浅谈台风对10kV线路的影响及防范措施

1、浅谈台风对10kV线路的影响及防范措施 摘 要：沿海城市无疑是电网密集的地方，所以台风这种不可避免的自然因素对电网威胁不可小觑，本文笔者结合本地区的实际情况，基于台风对电网的影响、台风造成配电设施受损的基本特点以及配电网抗台风存在的问题出发，提出了一些如何将强配电线路抗台风的措施。 关键词：配电设施；受损线路；问题；措施 中图分类号：P458.1+24 文章标识码：A文章编号： 1前言 广东省台山市赤溪镇，位于台山市东南端，东西南三面濒临南海，海岸线长达76.6公里，是台山市防御台风的重点区域，经常遭受台风不同程度的袭击，台风经过之时都会造成电力线路跳闸、断担、断线、断杆倒杆等事故，给人们生活

2、生产带来严重影响。配网架空线路发生故障，除风力危害大之外，还与架空线路自身抗风能力不足有关。配电网抗台风能力的提高是一个复杂的系统过程，包括诸多的因素，贯穿于电网建设的全过程，必须从设计、维护、调度、管理等各个方面采取可行性的措施。 2台风对电网的影响 2.1 强风对电网的危害 (1)线路倒杆（塔）断线。(2) 导线风偏放电。线路中有大跨越、大档距、大弧垂的导线，在强风作用下产生较大风偏，使导线与距离较近的建筑物、树木、其他交叉跨越的线路等因电气距离不足而造成放电。(3)线路杆塔上的跳线和变电站构架上的跳线因风偏放电。(4)变电站设备引线线夹固定不牢脱落放电。大风的间接危害主要是强风造成线路及

3、变电站以外的其他设备（物品）倒塌或飞落，导致电力设备的故障。 2.2 暴雨对电网的危害 (1)造成线路杆塔倾倒。(2)暴雨侵害变电站电气设备绝缘，致使设备运行异常或故障，或造成二次控制回路接地、短路故障，导致保护及开关误动。(3)暴雨引起的城市内涝造成水淹地下（或低洼地带）的配电网开关站、配电室、电缆环网柜等，造成重要用户的长时间停电。 3台风造成配电设施受损的基本特点 配电设施受灾范围和严重程度，主要与台风登陆地点与发展路径有关，沿海地区由于遭遇台风正面登陆及地形空旷、容易受风，一般受灾较严重。(2) 配电线路杆塔受损主要集中在水泥杆倒杆、断杆，10 kV 线路和低压线路由于规模大，受损最严

4、重。(3)老旧线路倒、断杆最为严重，受损线路2005年以前及投运10-20 年以上的居多，特别是没有改造的老旧线路倒断杆比较集中。近5 年投运线路也有出现杆塔受损现象，但相对较少。(4)倒杆、断杆最普遍的为无拉线的直线杆，带拉线直线杆受损较少，耐张杆塔受损最小。如赤溪统计无拉线直线杆受损比例为93%，带拉线直线杆受损比例为4%，耐张杆塔受损比例为2%。(5)配电线路杆塔除直接遭受风荷过载受损外，还遭受台风间接影响受损。如台风吹袭线行周围树木倾倒，压在线路上造成电杆倒、断杆；伴随台风的强降水导致杆塔基础塌方或水土流失倒、断杆；伴随台风的雷电过程导致配电设施雷击损坏等。 4配电网抗台风建设存在的问

5、题 近年来我国沿海地区台配电网屡受台风的危害，这充分说明我国沿海地区台配电网抗台风建设还存在着一些问题，主要表现于以下几个方面。 4.1 配网拉线缺失严重。档距过大后，直线杆塔的风荷载超过设计能力，配电线路防风拉线缺失，或受地形及政策处理难的限制，无法按设计要求装设拉线，是导致线路风灾倒断杆的重要因素。线路倒断杆主要发生在耐张段较长，没按要求安装拉线的直线杆。 4.2 线路杆塔基础抗倾覆能力不足。一方面线路杆塔施工中受一些客观条件的限制，没有达到设计埋深的要求，造成基础抗倾覆能力不够。另一方面某些线路水泥杆施工工艺不到位，立杆没有按工艺要求，杆立起后，回填块石过少，且夯实不够规范；或部分区域位

