沿海地區(qū)配電線路防風(fēng)災(zāi)措施研究

袁雅斯

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司湛江吳川供電局，廣東 湛江 524000）

我國(guó)沿海地區(qū)海岸線長(zhǎng)，每年不同程度地遭受到臺(tái)風(fēng)的襲擊，大風(fēng)所過(guò)之地會(huì)發(fā)生電力線路跳閘、斷線、倒桿等事故，為減少臺(tái)風(fēng)造成配電線路的跳閘和故障次數(shù)，提高配網(wǎng)的抗風(fēng)能力，迫切需要提高配電線路和設(shè)備抗風(fēng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)配電線路和設(shè)備管理，加快更換殘舊配電設(shè)備，進(jìn)一步提高配網(wǎng)運(yùn)行和設(shè)備水平，提高配網(wǎng)供電可靠。

一、臺(tái)風(fēng)對(duì)配電線路的危害

近年來(lái)，臺(tái)風(fēng)災(zāi)害頻有發(fā)生，并且對(duì)環(huán)境、社會(huì)等造成了嚴(yán)重的影響，其中對(duì)于配電線路造成的危害尤為嚴(yán)重。臺(tái)風(fēng)對(duì)配電線路造成的危害主要包括以下幾個(gè)方面。

（一）斷線危害

由于檔距分布不合理，導(dǎo)致電線處于疲勞狀態(tài)，當(dāng)遇到臺(tái)風(fēng)天氣時(shí)，在瞬時(shí)大風(fēng)作用下，會(huì)導(dǎo)致電線局部機(jī)械特性發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致配網(wǎng)出現(xiàn)斷線危害。

（二）倒塔危害

導(dǎo)致配電線路出現(xiàn)倒塔危害的原因主要包括水土流失、山體滑坡、設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題、施工質(zhì)量問(wèn)題、配電線路拉線缺失、實(shí)際風(fēng)俗超過(guò)配網(wǎng)線路最大抗風(fēng)設(shè)計(jì)值、設(shè)計(jì)選型錯(cuò)誤等。

（三）線路跳閘危害

由于在進(jìn)行線路設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)有考慮到臺(tái)風(fēng)對(duì)線路造成的影響，導(dǎo)致實(shí)際風(fēng)速超過(guò)最大設(shè)計(jì)風(fēng)速，導(dǎo)線出現(xiàn)風(fēng)偏引起對(duì)塔身放電或者相間放電，同時(shí)臺(tái)風(fēng)天氣會(huì)將線路吹至樹障或者其他障礙物，如果不及時(shí)采取措施進(jìn)行處理，將會(huì)導(dǎo)致配電線路出現(xiàn)跳閘故障。

二、沿海地區(qū)配電線路風(fēng)災(zāi)受損的因素

（一）臺(tái)風(fēng)風(fēng)力大于線路風(fēng)荷標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)我國(guó)配電線路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可以得知10千伏配電線路的防御風(fēng)荷的風(fēng)速值，需采用距離地面10米，且10分時(shí)距的最大風(fēng)速。但是根據(jù)對(duì)某沿海城市配電線路設(shè)計(jì)的風(fēng)荷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，部分地區(qū)基本上采用35～40米/秒，此類風(fēng)荷標(biāo)準(zhǔn)不僅低于臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)的最大風(fēng)力，并且也低于局部地區(qū)陣風(fēng)風(fēng)速。因此，在氣象條件超出配電線路基本設(shè)計(jì)條件中，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)倒桿以及斷桿等現(xiàn)象。

（二）早期線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)比較低

受到歷史因素影響，很多配電線路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)比較低，并且在抗風(fēng)設(shè)計(jì)上不夠嚴(yán)格。在上個(gè)世紀(jì)所涉及的配電線路在今天仍然存在使用情況，該類線路不僅安全度比較低，并且不具備穩(wěn)定性，電桿、拉線沒(méi)有按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，甚至在電桿型式上比較隨意，從而導(dǎo)致在臺(tái)風(fēng)來(lái)臨后出現(xiàn)諸多缺陷，呈現(xiàn)出抗風(fēng)能力比較差的基本現(xiàn)狀。

（三）電桿基礎(chǔ)不良或暴雨或海潮破壞導(dǎo)致倒桿

調(diào)查表明，部分線路的部分區(qū)段倒桿數(shù)量明顯多于斷桿，且倒桿絕大部分是電桿傾斜。造成桿塔集中傾倒原因與桿塔基礎(chǔ)不良或遭受破壞有關(guān)。如部分桿塔位于沿海軟土、流沙地帶，加上埋深不足及未安裝底盤、卡盤，基礎(chǔ)防風(fēng)能力差，極易出現(xiàn)局部大面積倒桿現(xiàn)象；又如臺(tái)風(fēng)帶來(lái)暴雨、洪水或海潮破壞電桿基礎(chǔ)，導(dǎo)致桿塔基礎(chǔ)水土流失或引起山體滑坡而倒桿。

