惡劣天氣下高壓輸電線路設(shè)計(jì)與維護(hù)存在的問題分析

張慶堃 郭志薇

國網(wǎng)天津市電力公司城西供電分公司 天津 300100

想要保證高壓輸電線路更好的運(yùn)行，不但需要使高壓輸電線路的設(shè)計(jì)能夠很好的適宜當(dāng)?shù)氐膶?shí)際狀況，還需要相關(guān)單位的工作人員對(duì)輸電線路進(jìn)行日常的、全面的維護(hù)，只有做到這兩方面才能保證線路更好的運(yùn)行，但是無論是高壓輸電線路的設(shè)計(jì)工作還是高壓輸電線路的維護(hù)工作在惡劣的天氣下都很難開展，本文對(duì)高壓輸電線路的特點(diǎn)以及存在的安全隱患和導(dǎo)致高壓輸電線路出現(xiàn)問題的因素進(jìn)行分析并提出對(duì)于高壓輸電線路設(shè)計(jì)與維護(hù)的幾點(diǎn)優(yōu)化建議。

一、高壓輸電線路的特點(diǎn)以及安全隱患

高壓輸電線路對(duì)于輸電線路的安全可靠提出了非常高的要求，高壓輸電線路的內(nèi)部需要運(yùn)行的輸電參數(shù)以及線路結(jié)構(gòu)參數(shù)都比較高，高壓輸電線路大多都具有比較長的線路距離[1]。由于高壓輸電線路的特點(diǎn)導(dǎo)致其存在幾個(gè)安全隱患：1.高壓輸電線路的輸送容量大，使電源的地點(diǎn)與負(fù)荷中心輸電線路在整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中具有非常重要的地位，一旦有安全事故發(fā)生，所產(chǎn)生的后果也會(huì)十分嚴(yán)重，導(dǎo)致了高壓輸電線路對(duì)于安全可靠性具有較高的要求。2.而高壓輸電線路需要運(yùn)行的輸電參數(shù)高，導(dǎo)致了高壓輸電線路的額定電壓非常高，使帶電體的周圍存在的電場(chǎng)強(qiáng)度比較高。3.高壓輸電線路由于輸電桿塔的高度比較高、高壓輸電線的重量比較大、絕緣子不但串長而且數(shù)量較多等特點(diǎn)導(dǎo)致高壓輸電線路擁有較高的線路結(jié)構(gòu)參數(shù)，不但比較容易發(fā)生倒塌事故，而且維修的難度比較大。4.因?yàn)楦邏狠旊娋€路擁有比較長的線路距離，導(dǎo)致了高壓輸電線路擁有比較復(fù)雜的沿線地理?xiàng)l件，為高壓輸電線路的維修帶來了困難。

二、導(dǎo)致高壓輸電線路出現(xiàn)問題的因素

(一)天氣因素。惡劣的天氣常常會(huì)導(dǎo)致高壓輸電線路出現(xiàn)問題，比如大風(fēng)天氣、冰雪災(zāi)害天氣以及大雨天氣等。其中冰雪災(zāi)害天氣對(duì)于高壓輸電線路的順利運(yùn)行所造成的影響最大，在冰雪災(zāi)害天氣時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)冰覆蓋在高壓輸電線路上，而且這些覆冰在輸電線上不規(guī)則的分布，形狀也各不相同，而這些覆冰將會(huì)在風(fēng)的角度合適時(shí)變成迎風(fēng)面，從而使高壓輸電線出現(xiàn)嚴(yán)重的搖擺現(xiàn)象，對(duì)人們的用電安全造成隱患。當(dāng)覆冰的情況較為嚴(yán)重時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)跟污閃現(xiàn)象相似的閃絡(luò)現(xiàn)象，閃絡(luò)現(xiàn)象一般不會(huì)破壞輸電線路的結(jié)構(gòu)，但是會(huì)導(dǎo)致絕緣子的放電爬距變小，從而在很大的程度上降低了絕緣子的絕緣性，使絕緣子在高壓輸電線路中不能很好的發(fā)揮其作用[2]。同時(shí)在發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象后如果沒有及時(shí)、有效的對(duì)高壓輸電線路上的覆冰進(jìn)行清理，很可能會(huì)使高壓輸電線路的重合閘無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作。當(dāng)冰覆蓋在高壓輸電線上時(shí)會(huì)在很大程度上增加高壓輸電線的重量，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)驗(yàn)楦邏狠旊娋€的負(fù)荷過重而使高壓輸電線斷裂，導(dǎo)致高壓輸電線因?yàn)榻拥囟斐啥搪饭收?。在冰雪?zāi)害的惡劣天氣下，冰雪可能壓垮高壓輸電線路，造成這一現(xiàn)象的原因大多是因?yàn)楦邏狠旊娋€路過大的垂直負(fù)載，使其前后耐張段規(guī)律檔距長度存在的差距較大，形成了不平衡的張力。而不平衡的張力會(huì)導(dǎo)致倒桿現(xiàn)象的發(fā)生，容易對(duì)整條高壓輸電線路造成非常嚴(yán)重的影響。

