九寨溝Ms7.0地震四川電網(wǎng)受損分析及處置措施

， ，，(.國網(wǎng)四川省電力公司，四川 成都 600；.中國電力科學(xué)研究院有限公司，北京 009；.國網(wǎng)四川省電力公司涼山供電公司，四川 西昌 65000；.國網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院，四川 成都 600)

0 引 言

2017年8月8日21時(shí)19分，在四川省阿壩州九寨溝縣(北緯33.20°，東經(jīng)103.82°)發(fā)生7.0級(jí)地震，震源深度20 km。

地震能量釋放巨大，對(duì)電網(wǎng)的破壞力極強(qiáng)，造成阿壩供電公司所屬的110 kV九寨溝變電站部分重要設(shè)備損毀，導(dǎo)致全站失電。下面收集了此次地震中相關(guān)地質(zhì)和電網(wǎng)數(shù)據(jù)，分析了九寨溝變電站重要設(shè)備受損原因，利用衛(wèi)星遙感資料解譯了九寨溝變電站周邊區(qū)域地質(zhì)破壞的影響，提出了針對(duì)重要設(shè)備的隔振減震措施。

1 地震情況簡介

1.1 中國九寨百河強(qiáng)震臺(tái)記錄及分析

根據(jù)四川九寨溝7.0級(jí)地震強(qiáng)震動(dòng)觀測(cè)簡訊，截至8月8日23時(shí)50分，共獲取了17組強(qiáng)震動(dòng)觀測(cè)記錄，其中九寨百河強(qiáng)震臺(tái)(51JZB)的震中距最小，為30.50 km，如圖1所示。

圖1 九寨百河強(qiáng)震臺(tái)位置

九寨百河強(qiáng)震臺(tái)位于北緯33.2°，東經(jīng)104.106°，東西、南北、垂直向加速度峰值分別為-129.5、-185.0、-124.7 cm/s2。該地震動(dòng)與當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)反應(yīng)譜，以及近年來中國主要強(qiáng)烈地震震中反應(yīng)譜的對(duì)比如圖2所示。由圖可見該地震動(dòng)強(qiáng)度比汶川、蘆山等地震的記錄都要小很多。

圖2 九寨百河強(qiáng)震臺(tái)記錄反應(yīng)譜

1.2 國家強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)網(wǎng)中心記錄

根據(jù)國家強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)網(wǎng)中心記錄，此次地震的最大烈度為Ⅸ度(9度)，等震線長軸總體呈北西走向，Ⅵ度(6度)區(qū)及以上總面積為18 295 km2，共造成四川省、甘肅省8個(gè)縣受災(zāi)，包括四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣、若爾蓋縣、紅原縣、松潘縣；綿陽市平武縣；甘肅省隴南市文縣；甘南藏族自治州舟曲縣、迭部縣。九寨溝7.0級(jí)地震烈度分布情況如圖3所示。

圖3 九寨溝7.0級(jí)地震烈度分布圖

2 110 kV九寨溝變電站建筑物破壞情況分析

對(duì)110 kV九寨溝變電站內(nèi)的建筑物破壞情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表1所示。

表1 震中地區(qū)九寨溝變電站建筑物的破壞力分析

根據(jù)分析結(jié)果，可見本次四川九寨溝7.0級(jí)地震對(duì)非設(shè)防結(jié)構(gòu)、低矮短周期結(jié)構(gòu)破壞力較大。鑒于變電站現(xiàn)在的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)均按照框架典型設(shè)計(jì)設(shè)防，判斷震中附近變電站建筑物受損情況較為輕微，僅變電站圍墻發(fā)生部分倒塌。這與實(shí)際勘察的情況也較為吻合。

3 變電站重要設(shè)備的破壞情況分析

3.1 主變壓器受損情況

九寨溝變電站110 kV主變壓器受損情況：1號(hào)主變壓器高壓側(cè)套管3相破裂漏油及中性點(diǎn)1019刀閘支柱斷裂。主變壓器未發(fā)生傾覆和位移。圖4為110 kV 1號(hào)主變壓器高壓側(cè)套管根部受損破裂漏油情況的實(shí)拍照片。

3.2 開關(guān)類及四小器設(shè)備受損情況

九寨溝縣漳扎鎮(zhèn)110 kV九寨溝變電站1號(hào)主變高壓側(cè)101號(hào)開關(guān)斷裂，隔離開關(guān)1011號(hào)、1013號(hào)傾斜及CT漏油。川九線151號(hào)開關(guān)(LW25-145)斷裂，隔離開關(guān)1511號(hào)、1513號(hào)傾斜及CT漏油。110 kV母線PT漏油。圖5為變電站部分開關(guān)根部斷裂的實(shí)拍照片。

圖4 九寨溝變電站110 kV 1號(hào)主變壓器高壓側(cè)套管根部受損破裂漏油情況

4 輸電線路受損情況

圖6 35 kV南黃線輸電線路 84號(hào)桿塔倒塌情況

35 kV南黃線(松潘城南站—黃龍站) 84號(hào)桿在地震中倒桿，其材質(zhì)為水泥，原因系滾石砸倒線路桿塔，見圖6所示。8月10日用搶修塔臨時(shí)恢復(fù)。 另有1條110 kV川九線(川主寺—九寨溝)N169～170段因滑坡造成樹木倒塌搭在導(dǎo)線上，引發(fā)線路跳閘，8月10日17時(shí)許已排除故障恢復(fù)送電。

