災後重建如何防範電網冰災再度重演?
http://kadhoai.com.cn 2026-04-27 07:04:16 來源:雲南電力報
覆冰是美麗的自然現象,對輸電線路而言則是不可抗拒的嚴重自然災害,應認真分析、冷靜對待。
高壓輸電線路一誕生,覆冰就一直在危害電網的安全運行。美國1932年首次了出現輸電線路冰災事故,我國1954就發生了大麵積冰災事故。國內外長期以來一直在探討輸電線路覆冰的形成機理、防止覆冰的技術措施,以及覆冰後如何采取措施除去電力設備上的覆冰,幾十年來,雖然提出了上百種防冰、除chu冰bing的de技ji術shu措cuo施shi,並bing在zai一yi定ding程cheng度du上shang減jian少shao了le冰bing災zai事shi故gu的de發fa生sheng幾ji率lv,但dan總zong的de來lai看kan,目mu前qian沒mei有you切qie實shi可ke行xing的de方fang法fa和he措cuo施shi應ying對dui電dian網wang設she備bei發fa生sheng嚴yan重zhong冰bing災zai事shi故gu。
2008年1~2月yue的de冰bing災zai在zai全quan國guo人ren民min心xin目mu中zhong留liu下xia了le永yong恒heng的de記ji憶yi,既ji給gei了le人ren們men機ji遇yu,也ye是shi對dui我wo們men沒mei有you充chong分fen認ren識shi冰bing災zai的de一yi個ge嚴yan重zhong教jiao訓xun。有you誌zhi於yu挑tiao戰zhan冰bing災zai的de人ren們men不bu僅jin踴yong躍yue參can與yu抗kang冰bing搶qiang險xian,還hai為wei將jiang來lai如ru何he應ying對dui類lei似si的de災zai害hai獻xian計ji獻xian策ce。但dan是shi,輸shu電dian線xian路lu防fang冰bing和he除chu冰bing的de措cuo施shi和he方fang法fa是shi目mu前qian國guo內nei外wai沒mei有you解jie決jue的de技ji術shu難nan題ti,即ji使shi有you些xie方fang法fa和he技ji術shu措cuo施shi可ke行xing,也ye存cun在zai經jing濟ji性xing的de問wen題ti。因yin此ci,在zai研yan究jiu和he預yu防fang類lei似si冰bing災zai事shi故gu的de措cuo施shi中zhong,應ying避bi免mian盲mang目mu和he浮fu躁zao,要yao認ren真zhen分fen析xi、冷靜對待此次冰災,以科學、實事求是的態度研究防冰除冰技術措施。
認真分析此次冰雪氣象的特征和規律,分析發生冰災事故的電網設備的設計氣象條件、荷載能量、事故特征、覆冰情況、覆冰的特征、所處位置的地理地形特征,並分析比較為什麼附近其它設備沒有發生覆冰倒塌等。對於發生倒(杆)塔、斷線(串)的線路,應認真分析事故的具體特征,區別對待事故類型和現象。
冷leng靜jing對dui待dai此ci次ci事shi故gu,冷leng靜jing對dui待dai自zi然ran災zai害hai。覆fu冰bing積ji雪xue是shi自zi然ran現xian象xiang,自zi地di球qiu誕dan生sheng以yi來lai就jiu存cun在zai的de自zi然ran現xian象xiang,既ji造zao就jiu了le美mei麗li的de自zi然ran景jing觀guan,也ye給gei人ren類lei的de生sheng活huo帶dai來lai嚴yan重zhong影ying響xiang,是shi人ren類lei不bu可ke抗kang拒ju的de。因yin此ci,應ying充chong分fen認ren識shi覆fu冰bing積ji雪xue的de自zi然ran規gui律lv,減jian少shao覆fu冰bing積ji雪xue帶dai來lai的de影ying響xiang和he損sun失shi。隻zhi有you在zai充chong分fen認ren識shi和he掌zhang握wo了le輸shu電dian線xian路lu覆fu冰bing的de自zi然ran規gui律lv後hou才cai能neng有you效xiao抑yi製zhi冰bing災zai事shi故gu的de發fa生sheng,不bu能neng期qi望wang短duan期qi內nei在zai抗kang冰bing防fang冰bing上shang取qu得de重zhong大da突tu破po並bing杜du絕jue類lei似si事shi故gu的de發fa生sheng。
