高海拔高寒地區輸變電設備解析

陳映江

摘要：我國的電網工程項目投資規模、技術難度以及工程線路的跨度等普遍較大，因此在進行輸變電設備的建設以及施工過程中不僅要考慮施工技術的難度，同時也應該對施工地的基本自然條件、技術發展水平以及客觀政治因素等進行綜合權衡，這就導致了輸變電設備在進行建設時出現了諸多不確定因素。文章重點研究了高海拔地區輸變電設備建設中出現的問題，并提出了相應的解決方案，為高寒地區電力項目建設添磚

加瓦。

關鍵詞：高海拔；高寒地區；輸變電設備建設；線路建設；電力項目

中圖分類號：TM721 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）19-0118-02

受到高海拔高寒地區特殊的氣候以及土壤結構影響，輸變電設備常常會受到較大的影響而被破壞，例如冰雪災害等極容易對輸變電線路造成一定程度的破壞。所以，在高海拔地區進行輸變電設備項目建設之前，應當將這一問題作為重點考慮的內容，對線路的搭建以及設備的選用都應根據情況合理選用，杜絕因自然環境而給設備帶來較大的影響，給人們日常生活帶來不便。

1 高海拔地區線路建設面臨的問題

1.1 低溫問題

在進行高海拔地區輸電項目工程線路的建設過程中，低溫問題是輸變電線路所面臨的主要問題之一。高海拔地區溫度較低，土地的硬度大，而管線塔桿的樹立必須要進行挖基工作，這無疑造成了較大的難度。同時，高原地區存在大量的凍土，如果桿塔的掩埋工作出現問題，那么當氣溫上升時凍土開化則很容易造成地基塌陷的問題，大大降低了桿塔的穩定性。

1.2 管線桿塔建設問題

在管線桿塔的建設過程中，建成后的管線桿塔應該對風力存在一定的抵御能力，通常來說，設計風速應該在25m/s左右。但是很多施工單位在進行施工建設時不依照設計標準來進行設計，為了省時省力，對于凍土的厚度、當地氣候最低最高風力等情況的研究不夠深入徹底，桿塔出現失穩的狀況也在意料之中。

2 高海拔高寒地區輸電線設備面臨的問題

2.1 高原氣候對高壓開關避雷器的影響

高海拔地區的氣候特點對于輸電線設備的影響較大。隨著海拔高度的不斷上升，大氣壓力也會逐漸降低，這就導致輸變電設備的絕緣強度不斷衰弱，大大降低了設備的外絕緣能力。正常情況下，廠家在對輸變電設備進行調試過程中都是在正常海拔條件下測試的，所測得的相關實驗數據以及適用范圍可能并不適用于高原高海拔地區，所以對于設備的絕緣能力應該進行適當地修正。在高寒高海拔地區，電氣設備的開關設備冰層厚度通常較大。我國的國家標準中有明確規定，開關類設備的冰層厚度設計分為1mm、10mm以及20mm三大類別，而在高原地區，一旦發生了嚴寒災害，開關設備的厚度冰層就會超過設計要求，在高海拔風口地區以及高寒地區設備受損的現象尤為嚴重。

2.2 干式變壓器面臨的問題

我們日常使用的環氧樹脂干式變壓器測試環境一般在正常海平面狀態，一旦運行環境超過了海拔1000m，其溫升限值就會呈現遞減態勢，在1000m海拔以上的地區，每超過500m，溫升限值就會按照冷變壓器的2.5%、風冷變壓器的5%進行縮減。所以在高海拔地區，變壓器的數據測定需要重新測定使用。

在低氣溫的高海拔地區，輸變電設備會出現嚴重的冰雪覆蓋狀況，改變了設備的絕緣分布。例如雨凇所形成的冰凌能夠在設備中形成橋接，使得瓷套和支柱絕緣子表面干區承受了極高的電壓，出現冰閃現象。小直徑設備的外瓷直徑較小，污閃電壓相對大直徑設備來說較低，其絕緣子更易放電出現沿面閃絡現象。