三、沿海地區(qū)配電線路防風(fēng)災(zāi)措施

沿海地區(qū)受臺(tái)風(fēng)襲擊多伴隨大風(fēng)暴雨、雷擊等氣象災(zāi)害。對(duì)于電網(wǎng)而言，桿塔既承受導(dǎo)線、金具本身的重力作用，同時(shí)也承受導(dǎo)線的風(fēng)阻，當(dāng)桿塔在臺(tái)風(fēng)中受到破壞時(shí)，往往造成金具、瓷瓶、導(dǎo)線的嚴(yán)重?fù)p壞。由于桿塔施工需時(shí)長(zhǎng)、工程量大，一旦發(fā)生倒桿、斷桿等現(xiàn)象的時(shí)候，難以實(shí)施快速?gòu)?fù)電，對(duì)生產(chǎn)生活用電帶來(lái)諸多不便。因此，提高配電線路低于臺(tái)風(fēng)的基本措施：

（一）設(shè)計(jì)階段

為了提升配電線路的防風(fēng)災(zāi)的能力，在設(shè)計(jì)配電線路之前，有必要結(jié)合抗風(fēng)要求，設(shè)計(jì)有針對(duì)性的、分等級(jí)的、差異化的防風(fēng)災(zāi)規(guī)劃方案。在配電線路中，由于線路與用戶分布區(qū)域廣且不均勻，為了應(yīng)對(duì)風(fēng)災(zāi)，所有的線路按照統(tǒng)一的高標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)既沒(méi)有必要，也不經(jīng)濟(jì)。而且在沿海地區(qū)，熱帶氣旋登陸后隨著逐步進(jìn)入內(nèi)陸，中心風(fēng)速會(huì)逐漸減弱，危害程度逐漸減低。因此對(duì)于規(guī)劃方案，可根據(jù)沿海地區(qū)地理位置、地貌及其周遭環(huán)境特點(diǎn)，設(shè)計(jì)不同的、有等級(jí)的配電線路架空線的設(shè)計(jì)方案。

（二）增強(qiáng)配電線路的防風(fēng)負(fù)荷能力

配電線路實(shí)際操作中，臺(tái)風(fēng)的速度并不是一成不變的，具有多樣性。這樣需在設(shè)計(jì)中對(duì)配電線路中所遭受到的最大風(fēng)速進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)人員從多種角度中進(jìn)行分析，盡可能滿足各種不同的風(fēng)力環(huán)境。對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的設(shè)計(jì)，可以把風(fēng)速最大設(shè)置到45米每秒，相對(duì)于比較寬廣的地形中，可以把風(fēng)速設(shè)計(jì)到50米每秒。另外，張段長(zhǎng)度與線路的距離都會(huì)對(duì)配電線路風(fēng)災(zāi)防御產(chǎn)生極大的影響。因此，設(shè)計(jì)人員在對(duì)這兩項(xiàng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析。在重點(diǎn)領(lǐng)域中，設(shè)計(jì)人員可以把張段長(zhǎng)度設(shè)定在450米以內(nèi)，線路距離在45米以內(nèi)。

（三）加大對(duì)直線桿防風(fēng)拉線的安裝

對(duì)直線段的線路加裝防風(fēng)拉線，且防風(fēng)拉線的安裝范圍相隔控制不超過(guò)3基桿，有條件的可連續(xù)或隔基安裝，這是最經(jīng)濟(jì)最有效的防風(fēng)投資。

案例：我們轄區(qū)內(nèi)的吳陽(yáng)鎮(zhèn)位于湛江沿海，每年都有臺(tái)風(fēng)登陸，配電線路防風(fēng)能力存在不足現(xiàn)象，為了加強(qiáng)防風(fēng)工作，2017年，我們對(duì)吳陽(yáng)轄區(qū)內(nèi)八回10kV線路增加186組防風(fēng)拉線，有效提高線路防風(fēng)能力。2018年“山竹”臺(tái)風(fēng)登陸后，加裝防風(fēng)拉線的線路沒(méi)有發(fā)生倒桿現(xiàn)象，而在沒(méi)加裝的線路發(fā)生多處倒桿、電桿傾斜。

（四）采用加強(qiáng)型電桿

臺(tái)風(fēng)登陸后,10kV線路中電桿的損壞最為嚴(yán)重,特別是沿海地區(qū),強(qiáng)臺(tái)風(fēng)對(duì)電桿的損壞尤為明顯。電桿作為10kV線路中的重要組成,受日曬、雨淋、風(fēng)蝕的損壞最為嚴(yán)重,所以抗風(fēng)能力最差,在這樣的情況下,就需要選擇加強(qiáng)型電桿,延長(zhǎng)電桿適用壽命,提高電桿的抗風(fēng)能力。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,加強(qiáng)型電桿的抗風(fēng)能力可達(dá)到一般電桿的2~5倍,所以,在線路材料選擇過(guò)程中,對(duì)于風(fēng)多地帶,加強(qiáng)型電桿是非常重要的選擇。

