电力线路防冰雪灾害的设计思考核心思路分析

发表时间:2020/7/3   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:张广红
[导读] 摘要:电力线路的安全、稳定运行,对于社会经济的发展具有直接影响,而冰雪灾害气候,严重影响电网的安全、稳定运行,在受到冰雪灾害影响后,会诱发导线覆冰,导致电力线路出现倒杆、断线的问题。
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        摘要:电力线路的安全、稳定运行,对于社会经济的发展具有直接影响,而冰雪灾害气候,严重影响电网的安全、稳定运行,在受到冰雪灾害影响后,会诱发导线覆冰,导致电力线路出现倒杆、断线的问题。本文基于此,针对电力线路防冰雪灾害的危害、成因进行了分析,探讨电力线路防冰雪灾害的设计思考核心思路。
        关键词:电力线路;防冰雪灾害;设计思考;核心思路
        电力线路覆冰会给后续的运行、维护工作带来诸多困难,甚至造成断线倒杆、绝缘子闪络、碰线短路等问题,为了避免上述问题的发生,在电力线路的设计上,就要充分考虑到防冰雪灾害问题,通过科学的设计方式为线路的安全、稳定运行奠定基础。
        1 电力线路冰雪灾害的危害分析
        我国地域辽阔,气象类型多样,而电力线路的冰雪灾害主要发生在初春季节和初冬季节,这一时期雾气、阴雨连绵,在气温低于零摄氏度以下时,雨滴、雪会附着在电力线路的绝缘子上,凝结成冰,越来越厚,导致电力线路表面覆冰,有时,其厚度甚至达到一厘米以上。结冰形状与风向有密切关系,如果风向与电力线路平行,那么覆冰变为椭圆形;如果风向与线路垂直,那么,覆冰断面为扇形。覆冰与线路经过的区域也有关系,冷热交汇区域覆冰危害更为严重,我国常见的覆冰灾害地区有川陕山区、湘赣地区、云贵高原,这一问题的存在给后续的维护工作带来了诸多麻烦,情况严重时,会引发特大安全事故,特别是在发生冰雪灾害时,气候环境恶劣,会伴随冰雪封山、交通受阻、通信中断等等问题,抢修起来难度也非常高。综合来看,电力线路冰雪灾害的危害表现在几个方面:
        第一,相间短路事故。如果导线为垂直排列,那么,在表面覆冰脱落时,会导致导线荷载不均匀,出现跳跃问题,最后,导致导线碰撞,诱发相间短路事故。
        第二,杆塔倒塌。杆塔倒塌是由于导线断线所引起,此时,覆冰导线张力较大,给导线带来较大荷载,从而诱发杆塔倒塌事故。
        第三,接地事故。绝缘子覆盖冰雪后,其冰层厚度会慢慢的增加,在冰雪融化后,如果形成冰柱,那么会导致绝缘子穿短路,造成接地事故。
        第四,安全距离不够的各类事故。由于线路覆冰不均匀,会导致线路弧垂出现变化,情况严重时,会导致导线下垂,如果导线之间的安全距离不够,也会引发安全事故。
        在以往,人们对于电力线路覆冰问题的认识不够深入,在设计上不科学,考虑不周全,缺乏相关经验,导致安全事故频发,这就会影响电网的安全运行。电力线路防冰雪灾害的成因包括两个方面:第一,极端气候的影响。致使电力线路出现冰雪灾害的重要诱因就是极端气候,如2008年的冰灾,这是由于当时的极端气候,导致南方出现不间断雨雪天气和冻雨,雨雪在接触到电力线路后,马上结冰,其影响非常大,会波及多个省市,严重威胁电网安全。第二,设计不当,导致电力线路出现冰雪灾害的原因与设计也有密切关系,有的电路安全距离不够,张力不足,一旦出现冰雪灾害,就会引发严重的安全事故。
       
        图:电力线路覆冰
        2 电力线路防冰雪灾害的设计思考核心思路分析