雲南、貴州一直以來是我國電網發生冰災事故最嚴重的地區之一。1984年貴州就發生過輸電線路大麵積冰災事故,造成輸電線路杆塔倒塌、絕緣子串發生閃絡。而六盤水地區又是雲南、貴州冰災最嚴重的地區,幾乎每年都發生覆冰現象。自1984年嚴重冰災事故以後,六盤水供電局就積極采取應對措施,充分調查輸電線路發生覆冰的地形、地理和氣象特征,因地製宜加強設計,並采取抗冰措施。
六盤水供電局35千伏及以上變電站50座、變壓器容量151.49兆伏安,35千伏及以上輸電線路2107千米,在此次貴州電網的冰災事故中,雖然六盤水地區最大覆冰厚度達到200毫米以上,35千伏倒杆3基,110千伏倒塔1基,220千伏倒塔1基ji,相xiang對dui來lai說shuo,覆fu冰bing最zui嚴yan重zhong之zhi一yi的de地di區qu,發fa生sheng的de覆fu冰bing倒dao杆gan塔ta事shi故gu相xiang對dui卻que較jiao少shao。這zhe是shi六liu盤pan水shui供gong電dian局ju長chang期qi積ji累lei和he采cai取qu措cuo施shi的de成cheng果guo,六liu盤pan水shui供gong電dian局ju抗kang冰bing和he防fang冰bing並bing取qu得de卓zhuo有you成cheng效xiao的de效xiao果guo的de經jing驗yan值zhi得de借jie鑒jian和he推tui廣guang。
電網設備發生覆冰現象必須滿足三個條件:一是大氣中必須有足夠的過冷卻水滴,這取決於氣象條件,是氣象學的問題;二是過冷卻水滴被覆冰物體捕獲,這是流體的力學過程,決定於覆冰物體的流體力學特性;三san是shi過guo冷leng卻que水shui滴di立li即ji凍dong結jie或huo在zai離li開kai覆fu冰bing物wu體ti前qian凍dong結jie,這zhe是shi熱re力li學xue問wen題ti,由you覆fu冰bing物wu體ti表biao麵mian的de熱re平ping衡heng過guo程cheng所suo決jue定ding。針zhen對dui電dian網wang設she備bei發fa生sheng覆fu冰bing的de必bi要yao條tiao件jian,為wei應ying對dui將jiang來lai可ke能neng出chu現xian的de類lei似si冰bing災zai,應ying做zuo好hao以yi下xia基ji礎chu工gong作zuo:
(1) 加強電網覆冰原始資料的收集和整理
輸電線路杆塔、導線和絕緣子覆冰受氣象條件和地形、地理條件的影響,電網設備覆冰具有典型的微地形、小氣候特征,即使在大麵積的覆冰積雪天氣,受地形、地理條件的影響,電網設備覆冰仍存在很大的差異,這種差異體表現於電網設備覆冰的形狀、密度、類型等,這些原始數據是分析電網冰災事故、采取合理的防冰、除冰技術措施、加強抗冰設計的基礎數據,對於合理采用防冰、除冰技術措施方法具有重要的指導作用。因此,應加強輸電線路覆冰的原始資料的收集和整理,對測量人員進行技術培訓。
(2) 總結和發展“避”、“抗”、“熔”、“改”、“防”五字防冰方針
在總結輸電線路防冰抗冰經驗的基礎上,我國於上世紀70年代提出了“避”、“抗”、“熔”、“改”、“防”五字防冰方針,在防止輸電線路冰災事故中取得了很好的效果。在已有經驗和成果的基礎上,重視和加強“避”、“抗”、“熔”、“改”、“防”五字防冰方針合理應用具有重要的現實意義。
“避”即避開嚴重覆冰的地區,“抗”即加強抗冰設計,“熔”即采用熱力熔冰的方法,“改”即改造舊的薄弱線路,“防”是采用輔助的防冰技術措施。
在設計輸電線路時,避開嚴重覆冰區的“避”的方法是最有效的防止覆冰事故的方法。但有些線路走廊無法避開覆冰區,設計時就應充分考慮線路走廊的地形、氣象等條件,觀測覆冰狀況,保證足夠的抗冰強度,以防止機械和電氣事故。