案例：為了提高我們轄區(qū)內(nèi)的線路防風(fēng)能力，2016年，將吳陽(yáng)鎮(zhèn)多回 10kV線路100多條受力點(diǎn)大的普通耐張電桿更換為加強(qiáng)型電桿。經(jīng)多次臺(tái)風(fēng)考驗(yàn)，證實(shí)加強(qiáng)型電桿防風(fēng)能力作用強(qiáng)大。

（五）選擇合適的電桿

不同型號(hào)的電桿有著不同的使用范圍，所以在選擇電桿的時(shí)候應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行分析，若是直線桿，設(shè)計(jì)人員就應(yīng)選擇具有較高強(qiáng)度的電桿。若是普通電桿，設(shè)計(jì)人員就要防風(fēng)拉線的設(shè)施來(lái)增加，若是施工地區(qū)中不能夠很好的來(lái)設(shè)置防風(fēng)拉線，可以選擇鋼管塔的。在寬廣的地區(qū)中，設(shè)計(jì)人員可以適當(dāng)?shù)膩?lái)增加鐵塔。若是電桿，可以運(yùn)用雙桿的組合同時(shí)也要對(duì)防風(fēng)拉線設(shè)施有所增設(shè)。設(shè)計(jì)人員對(duì)桿塔進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候還需要對(duì)相關(guān)的金具與導(dǎo)線進(jìn)行充分的考慮，這樣在一定程度上才能保證其具有很好的防風(fēng)能力，進(jìn)而保證配電電路穩(wěn)定正常的運(yùn)行。

（六）強(qiáng)化配電線路的運(yùn)行和維護(hù)

臺(tái)風(fēng)來(lái)臨前要加強(qiáng)對(duì)配電線路的維護(hù)，將各種線路缺陷以及險(xiǎn)情進(jìn)行消除，從本質(zhì)上做好防風(fēng)措施。另外在做好配電線路防風(fēng)評(píng)估工作之后，要對(duì)對(duì)方能力進(jìn)行分析，并根據(jù)實(shí)際現(xiàn)狀分析線路修改計(jì)劃，及時(shí)將道路兩旁的樹木進(jìn)行砍伐，從根本上保證線路兩側(cè)的電線桿不受樹木倒塌的影響。此外，要加強(qiáng)巡查工作，對(duì)于出現(xiàn)桿塔基礎(chǔ)沉降或者塌方，則需采取加固措施，并根據(jù)需求設(shè)置防風(fēng)拉線，做好配電設(shè)施防盜以及防破壞的主要措施。

（七）做好臺(tái)風(fēng)登陸前維護(hù)工作

1.線路防風(fēng)能力不足的地方加裝臨時(shí)拉線；

2.針對(duì)線路殘舊、防風(fēng)能力不足的支線在臺(tái)風(fēng)登陸前停電，避免擴(kuò)大故障范圍和提高供電可靠性。

（八）風(fēng)災(zāi)中的應(yīng)急預(yù)防

實(shí)現(xiàn)基于配電線路的GIS系統(tǒng)是配電線路防風(fēng)災(zāi)措施中的重要一環(huán)。目前，基于GIS系統(tǒng)區(qū)域電網(wǎng)風(fēng)災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建已逐步得到重視。實(shí)現(xiàn)基于配電線路的GIS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)狀況查詢、災(zāi)害預(yù)測(cè)、應(yīng)急搶修、決策指揮等應(yīng)用，可為電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)及應(yīng)急指揮提供面向決策的可視化管理平臺(tái)。湛江供電局在基于電力GIS平臺(tái)基礎(chǔ)上，建立區(qū)域電網(wǎng)風(fēng)災(zāi)評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)極端風(fēng)場(chǎng)分布的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，并對(duì)受其影響的線路桿塔分等級(jí)預(yù)警，以提醒相關(guān)運(yùn)行人員供其決策處置。區(qū)域電網(wǎng)風(fēng)災(zāi)評(píng)估模型的主要功能包括：

建設(shè)風(fēng)速風(fēng)向在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)速風(fēng)向信息在GIS系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)顯示。

收集現(xiàn)有線路防風(fēng)能力現(xiàn)狀基本信息，建立線路防風(fēng)能力分析模型，快速計(jì)算分析線路防風(fēng)能力，指導(dǎo)線路抗風(fēng)加固工作，提升沿海地區(qū)線路的抗風(fēng)能力。

結(jié)束語(yǔ)：

電力事業(yè)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性是電力事業(yè)發(fā)展的核心與關(guān)鍵，通過(guò)以上分析，我們了解到當(dāng)前我國(guó)電力事業(yè)運(yùn)行中，臺(tái)風(fēng)會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)線路發(fā)生跳閘與停運(yùn)現(xiàn)象，其中對(duì)中、低壓配電設(shè)施的影響比較大，會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)出現(xiàn)大面積的倒桿、斷桿現(xiàn)象，從根本上威脅供電安全。因此，需在采取因地制宜以及分級(jí)加固的基本原則中，提高防風(fēng)設(shè)計(jì)的基本要求，加強(qiáng)對(duì)電桿進(jìn)行改造，并積極建立相應(yīng)的預(yù)警機(jī)制，從而提高沿海配電線路的抗風(fēng)能力。