        为了最大限度降低冰雪灾害对电力线路造成的负面影响,必须要从设计角度来着手,根据我国的地理情况和天气来借鉴其他国家的抗冰雪灾害技术,优化设计环境,具体来看,可以从如下几个方向来着手:
        2.1 完善设计标准
        就当前来看,多数输电线路都能够应对极端天气,但是,对于冰雪灾害的抗干扰能力还相对较弱,特别是在我国的南方区域,一旦出现异常冰雪天气,会导致大量的线路损坏。针对此,需要根据各个地域的情况来完善输电线路设计标准,提升材料性能,优化其抗冰雪灾害的能力。在设计环节中,还要做好冰雪灾害的防护,构建完善的设计标准,做好电网设计改革工作,结合以往出现的问题来做好经验总结,提升抗冰雪灾害能力,确保输电线路能够稳定、安全运行。
        2.2 设计好线路走向
        在发生冰雪灾害后,输电线路很容易覆冰,而覆冰形状与风向具有密切关系,在没有风的情况下,冰块分布均匀,对此,在设计输电线路时,需要尽可能避免将其设置在相邻位置和风口位置,以最大限度减少由于风力造成的损失,尤其是在冬天,位置越高,风力会越大,那么,冰雪灾害的发生率就更高。对此,需要做好设计防范工作,在设计线路前,需要对各地的地区情况进行详细调查,如果需要将线路设置在树木茂盛地区,要将其中的积雪、树木清理干净。
        2.3 科学应用防覆冰技术
        为了避免冰雪对电力线路的运行造成不利影响而诱发大面积停电,在设计时,需要科学应用防覆冰技术,包括电流融冰技术、短路融冰技术、热力融冰技术等等。同时,针对高危区域,设置融化冰雪的设备,这不仅可以直接去除冰雪,还能够减少覆冰对输电线路运行造成的威胁,以提升输电安全。此外,有的国家还采用另一种防冰导线,这种导线在普通导线的表面上涂覆一层树脂薄膜,这层薄膜有抗水性,当水滴或雪花落在上面时,像水珠落在油面上一样打滑,立即滚落下来,不会与导线粘结而结冰,非常值得推广。
        2.4 做好预防与检修工作
        对于电力企业而言,需要关注天气情况的变化,做到防患于未然,对于输电线路,要定期检查,若发现覆冰,要及时向上级部门汇报,采取科学的处理措施。同时,电力企业要加强人员的培训和教育,构建一支综合素质过硬的除冰队伍,在冰雪天气,要做好防范工作,确保输电线路可以安全运行,在2008年冰灾之后,我国在十余年的历史中,并未出现类似的事故,究其根本原因,便是由于制定了完善的防范措施,也采用了科学的防范方式。另外,在除冰工作中,需要做好记录,定期检查杆塔的规格和性能,如果发现杆塔出现损坏的问题,要及时汇报至上级部门,第一时间更换,这也是提升输电线路安全稳定运行的重要举措之一。
        3 结语
        为防范电力线路因冰雪灾害出现运行故障,导致人民生产生活受到影响与损失情况的再次发生,这就需要做好电力线路防冰雪灾害工作,除冰不是解决冰雪灾害的根本,防冰雪灾害对电力线路的破坏才是重点。在工程设计中,应根据不同地区的覆冰特点进行具体分析与设计,只有不断总结设计经验,才能从线路建设开始就保证其长期安全可靠运行。
        参考文献:
        [1]张璐. 基于冰雪灾害影响下的高压输电线路的设计与维护[J]. 电子制作,2014,(18):216-216.
        [2]张恒旭,刘玉田,张鹏飞. 极端冰雪灾害下电网安全评估需求分析与框架设计[J]. 中国电机工程学报,2009,(16):8-14.
        [3]侯慧,李元晟,杨小玲,等. 冰雪灾害下的电力系统安全风险评估综述[J]. 武汉大学学报(工学版),2014,(3):414-419.
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