采用在導線上塗憎水性的塗料來減少覆冰量的“防”方法,由於受塗料老化特性、憎水性以及導線本身結構特征的影響,實施中發現其防冰效果不明顯,特別是對於長時間的雨凇覆冰。
加強抗冰設計的“抗”的方法,需要對電網覆冰的微地形、微氣象分布有充分認識,因地製宜,目前缺乏充分的基礎數據。
采用短路電流的“熔”的方法,目前對於500千伏沒有經驗,且受電源容量的限製。
“避”、“抗”、“熔”、“改”、“防”五字防冰方針的基礎上,我國已經製定了《110~750千伏架空送電線路設計規範》、《110~500千伏架空送電線路設計技術規程》、《750千伏架空送電線路設計暫行技術規定》和《重冰區架空輸電線路設計技術規定》等。但在實際應用過程中,受環境條件和技術發展的限製,實施困難,目前的技術措施還不能適應防止電網遭受大麵積、長時間冰災的實際。
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(3)因地製宜加強抗冰設計
雖然此次覆冰導致大麵積倒杆(塔)、斷線,但總的來看,雲貴高海拔地區發生的覆冰事故的輸電線路仍具有微氣象、微地形特征。在今年1~2yuewoguonanfangchuxiandamianjibingzaishiguhou,chuxianlequanmiantigaoshejibiaozhundehusheng。jianyuquanmiantigaoshejibiaozhundeyijubuchongfen,jianyiyindizhiyi,jubujiaqiangshudianxianludegantakangbingsheji,buyicaolvtichuquanmiantigaokangbingshejibiaozhun,yingduiwoguodianwangfubingdeweiqixiangtiaojian、微地理特征進行充分的調查、xitongfenxi,genjuweiqixiangtiaojianheweidilitezhenghuafenbingqudengji,zaiquedingbingqudengjidejichushanghelitigaoshudianxianludekangbingshejibiaozhun,youzhenduixingdibuqiang。dui500千伏線路,局部加強設計時應采用50年一遇的設計標準。
(4)係統研究防冰、熔冰預案
對於將來可能嚴重覆冰的線路,可研究采用帶負荷熔冰技術、直流熔冰技術、電磁脈衝或陡脈衝機械除冰技術措施,以及探討除冰防冰的新技術新方法。
帶負荷熔冰技術措施是我國上世紀70年代就實施和應用良好的技術方法,根據覆冰的特點和線路的實際情況,研究應用於多分裂導線的高頻變壓器熔冰技術措施。
直流熔冰具有容量要求小,操作簡單等特點,研究移動式直流熔冰技術方法和裝置。
電(dian)磁(ci)脈(mai)衝(chong)和(he)陡(dou)脈(mai)衝(chong)機(ji)械(xie)除(chu)冰(bing)方(fang)法(fa)可(ke)應(ying)用(yong)於(yu)地(di)線(xian)和(he)輸(shu)電(dian)線(xian)路(lu)杆(gan)塔(ta),除(chu)冰(bing)前(qian)景(jing)好(hao),可(ke)在(zai)國(guo)內(nei)外(wai)研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)研(yan)究(jiu)電(dian)磁(ci)脈(mai)衝(chong)和(he)陡(dou)脈(mai)衝(chong)機(ji)械(xie)除(chu)冰(bing)方(fang)法(fa)。
國內外已經探討了直升飛機熱氣除冰方法、激光除冰方法、微波除冰方法,雖然目前沒有應用於輸電線路的除冰,作為新的措施和方法可以開展相應的研究。
(5)深入研究輸電線路覆冰機理
雖然國內外對輸電線路覆冰的機理和事故特征有了初步認識,但對於分裂導線的覆冰特征和增長、扭轉機理認識不充分,係統研究分裂導線的覆冰機理、覆冰後的力學特性以及杆塔結構的覆冰特征,對於采取有針對性的措施、防止冰災事故的發生和發展具有指導意義。
(作者為重慶大學輸配電裝備及係統安全與新技術國家重點實驗室教授)