(二)技術(shù)因素

1.高壓輸電線路的設(shè)計(jì)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行高壓線路的設(shè)計(jì)過程中，沒有嚴(yán)格的按照相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其在運(yùn)行時(shí)容易發(fā)生故障，在設(shè)計(jì)高壓輸電線路時(shí)，要求南方地區(qū)的高壓輸電線路能夠承受10—20毫米的覆冰厚度，要求北方的高壓輸電線路能夠承受30毫米的覆冰厚度，但是在進(jìn)行實(shí)際的設(shè)計(jì)時(shí)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)不能達(dá)標(biāo)，從而使高壓輸電線路不能有效的預(yù)防線路舞動(dòng)、線路覆冰等現(xiàn)象的發(fā)生，使高壓輸電線路的工作效率比較低。

2.無法有效的應(yīng)用防雷、防覆冰技術(shù)。當(dāng)高壓輸電線路的輸電桿塔高度提高后，會(huì)產(chǎn)生更嚴(yán)重線路污穢問題，這就需要在高壓輸電線路中加入絕緣元件，而且當(dāng)輸電桿塔的高度和寬度都比高壓輸電線路值大時(shí)，會(huì)使高壓輸電線路更容易遭到雷擊，同時(shí)高度越高空氣中的水含量越高，空氣中的水冷卻形成水滴掛在高壓輸電線路上，從而導(dǎo)致覆冰現(xiàn)象比較嚴(yán)重。防雷和防覆冰的技術(shù)在高壓線路桿塔比較高時(shí)不能得到有效的應(yīng)用也會(huì)嚴(yán)重影響高壓輸電線路的安全。

3.維護(hù)高壓輸電線路的工作不到位。維護(hù)高壓輸電線路的相關(guān)單位不能有效的結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀笮畔?，無法根據(jù)氣象信息的變化對(duì)線路進(jìn)行有針對(duì)性的預(yù)防工作，對(duì)維護(hù)高壓輸電線路的工作做得不到位，在事故發(fā)生時(shí)不能立即實(shí)行有效的措施，使事故的影響擴(kuò)大。

三、高壓輸電線路設(shè)計(jì)與維護(hù)的優(yōu)化建議

(一)設(shè)計(jì)規(guī)劃水平的優(yōu)化。在進(jìn)行高壓輸電線路的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該對(duì)高壓輸電線路的設(shè)計(jì)人員的專業(yè)水平提出嚴(yán)格要求，要求設(shè)計(jì)人員在開始高壓輸電線路的設(shè)計(jì)之前，必須全面了解建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的情況，如當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?、氣候特征、環(huán)境等信息，然后進(jìn)行綜合考量再進(jìn)行高壓輸電線路的設(shè)計(jì)，將惡劣天氣對(duì)于高壓輸電線路的影響降到最低。進(jìn)行電網(wǎng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的線路建設(shè)，能夠更好的提升線路大范圍的抗覆冰能力[3]。另外，科學(xué)的設(shè)計(jì)高壓輸電線路走向，在設(shè)計(jì)高壓輸電線路的過程中，最好避開能夠影響線路工作效率的地形，如高山風(fēng)口、林區(qū)等。高山風(fēng)口的地理位置特殊在冬季時(shí)往往存在比較大的風(fēng)力，而且氣溫比較低，高壓輸電線路建設(shè)在高山風(fēng)口非常容易出現(xiàn)覆冰的現(xiàn)象，所以在設(shè)計(jì)高壓輸電線路時(shí)應(yīng)該注意建設(shè)線路與地形是否適宜。在南方地區(qū)，因?yàn)闅夂蜻m宜所以樹木生長的非常快，而樹木的人為砍伐以及自然的傾倒都有可能對(duì)高壓輸電線路的安全運(yùn)行埋下了隱患。最后，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況利用電流融冰技術(shù)、短路融冰技術(shù)、熱力融冰技術(shù)等先進(jìn)的融冰技術(shù)對(duì)線路的覆冰現(xiàn)象進(jìn)行處理。

