沿海高壓輸電線路防風(fēng)加固措施應(yīng)用與研究

謝耿棟

摘 要：近年沿海臺(tái)風(fēng)頻發(fā)，嚴(yán)重沖擊了沿海地區(qū)的高壓電網(wǎng)，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。但未引起各地管理部門的高度重視，對(duì)抗風(fēng)措施一直沒(méi)有相關(guān)的研究，造成高壓輸電線路的抗風(fēng)技術(shù)能力不高，成為抗風(fēng)的短板。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路，防風(fēng)加固;高壓輸電線路;抗風(fēng)

1.高壓輸電線路風(fēng)災(zāi)事故原因分析

1.1線路塔傾倒的原因

臺(tái)風(fēng)風(fēng)力超過(guò)高壓輸電線路的最大設(shè)計(jì)風(fēng)速是線路倒線路的主要原因。因大部分已建線路采用的規(guī)程中上述規(guī)程最大設(shè)計(jì)風(fēng)速均采用當(dāng)?shù)仄教沟厣献畲箫L(fēng)速。基礎(chǔ)抗傾覆強(qiáng)度不足或基礎(chǔ)滑坡破壞造成基礎(chǔ)抗傾覆能力不足。倒線路數(shù)量多于斷線路數(shù)量，且大部分倒線路是電線路傾倒，倒線路的主要原因是與線路的基礎(chǔ)不良或遭到破壞有關(guān)。如部分線路位于沿軟土、流沙地帶，加上埋深不足及未安裝底盤、卡盤，基礎(chǔ)抗傾覆能力差導(dǎo)致倒線路。還有臺(tái)風(fēng)帶來(lái)暴雨、洪水、海潮等次生災(zāi)害，破壞線路塔基礎(chǔ)，導(dǎo)致線路塔基礎(chǔ)水土流失或引起山體滑坡而倒線路。耐張段過(guò)長(zhǎng)。由于耐張段過(guò)長(zhǎng)，容易串倒，擴(kuò)大事故范圍和嚴(yán)重程度。防風(fēng)拉線設(shè)置不足。防風(fēng)拉線設(shè)置太少，或青賠和現(xiàn)場(chǎng)施工條件限制，無(wú)法按設(shè)計(jì)要求裝設(shè)防風(fēng)拉線，線路單薄，容易串倒。

1.2斷線路的原因

臺(tái)風(fēng)風(fēng)力超過(guò)高壓輸電線路路的最大設(shè)計(jì)風(fēng)速是線路斷線路的主要原因。由于輸電線路選型強(qiáng)度偏低，臺(tái)風(fēng)致斷線路在所難免。輸電線路運(yùn)行年限過(guò)長(zhǎng)。由于運(yùn)行年限過(guò)長(zhǎng)，輸電線路出現(xiàn)風(fēng)化，鋼筋銹蝕嚴(yán)重，強(qiáng)度明顯下降，樹(shù)木壓倒。樹(shù)枝折斷壓在線路上造成斷線路事故。高壓輸電線路路防御臺(tái)風(fēng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和加固措施。高壓輸電線路路防御臺(tái)風(fēng)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，按新建線路、已建線路，線路的重要性區(qū)別對(duì)待，采取不同的加固措施。但都應(yīng)達(dá)到既定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，主要是設(shè)計(jì)風(fēng)速。

2提高高壓輸電線路防風(fēng)措施

2.1新建線路防風(fēng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)沿海地區(qū)的高壓輸電線路防風(fēng)措施風(fēng)偏角小、跳線合成絕緣子風(fēng)偏幅度大是導(dǎo)致線路風(fēng)偏跳閘的主要原因。為此，通過(guò)綜合分析比較，因增加或更換鐵塔相對(duì)投資較大、增加合成絕緣子重錘重量運(yùn)行效果不夠明顯，排除了增加鐵塔減小檔距、更換鐵塔、增加合成絕緣子重錘重量等措施。而采取了增加直線塔頭尺寸、采用橫擔(dān)型防風(fēng)偏絕緣子等相對(duì)較為經(jīng)濟(jì)、可靠的措施實(shí)施改造。該加固措施工程量小，停電時(shí)間短，節(jié)約工程投資，可有效提高沿海架空輸電線路抵御臺(tái)風(fēng)、大風(fēng)的能力，降低線路風(fēng)偏跳閘概率，提高線路的供電可靠性，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.2已建鐵塔局部構(gòu)件加強(qiáng)