2.3 低壓電氣設備的影響

從溫度角度來看，現有的低壓電器如果在高海拔地區使用，那么其動靜觸頭以及導電體溫度會隨著海拔的不斷上升而提升，海拔每提高100m，溫度約提升0.3K左右，多數產品的溫升低于0.4K，高原地區的平均溫度則會隨著海拔的提升而不斷降低，氣溫的降低量完全能夠補償海拔提升設備溫度的提高量。所以，低壓電器的額定電流基本可以保持不變，對于散熱量較大的電氣設備可以適當地降低電源等級。

從絕緣角度來看，普通的低壓電器在海拔2500m時具有60%左右的耐壓杜，綜合我國電器開關的耐久試驗，我國繼電器設備在海拔低于4000m的地區均可使用。

從動作特性角度來看，繼電器以及熔斷器的動作特性都會發生諸多變化，國產熱繼電器的動作特性較為穩定，動作時間也會隨著海拔高度的變化而變化，根據不同的設備型號，會在40%～70%之間浮動。

3 高海拔地區線路搭設及設備選用方案

3.1 搭建桿塔方案

輸電線路項目建設工程的桿塔地基施工建設也可以被稱為基礎施工建設，基礎施工的作用非常大，也是輸電線路工程的基礎部分，基礎項目建設的好壞將直接影響到輸電線路工程的施工進度以及運行安全。基礎施工主要包括鉆孔灌漿、巖石基礎以及斜插基礎等，依據實際情況不同而做出不同的選擇。比較常見的基礎施工主要包含以下幾種，即：掏挖基礎施工、階梯基礎施工以及鉆孔灌注樁基礎施工。無論是凍土的問題還是風力的抵抗問題，桿塔的搭建工作面臨問題較多，所以桿塔建設也是輸電線路施工工作的重中之重。桿塔搭建施工主要分為兩種主要方式：整體組立桿塔施工和分解組立桿塔施工方式。整體組立桿塔形式對于混凝土的抗壓強度具有非常嚴格的要求，必須達到設計強度的100%。分解組立桿塔施工形式則無需嚴格抗壓強度，僅需達到設計強度的70%，兩種形式都需要注重基本的穩固性問題，在進行建設之前，施工設計人員應該對施工現場的氣候特點以及土地性質有一個基本的認識，包括全年平均風力、最低風力、最高風力、全年平均氣溫、最高溫度、最低溫度等，這些都對桿塔的質量造成一定程度的影響。

3.2 合理構建設備結構，降低冰閃發生的可能性

通過對變電站不同類型設備的在線監控，電力部門的數據顯示處于環境的不同電力設備的放電情況不盡相同，這與電力設備的絕緣子形狀和大小有著極為密切的關系。在對變電設備外絕緣設備進行防冰閃處理的過程中，應該針對設備結構上的問題進行合理改善，提高設備的外絕緣水平，提高爬電距離，同時可以利用噴涂的方式來降低冰閃故障發生的概率，另外，可以加強變電設備的監測力度，及時清掃輸變電設備的檢測力度。

3.3 提高開關制造加工技術方案

所使用的隔離開關應該盡量采取結構簡單、防水性較高的開關，針對當前的隔離開關應當進行防水性的方案改進，提高隔離開關防水措施的加工技術設計，同時加強開關產品生產水平，研發先進的組合電器以及防水封閉開關來提高電氣設備應對惡劣環境以及自然災害的能力。

4 結語

輸變電工程項目在建設過程中應該結合電力規劃發展規劃以及相關的要求，同時充分地考慮到選線地址問題，對于建設過程中所出現的問題選擇合理的治理方案。受到高海拔高寒地區氣候以及風速等自然因素的影響，輸變電設備發生損壞的可能性非常高，這就要求線路建設以及設備建設單位加強關注力度，依據高海拔地區的氣候特點和其特殊性，提高設備檢測部門的檢測標準，同時注意桿塔搭建問題，切實做好設備防護工作，保證地區的供電穩定性，為社會經濟發展提供保障。

參考文獻

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