去除，還可以減少除冰雪設(shè)備對輸電線路自身的威脅，利用這樣的技術(shù)也可以大大提升輸電線路安全性。

4.4 輸電線路預(yù)防與檢修

首先，電力企業(yè)相關(guān)工作人員應(yīng)關(guān)注天氣情況，實時做好防范工作，經(jīng)常巡查輸電線路，如果發(fā)現(xiàn)輸電線路上存在覆冰，應(yīng)立即向上級相關(guān)部門匯報，并采取合適的處理措施。其次，提高除冰人員的技術(shù)，電力企業(yè)應(yīng)經(jīng)常培訓(xùn)除冰人員，做好冰雪天氣的應(yīng)對工作中，保證輸電線路能夠安全穩(wěn)定運行。之所以近年來我國并沒有再次發(fā)生冰雪災(zāi)害導(dǎo)致的電網(wǎng)事故，主要是由于相關(guān)預(yù)防措施較好，所以在除冰人員的培訓(xùn)中，可以將模擬除冰方法應(yīng)用進來，使除冰人員在面對冰雪災(zāi)害的過程中能夠更加快速與安全完成除冰工作。最后，相關(guān)工作人員還要做好除冰記錄，以備日后使用。此外，在檢查輸電線路是否存在覆冰的過程中，還要檢查桿塔性能與規(guī)格，并做好維護工作中，如果發(fā)現(xiàn)桿塔出現(xiàn)損壞，應(yīng)第一時間向上級匯報，要求立即更換桿塔，這些都是提高輸電線路安全穩(wěn)定運行的有效措施。

5 結(jié) 語

隨著人們對生活品質(zhì)要求的提高，人們對電能的需求也在增多，如果電力線路發(fā)生故障將國家?guī)聿豢晒懒康膿p失。盡管我國輸變電技術(shù)已經(jīng)達到了世界先進水平，但也要認(rèn)識到冰雪災(zāi)害給電力線路所造成的影響，針對這種情況，就需要做好電力線路防范冰雪災(zāi)害的對策，聯(lián)系我國實際情況，提出可行措施。由于風(fēng)雪天氣對電力線路破壞較大，因此，一定要了解冰雪天氣成因，以及給電力線路所帶來的損害，只有這樣才能使所提出的措施更加有效，真正做好防范覆冰處理的工作。

參考文獻：

[1] 劉剛，趙學(xué)增，姜世金，等.架空電力線路防冰除冰技術(shù)國內(nèi)外研究綜述 [J].電力學(xué)報，2014，（4）.

[2] 侯慧，李元晟，楊小玲，等.冰雪災(zāi)害下的電力系統(tǒng)安全風(fēng)險評估綜述[J].武漢大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2014，（3）.

[3] 張恒旭，劉玉田.極端冰雪災(zāi)害對電力系統(tǒng)運行影響的綜合評估[J].中國電機工程學(xué)報，2011，（10）.