川南地区冬季高山地区配电线路受冰冻灾害情况分析

川南地区冬季高山地区配电线路受冰冻灾害情况分析

2008年1月初以来，中国南方大部分地区和中国西北地区东部发现了罕见的降雨、低温和冷冻天气。由于持续时间较长、强度大给四川、贵州、江西、湖南、安徽等21个省(区、市)人民的生产、生活带来了严重影响,特别是电力输配电线受冰冻天气的严重影响,出现因输配电线路覆冰厚度超过设计安全值(一般10～20mm设计),而大面积压断输配电线路(高山地区尤为突出),直接影响社会稳定的严重后果(2008年春节将至)。同样,这场严重的雨雪、低温和冰冻天气也波及到了四川省泸州市的南部叙永、古蔺两县和纳溪区,造成了两县一区输配电设施受损严重,输电配电线路覆冰厚度超出设计值的十几倍(人工测量最厚达150mm),从而导致古蔺县全部停电(古蔺县城仅有一条110kV输电线路与主网联接),叙永8个乡镇、纳溪54个村停电。按照泸州电业局统一安排,于2008年2月3日至2月12日,带领龙马潭供电局生产技术骨干21人组成的抢险小分队参加叙永县合乐苗族乡3个村社的抗冰灾保电抢险工作,主要负责10kV及以下配电线路的抢修工作,在十天时间中处理完成10kV断线、倒杆线路7km(其中处理倒、断杆6基,断线16处,瓷瓶放电炸裂3只),新建10kV线路2.2km(其中竖电杆16基,拉线制作9根)。从完成的叙永县合乐苗族乡抢险情况来看,冬季高山地区输配电线路防覆冰灾害又是一个值得认真探讨的课题,如何加强和改善输配电线路的抗覆冰能力,保证电力输配电线路安全、可靠地运行,关系到中国社会经济的稳定发展和人民的安居乐业。下面就叙永县合乐苗族乡10kV配电线路抢险遇到的具体情况来分析探讨。1配电线路覆冰情况叙永县合乐苗族乡3个村社:石梁村、四美村、小岩村都位于叙永县东南部地区,平均海拔高度在1300m,在四川省境内是属高山区域,常年气温较低,平均温度在15℃～20℃,正常情况下每年11月底或12月初都会有雨雪天气,配电线路也会覆冰,但是,持续时间不会很长(据当地老农户讲今年覆冰持续时间是50年没遇到的),对配电线路不会造成灾害性影响,即使有损害也不会很大,抢险途经与合乐乡相邻的丹岩乡比较,都同处一山脉,但丹岩乡海拔高度只有800m,配电线路覆冰情况几乎没有,配电线路正常运行。因此,配电线路所处的地理位置和特殊气候的时间决定了受覆冰灾害轻、重的后果,从石梁村、四美村、小岩村所处海拔高度和气候条件等分析完成后,可以得出泸州地区配电线路容易发生覆冰灾害的区域在高山地区,是今后配电线路改造完善的重点区域。2覆冰造成的责任事故从抢险完成的倒杆、断线7km线路情况分析(处理倒、断杆6基,断线16处,瓷瓶放电炸裂3只),冬季高山地区直接危害配电线路安全运行的灾害就是覆冰,间接的危害是配电线路的设计要求、施工工艺和运行维护等,在这里暂时不分析探讨。通过抢险现场实际情况的具体分析和查阅相关配电线路覆冰危害的资料,冬季高山地区覆冰对配电线路的危害应该有以下几种情况:(1)最普遍的现象是配电线路自身覆冰过厚,加上有其它物件挂在电杆上,如通讯线路等,悬挂的其它物件也发生覆冰,造成配电线路和电杆垂直负载过重,直接将配电线路和电杆压断、压倒(在合乐乡10kV玉皇观支线抢修断杆、倒杆现场看到的情况);(2)配电线路绝缘子和导线因覆冰贯通,发生绝缘子串闪络,引起绝缘子串绝缘降低而放电,进一步诱发绝缘子串炸裂,使得配电线路不能正常运行(从合乐乡石梁村10kV配电线路更换下的三只炸裂的瓷瓶分析可以看出);(3)覆冰的配电线路在气温回升过程中或覆冰的配电线路所处位置在高山地区的风口最容易发生的危害——导线舞动。