6、于沿海软土、流沙地带，土质疏松，造成电杆基础抗倾覆能力不足，基础防风能力差。再有大部分架设在水田的电杆因地质松软，或靠近河流边的电杆杆基水土流失造成抗倾覆能力不足等。 4.3 配网设施未及时改造。统计表明，台风造成受损线路绝大部分为老旧线路，线路大量倒断杆与电杆残旧、运行年限长，未及时改造加固，健康水平不佳有关。部分老旧线路经过多年运行，电杆普遍发生风化、爆裂露筋，导线线径小，电杆横担、金具、拉线等部件锈蚀严重，无法经受强台风荷载。 4.4 早期线路无正规设计或设计标准偏低。由于历史原因，部分运行年限较长线路设计标准偏低或无正规工程设计，抗风设计不严格。如20 世纪7090 年代乃至2005

7、年前投运的配电线路，在导线截面及安全系数，绝缘子、金具强度，线路档距及耐张段布置，电杆、拉线及其基础的强度和稳定设计，以及电杆型式选择等方面较为随意，新投运线路即存在先天不足和较多缺陷，抗风能力较差。现行行业设计规程要求10 kV 线路普通钢芯铝绞线截面主干线、分干线、分支线分别不低于120mm2、70 mm2 和50 mm2，线路档距城镇、空旷地区分别不大于50 m 和100 m，耐张段长度不应大于1 km，空旷地区连续直线杆超过10 基宜装防风拉线，10 m 以上单回电杆埋设深度不低于1.7 m，而运行线路很多都未达到上述设计要求。 目前配网选用电杆多数为普通环形预应力锥形水泥电杆，由于负

8、荷发展，导线线径等级越来越高，多回路同杆架设越来越多，经校验普通电杆弯矩难以达到设计要求。 4.5 防风运行维护不到位。在超强台风到来前未能加强台风预警和防风运行维护，或未能加强巡视，不能及时消缺和处理险情，线行通道清障不彻底，临时防风拉线未增加等等。 4.6 线路杆塔的选型不合理。在同样风速下，双杆和单杆受到的风荷载是一样的，但导线的水平风荷载在双杆中由两基电杆分担，而单杆中仅由一基电杆承受，且双杆一般均装有防风拉线，所以单杆比双杆更容易倒断。 4.7 卡盘施工不规范。部分电杆装置了卡盘，但台风中该部分电杆仍出现倾倒，卡盘被拉出，其原因主要是由于施工时未对卡盘旁土层进行夯实，加之建成时间不长

9、，基础土层未密实，土层抵抗力不足，造成电杆倾倒。 5提高配电网抗台风能力的措施 为了减少电网受台风袭击造成的损失，提高配电网抗拒台风袭击的能力，需要从配电网设计、改造、维护等方面采取以下措施。 5.1 加大配电线路运行维护力度。加强配电线路运行维护和规范管理，台风前尤其要加强特巡，及时消除线行缺陷和险情，做好防风措施。做好配电线路防风能力评估和状态评价工作，防风能力不满足要求的应及时列人大修技改计划；开展线行清障，及时砍伐通道树木，保证线行两侧无树木及高杆植物影响安全运行。加强巡维工作，发现杆塔基础沉降及水土流失应及时处理，偏软地基及易受洪水冲刷区应采取加固措施。根据需要增设防风拉线，同时做好