由針對(duì)防風(fēng)受損的情況和計(jì)算分析可知，要提高臺(tái)風(fēng)區(qū)域現(xiàn)有線路鐵塔的縱向強(qiáng)度，以提高抗抗風(fēng)的能力，幾乎需要改造每一基鐵塔，而這無(wú)論是工作量、工作難度還是投資都是不現(xiàn)實(shí)、不科學(xué)的。因此，建議對(duì)臺(tái)風(fēng)區(qū)域現(xiàn)有線路采取綜合的加強(qiáng)和預(yù)警等措施。優(yōu)先加固遭受過(guò)防風(fēng)的線路。以沿海地區(qū)為例，遭受過(guò)防風(fēng)的線路段較集中，抗風(fēng)的區(qū)域較固定，應(yīng)結(jié)合防風(fēng)的實(shí)際情況考慮受損段的加固方案，必要時(shí)采取重建方案。對(duì)未受損段，對(duì)薄弱段和重要段作適當(dāng)?shù)募庸蹋刹捎酶鼡Q個(gè)別線路塔、檔中增加線路塔等措施。對(duì)抗風(fēng)區(qū)未遭受過(guò)防風(fēng)的線路的薄弱段和重要段作適當(dāng)加固。鐵塔局部構(gòu)件加強(qiáng)方案需考慮主要因素有：不均勻抗風(fēng)對(duì)線路塔影響，包括不均勻抗風(fēng)和不均勻脫風(fēng);考慮有風(fēng)斷線對(duì)線路塔影響。在原始設(shè)計(jì)條件基礎(chǔ)上，當(dāng)有不均勻風(fēng)存在15%不平衡張力發(fā)生時(shí)，經(jīng)驗(yàn)算上下曲臂頂部外側(cè)主材以及中橫擔(dān)連接曲臂與地線支架的主材應(yīng)力、腿部部分斜材超過(guò)材料極限應(yīng)力，需對(duì)塔頭及塔腿部分構(gòu)件加強(qiáng)。當(dāng)斷線有風(fēng)時(shí)，上、下曲臂頂部外側(cè)主材和叉材、地線支架內(nèi)外側(cè)主材、塔身大部分斜材、所有腿部斜材超過(guò)材料允許應(yīng)力，鐵塔需加強(qiáng)構(gòu)件較多。地線支架內(nèi)外側(cè)主材和叉材、上下曲臂外側(cè)主材及叉材、中橫擔(dān)上平面主材、邊橫擔(dān)下平面主材和叉材、大部分塔身斜材、所有腿部斜材力超過(guò)材料極限應(yīng)力，鐵塔需加強(qiáng)構(gòu)件較多。

2.3耐張塔跳線防風(fēng)偏加固措施

耐張塔防風(fēng)偏采用新型的跳線防風(fēng)偏復(fù)合絕緣子，充分利用了絕緣子玻璃引拔棒具有較強(qiáng)的剛?cè)崽匦宰枘岷鸵种骑L(fēng)偏的能力，減小瞬時(shí)風(fēng)偏所產(chǎn)生的大力矩，保證發(fā)揮合成絕緣子承受拉伸及彎曲載荷，有效地限制了跳線的擺動(dòng)，從而保證了跳線對(duì)塔身的電氣間隙。邊相改造直接掛設(shè)跳線防風(fēng)偏絕緣子串，控制外側(cè)跳線的擺動(dòng)幅度;中相跳線防風(fēng)偏改造，在懸掛的相應(yīng)位置加裝兩條支撐槽鋼，采用獨(dú)立掛點(diǎn)的雙橫擔(dān)性絕緣子串加裝支撐槽鋼的方式進(jìn)行，限制了風(fēng)偏搖擺角，使引流線與塔身主材的空氣間隙將進(jìn)一步增大，同時(shí)穩(wěn)定跳線出現(xiàn)大幅度頻繁擺動(dòng)，兩者雙管齊下有效解決了跳線風(fēng)偏閃絡(luò)和受臺(tái)風(fēng)拉鋸吹肆造成跳線斷股的難題。

2.4合理的高壓輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)劃

對(duì)新建線路，應(yīng)結(jié)合已有的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑６龋M量采用橫擔(dān)相對(duì)較長(zhǎng)的直線塔，以減少線路投運(yùn)后遇到惡劣天氣時(shí)出現(xiàn)跳閘的可能性。選擇抗風(fēng)措施應(yīng)綜合比較，對(duì)微氣候、微氣象區(qū)特征明顯、臺(tái)風(fēng)頻發(fā)地帶，應(yīng)考慮到最不利的氣象條件組合，并根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)的規(guī)定，進(jìn)行風(fēng)偏的最小間隙校驗(yàn)，適度提高風(fēng)偏放電的設(shè)防水平，然后確定最優(yōu)方案。在選擇線路路徑時(shí)，盡量避免橫穿風(fēng)口、沿海平行走向，提高臺(tái)風(fēng)區(qū)域的絕緣配置和機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)局部微氣象、微地形地區(qū)提高風(fēng)速、線路塔、金具、絕緣子等的設(shè)計(jì)安全系數(shù)，加大電氣距離。如何從線路線路塔加固的角度，探索搞好的措施，在兼顧經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)最大限度地保障電網(wǎng)安全，將是未來(lái)工作的重點(diǎn)。

3結(jié)論

高壓輸電線路運(yùn)行單位應(yīng)大力開(kāi)展線路氣象參數(shù)及導(dǎo)線風(fēng)偏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等科技研究，觀測(cè)導(dǎo)線風(fēng)偏、微氣象等數(shù)據(jù)，積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，為確定最大風(fēng)速下導(dǎo)線風(fēng)偏提供設(shè)計(jì)依據(jù)。沿海架空輸電線路新建或局部改造時(shí)，應(yīng)深入開(kāi)展微地形、微氣象影響的研究，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，適度增加塔頭間隙，提高導(dǎo)線風(fēng)偏的設(shè)防裕度。對(duì)于直線塔，對(duì)存在風(fēng)偏問(wèn)題的應(yīng)采取加裝重錘、增加塔頭間隙等措施;對(duì)于耐張塔，應(yīng)加強(qiáng)工程質(zhì)量監(jiān)管，嚴(yán)把施工驗(yàn)收關(guān)口，采取橫擔(dān)型硬質(zhì)吊串、合理調(diào)整跳線長(zhǎng)度、液壓跳線接頭等措施，做好沿海地區(qū)高壓輸電線路防風(fēng)措施打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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