在气温回升过程中由于覆裹在配电线路表面的冰冻开始融化,融化过程是突发性的,使得配电线路导线承载的垂直重量突然减少,这时导线由于自身的张力会向上、下或向左、右弹起摆动,形成导线舞动,造成配电线路相间短路或在舞动过程中导线折断,从而引起倒杆断线的事故;另外,配电线路如果架设处在高山地区的风口,此时配电线路发生覆冰,覆冰包裹在导线表面形成不规则的形状,构成了一个迎风面,在高山地区的山口冬季也经常吹风,当风的角度与覆冰迎风面的角度一致时,就会因为风的原因引起配电线路导线的舞动,同样造成配电线路的倒杆、断线(在合乐乡石梁村、四美村抢修的5km倒杆、断线配电线路就是因导线舞动发生的事故)。3覆冰灾害发生的原因分析一是由于叙永县处于四川省的南部山区,而且处在南方的林区,各种树木生长较快,在高山地区架设的配电线路大多经过茂密的林区,从抢修的合乐乡3个村社的配电线路路径来看,就是这种情况,同时,线路两侧的杉树普遍超高,根本不能满足规程要求的最大风偏要求,在电力配电线路发生覆冰灾害的同时周围的各种树木也发生覆冰,而且覆冰情况比配电线路更为严重,当这些树木不堪负重倒下的时候,就倒扎在相邻的配电线路上,从而引起配电线路的倒杆、断线。二是从抢修的石梁村、四美村5km配电线路2基倒杆、12处断线情况分析来看,设计要求和施工工艺也是诱发这次配电线路因覆冰倒杆、断线的间接原因。主要是5km配电线路共计14基电杆,耐张段只有两处,其余全部是直线杆,而且大部分都超档距,不符合10kV配电线路安装规程要求的山区丘陵地段线路档距一般不超过200m,但现场实际情况是最小一档线的距离为30m,最大一档线的距离达600余米。线路这一情况只能抵御覆冰时间不长,覆冰厚度不大的气象条件。档距过大容易引发配电线路上面所述两种情况的导线舞动,山区地段耐张段过少容易造成倒杆、断线事故的扩大。三是运行维护不到位也是本次发生覆冰灾害倒杆、断线的间接原因。由于山区配电线路架设区域都在大山上,道路崎岖,且树木较多,给运行维护带来很大困难,再加上运行维护人员较少和资金原因,这些山区配电线路出现巡视不到位或缺少资金维护。有些本因该及时处理的缺陷不是因为巡视不到位而耽误了,就是因为等上面资金到位处理耽误了。在合乐乡10kV玉皇观支线处理1基倒杆电杆时就发现其内角拉线被盗,而没有及时消除缺陷,造成一覆冰线路加重负载就倒杆的现象(该处线路档距不足50m)。4完善配电线路的设计和施工质量关天气寒冷的高山地区,冰冻是对配电线路安全运行严重的影响,为了更好地预防和减少冬季高山地区配电线路因冰冻天气造成的覆冰灾害,应该加强以下几个方面的措施:(1)因配电线路建设必须经过高山地区,那么就应该认真对该区域的气象条件进行考证,如风速、覆冰厚度等,同时严格遵守设计规范,提高设计档次,对跨越高山地区的配电线路把好设计和施工质量关;(2)加大对“三线”交叉的清理力度,严禁广播、电视、电话等其它物件悬挂在电力杆塔上,特别是高山地区通道再紧张都严格禁止;(3)配电线路的建设在高山地区应尽量避免风口和林区,如不能避免也必须彻底清理通道的障碍,在风口地段减小档距和采用加强型的导线及金具;(4)在高山区域尽量减小档距,多用耐张段,如不能设计成耐张段的也必须采用加强型的电杆、导线和金具,防止上一档距事故的扩张;(5)特别注意施工中使用导线、绝缘子、金具、电杆、拉线、拉盘石等的质量,确保达到设计的应力要求;(6)加强对高山地区配电线路运行维护力度,确保人员到位、资金到位,按照规范化、标准化要求实施巡视检查,并制定出相应的考核办法。5特殊行业的研究(1)电力科研机构大力开展高山地区配电线路导线、绝缘子等自身防冰冻灾害的抵御能力,也就是不发生覆冰和闪络的特殊材料;(2)在现有条件下继续研究电力配电线路的融冰技术,确保冬季高山地区投运使用配电线路发生冰冻灾害时及时融化冰雪;(3)在冬季高山地区容易发生冰冻灾害的区域设立长期观察站,在其它季节也保留;(4)对高