10、配电设施防盗、防外力破坏措施。 5.2 缩小装设防风拉线杆塔间隔基数。根据10kV及以下架空配电线路设计技术规程的规定，“空旷地区配电线路连续直线杆超过10 基时，宜装设防风拉线”。对易受台风袭击的地区，应缩小装设防风拉线电杆间隔基数。一般每隔24 基装设一组防风拉线，在拉线受限地区，宜改用钢管杆，从实际运行情况看，这种方式可有效提高架空配电线路抗拒自然灾害的能力。 5.3 严格控制配网线路档距。配电线路的档距应经计算确定，并应满足当地设计风速的要求。为了提高架空线路抗御台风的能力，对于单回架空配电线路的档距，城镇应控制在50m 以内，郊区空旷地带应控制在70m 以内。对于同杆多回线路，线路档

11、距应根据实际情况，应进一步缩小，并经计算后确定。如单回10kV架空线路，设计风速为45m/s 时，J级12m 钢筋混凝土电秆，当导线为240mm2 的绝缘导线时，其水平档距为50m；当导线为240mm2 的裸导线时，其水平档距为60m。双回10kV架空线路，设计风速为45m/s 时，标准检验弯矩为80kN·m 的15m 钢筋混凝土电杆，当导线为240mm2的绝缘导线时，其水平档距为45m；当导线为240mm2的裸导线时，其水平档距为60m。另外，跨越湖泊、河流、公路、铁路及其他重要跨越应采用孤立档。 5.4 合理选择设计风速。导线风压与风速的平方成正比，导线风压的增加大大超过风速的增

12、加。根据10kV及以下架空配电线路设计技术规程（DL/T5220- 2005），典型气象区的设计风速分三种，分别为45m/s、40m/s、35rn/s，根据沿海易受台风袭击地区最大风速较大的情况，宜选用35m/s 作为设计风速。但重点防御范围线路不应低于40m/s，在沿海空旷地段及风口位置，最大设计风速不应低于45m/s。 5.5 加强电杆质量控制。应加强水泥电杆工厂制造过程的工艺、质量控制，完善电杆钢筋、混凝土及成型产品的试验和定期抽检制度；规范电杆采购和招投标管理，完善电杆厂家准入备案制度，严格执行订货技术条件，防止不合格电杆入网运行。 5.6 加大电缆线路的使用。电缆线路敷设在地下，本不

13、受台风的影响，在沿海城区，当条件允许时，应加大电缆线路的使用；对于城区的繁华地带或重要线路，宜使用电缆线路，以提高线路抗御自然灾害的能力。在沿海空旷地区，当条件具备时，对重要的主干线，也可考虑使用电缆线路。 5.7 重视线路基础的设计。在一般情况下，当土质较好时，配电线路采用电杆直接深埋方式，而不做专门的基础。在易受台风袭击地区，要求基础的抗倾覆力很大，电杆直接深埋方式可能会不能满足抗倾覆要求，需要设计专门的钢筋混凝土基础。 5.8 合理选择电杆型号样式。直线杆宜采用符合国家标准的预应力锥形水泥电杆或大弯矩电杆（高强度电杆），采用普通电杆的应增加防风拉线设计，局部地段不具备拉线条件和运输条件的

14、应采用自立式角钢塔或钢管塔；在沿海地形空旷、软土沙质和风口位置，应增加铁塔使用量。耐张杆应采用自立式角钢塔或钢管塔，采用电杆的应使用双杆组合并装设防风拉线。双回线路应采用大弯矩电杆、双杆组合或自立式铁塔，采用电杆的应尽量装设拉线。杆塔设计可适当考虑杆塔、导线和金具的强度配合，强度配合强弱次序可采取：杆塔、导线、横担、金具，当发生超出设计风速时，采取保杆保线或保杆弃线策略。另外，对重要负荷、主要线路及特殊线段，新建工程及改造设计可考虑铺设电力电缆；新建、改建线路应尽量避开防护林及高杆林区；并在新建、改造配电线路典型设计中，应考虑增加防风设计内容，以便提高电网配电线路整体防风设计标准。 6结语 配电线路故障率的高低不仅取决于线路的设