(二)高壓輸電線路預(yù)防災(zāi)害和檢修能力的提高。負(fù)責(zé)維護(hù)高壓輸電線路的相關(guān)單位，應(yīng)該密切的關(guān)注氣象信息，當(dāng)發(fā)現(xiàn)將要有連續(xù)的低溫天氣時(shí)，要做好收集相關(guān)氣象資料的工作，并且組織具有針對(duì)性的線路巡邏，當(dāng)發(fā)現(xiàn)線路有覆冰現(xiàn)象時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況采用有針對(duì)性的融冰方式，如果線路覆冰現(xiàn)象比較嚴(yán)重時(shí)，可以向有關(guān)部門申請(qǐng)線路停電，然后再進(jìn)行融冰處理。還應(yīng)該對(duì)于線路經(jīng)常發(fā)生覆冰現(xiàn)象的薄弱點(diǎn)進(jìn)行有效的預(yù)防處理工作，同時(shí)有效的制定施工方案，拆除覆冰現(xiàn)象嚴(yán)重地區(qū)的架空地線，進(jìn)而很好的避免碰線短路的情況發(fā)生。在覆冰現(xiàn)象嚴(yán)重到一定程度的時(shí)候，還應(yīng)該做好桿塔的保護(hù)工作。

負(fù)責(zé)維護(hù)高壓輸電線路的相關(guān)單位在雷暴天氣較多的地區(qū)應(yīng)該重視對(duì)于高壓輸電線路中絕緣子的檢查，因?yàn)榻^緣子架設(shè)在高壓輸電線路的外部所以比較容易受到外界的影響。應(yīng)該在高壓輸電線路上架設(shè)避雷線，架設(shè)避雷線在應(yīng)用效果以及使用成本上具有較大的優(yōu)勢(shì)。降低高壓輸電桿塔的接地電阻也是高壓輸電線路一個(gè)比較有效的防雷措施[4]。還可以在高壓輸電線路上加裝線路避雷器。這些措施都可以有效的降低雷暴天氣對(duì)于高壓輸電線路的不良影響。

(三)更好的對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行維護(hù)。在維護(hù)高壓輸電線路的過程中，應(yīng)該根據(jù)不同的高壓輸電線路基本情況采用不同的線路維護(hù)模式，線路的巡邏人員應(yīng)該仔細(xì)的觀察線路，應(yīng)該注重對(duì)于線路常見問題的檢查，如拉線的位置是否發(fā)生變動(dòng)、輸電線的松緊、絕緣子是否完好等，一旦發(fā)現(xiàn)問題立即進(jìn)行有針對(duì)性的處理，對(duì)于不能處理的問題要及時(shí)向上級(jí)報(bào)告。另外，應(yīng)該對(duì)日常的巡邏工作足夠的重視，在巡邏的過程中做好巡邏記錄，對(duì)于比較容易發(fā)生故障的地點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)巡邏，從而更加有效的開展高壓輸電線路的維護(hù)工作，為高壓輸電線路的工作效率提供保障。

結(jié)束語

綜上所述，惡劣天氣會(huì)影響高壓輸電線路的正常運(yùn)行，高壓輸電線路的設(shè)計(jì)以及維護(hù)單位應(yīng)該結(jié)合線路所在地區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行具有針對(duì)性的輸電線路建設(shè)和輸電線路維護(hù)，從設(shè)計(jì)規(guī)劃水平的優(yōu)化、高壓輸電線路預(yù)防災(zāi)害和檢修能力的提高以及更好的對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行維護(hù)等方面入手，將惡劣天氣對(duì)高壓輸電線路的設(shè)計(jì)與維護(hù)工作造成的影響減到最低，滿足人們的用電需求，為人們安全用電提供保障。