5 電網(wǎng)受損原因分析

九寨溝7.0級(jí)地震對(duì)電網(wǎng)影響情況總體較?。弘x九寨溝縣較近的國網(wǎng)阿壩供電公司有1條110 kV川九線和1條35 kV黃龍線以及松潘縣35 kV城南變電站的35 kV南黃線因地震發(fā)生跳閘；阿壩公司控股公司下屬九寨溝變電站全站停電；地方電力所屬的35 kV九火線跳閘；110 kV九寨溝變電站供電的甲蕃古鎮(zhèn)、九寨天堂國際會(huì)議度假中心失電。分析電網(wǎng)受損原因如下。

1)地震烈度超過了設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

此次地震震中附近最大烈度為9度，超過了九寨溝地區(qū)地震烈度區(qū)劃為8度的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

2)變電站設(shè)備套管材料為陶瓷材料，其固有頻率與地震波頻率接近，容易發(fā)生類共振而導(dǎo)致套管受損。

這類設(shè)備的固有振動(dòng)頻率在1～10 Hz范圍內(nèi)，與地震波頻率相接近，同時(shí)這類設(shè)備阻尼值較小，其主體材料瓷柱屬脆性材料，儲(chǔ)能能力小，因此在地震中極易因類共振影響使設(shè)備遭受破壞。多數(shù)設(shè)備破壞位置主要發(fā)生在套管根部，這是薄弱部位，與歷次地震情況吻合。

3)開關(guān)類設(shè)備重心高，動(dòng)力放大效應(yīng)顯著

開關(guān)類設(shè)備采用支架都是“頭重腳輕”，地震時(shí)易在瓷套管根部折斷。

4)輸電線路損壞主要由次生災(zāi)害引起

此次地震對(duì)輸電線路的破壞，主要由滾石砸壞線路桿塔、滑坡沖垮桿塔、樹木倒塌引發(fā)跳閘等。

6 九寨溝地區(qū)地質(zhì)變化的影響

基于加拿大的radarsat-2數(shù)據(jù)，已經(jīng)獲得了可以用于干涉的圖像?？疾鞌?shù)據(jù)質(zhì)量，主要看相干性，產(chǎn)生干涉效果右部較好，左側(cè)較差。獲取的SAR圖像中的干涉條紋干涉不夠充分，但仍可識(shí)別并提取地表形變的數(shù)據(jù)。如圖7、圖8所示。圖9為九寨溝熊貓海子周圍震后遙感影像及解譯結(jié)果。

圖7 九寨溝地區(qū)InSAR監(jiān)測(cè)提取地震形變場(chǎng)(數(shù)據(jù)來自中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所)

圖8 九寨溝地區(qū)InSAR監(jiān)測(cè)提取地震形變場(chǎng)(局部)(數(shù)據(jù)來自中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所)

圖9 九寨溝熊貓海子周圍震后遙感影像及解譯結(jié)果(數(shù)據(jù)來自四川省測(cè)繪局)

監(jiān)測(cè)結(jié)果反應(yīng)，斷層?xùn)|側(cè)失相干比較嚴(yán)重，西側(cè)約有5個(gè)干涉條紋(如圖7黑框所示)，可以推斷出此次地震形變場(chǎng)的范圍。監(jiān)測(cè)得到的同震形變場(chǎng)進(jìn)一步可用于震源參數(shù)反演等后續(xù)研究。

圖9中除了水體湖泊以外，淺色區(qū)域均為地震后地表變化、植被損毀的區(qū)域，反應(yīng)出地震對(duì)該地區(qū)的地震動(dòng)作用。

7 結(jié) 語

1)九寨溝變電站設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)不足，造成重要設(shè)備如變壓器無法抗衡地震作用。應(yīng)該采取措施，對(duì)主變壓器等重要設(shè)備增加隔振減震裝置，提高高烈度地區(qū)的設(shè)防水平。

2)地震導(dǎo)致九寨溝地區(qū)產(chǎn)生大量滑坡。應(yīng)繼續(xù)關(guān)注地震次生災(zāi)害鏈的影響，如滑坡泥石流、強(qiáng)降水、洪災(zāi)的影響，以及對(duì)道路破壞的影響；加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)預(yù)警，確保電網(wǎng)的安全。

3)應(yīng)繼續(xù)利用衛(wèi)星遙感解譯、無人機(jī)巡航等先進(jìn)技術(shù)，監(jiān)測(cè)地震次生災(zāi)害的影響，特別是對(duì)電網(wǎng)的影響。

[1] 戴嵐欣，許強(qiáng)，范宣梅，等．2017年8月8日四川九寨溝地震誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害空間分布規(guī)律及易發(fā)性評(píng)價(jià)初步研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2017,25(4):1151-1164．

[2] 黃民雙，陳偉民，黃尚廉．2017年四川九寨溝Ms7.0地震InSAR同震形變場(chǎng)及發(fā)震構(gòu)造探討[J].地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào)，2017, 23(4):507-514.

[3] 李愛國，岳中琦，譚國煥，等．2017年8月8日四川九寨溝7.0級(jí)地震強(qiáng)震記錄及特征分析[J].地震工程學(xué)報(bào)，2017,39 (4):652-656．