貴州電網(wǎng)公司冰災事故分析及預防措施建議
?2008年2月10日,南方電網(wǎng)公司組織貴州電網(wǎng)公司相關(guān)人員以及從事覆冰防冰的部分研究和設計人員在貴州貴陽(yáng)市對貴州電網(wǎng)冰災事故進(jìn)行了分析和討論。會(huì )議聽(tīng)取了貴州電網(wǎng)公司生產(chǎn)技術(shù)部、貴州省運行檢修公司、貴州省電力設計院、貴州省電力試驗研究專(zhuān)家對貴州電網(wǎng)2008年1月~2月發(fā)生的冰災事故的分析和采取的恢復措施的介紹。
??????? ?在聽(tīng)取有關(guān)單位和部門(mén)對本次大面積冰災事故全面介紹的基礎上,與會(huì )人員對相關(guān)單位和部門(mén)的介紹進(jìn)行認真討論,達成以下共識:
??????? ?1?今年1月12日以來(lái),由于受大面積冰雪天氣影響,我國南方廣大地區大范圍內遭遇了有氣象記錄以來(lái)的最嚴重的持續低溫雨雪、冰凍災害氣象條件,對我國西南、華中、華南、華東地區的電網(wǎng)運行造成了重大危害,其中貴州電網(wǎng)受災損失尤為嚴重。貴州電網(wǎng)的此次大面積冰災是人力不可抗拒的嚴重自然災害。截至2月7日12時(shí),貴州電網(wǎng)在此次冰災中,累計受災線(xiàn)路已達5059條,其中500kV超高壓線(xiàn)路29條,220kV高壓線(xiàn)路78條,110kV高壓線(xiàn)路277條;冰災還造成貴州電網(wǎng)500kV線(xiàn)路倒塔233基,220kV線(xiàn)路倒塔293基,110kV線(xiàn)路倒桿、倒塔258基。
??????? 與會(huì )人員分析認為,貴州電網(wǎng)此次大面積冰災,主要有以下幾個(gè)方面的原因:
??????? 一是貴州電網(wǎng)此次覆冰是有氣象記錄以來(lái)的最大的大面積雨凇覆冰現象,導致輸電線(xiàn)路冰風(fēng)荷載遠遠超過(guò)了線(xiàn)路設計標準,冰害線(xiàn)路現場(chǎng)實(shí)測導線(xiàn)覆冰標準冰厚達到20~40mm,部分線(xiàn)路冰厚達到標準冰厚50mm。因此輸電線(xiàn)路導線(xiàn)覆冰的厚度超過(guò)了我國現行規范規定的220kV等級線(xiàn)路按15年、500kV等級線(xiàn)路30年一遇的設計標準。
??????? 二是貴州此次覆冰形成條件最為惡劣,覆冰持續時(shí)間長(cháng)。覆冰過(guò)程的基本成因是雨凇、混合凇交替發(fā)展,在導線(xiàn)上形成了罕見(jiàn)的雨凇覆冰和混合凇覆冰現象,覆冰密度大、與輸電線(xiàn)路的導線(xiàn)和絕緣子的粘結強度高,導線(xiàn)受風(fēng)截面以及冰風(fēng)荷載明顯增大,在冰風(fēng)作用下,致使輸電線(xiàn)路發(fā)生大面積倒桿(塔)、斷線(xiàn)以及絕緣子閃絡(luò )事故。
??????? 三是由于有氣象記錄以來(lái)沒(méi)有發(fā)生如此罕見(jiàn)的大面積、長(cháng)時(shí)間的雨凇、混合凇交替覆冰現象,且國內外防冰應急措施研究還有待完善,因此缺乏有效的應急措施。
??????? 2?在這次冰災事故中,貴州省電力公司的各部門(mén)采取了全面的應急措施,有效地限制了事故的發(fā)展。在事故調查和冰情分析中,取得了大量的第一手數據和資料,為今后應對可能發(fā)生的類(lèi)似事故積累了豐富的經(jīng)驗。貴州省電力公司及其各單位和部門(mén)收集的冰情數據全面,事故分析符合實(shí)際情況。
??????? 3?貴州電網(wǎng)為滿(mǎn)足受災地區人民生活和工業(yè)生產(chǎn)用電基本要求所采取的受損線(xiàn)路修復原則,即按原設計方案就地修復,以盡快恢復供電的方針是正確的,以后再根據對事故的全面分析和總結采取有針對性的措施和方法,因地制宜地進(jìn)行處理是科學(xué)、合理和符合實(shí)際的。
??????? 專(zhuān)家組在肯定貴州省電網(wǎng)公司抗冰災取得的成績(jì)的基礎上,為應對將來(lái)可能出現的類(lèi)似冰災,提出以下建議:
??????? 1?加強輸電線(xiàn)路覆冰原始資料的收集和整理
??????? 輸電線(xiàn)路導線(xiàn)和絕緣子覆冰的形狀、密度、類(lèi)型是分析冰災事故、采取防冰除冰技術(shù)措施、加強抗冰設計的基礎數據。對于合理采用防冰、除冰技術(shù)措施方法具有重要的指導作用。因此,應加強輸電線(xiàn)路覆冰的原始資料的收集和整理,對測量人員進(jìn)行技術(shù)培訓。
??????? 在本次冰情測量中,由于條件的限制,對導線(xiàn)和絕緣子覆冰的形狀、冰的密度和覆冰的微氣象條件存在不完善和方法不統一的問(wèn)題,因此,應統一測量標準和方法,規范測量項目。
??????? 2?總結和發(fā)展“避”、“抗”、“熔”、“改”、“防”五字防冰方針
??????? 我國上世紀70年代提出了“避”、“抗”、“熔”、“改”、“防”五字防冰方針,在防止輸電線(xiàn)路冰災事故中取得了很好的效果。在已有經(jīng)驗和成果的基礎上,重視和加強“避”、“抗”、“熔”、“改”、“防”五字防冰方針合理應用具有重要的現實(shí)意義。
??????? 3?因地制宜加強抗冰設計
??????? 雖然此次覆冰導致大面積倒桿(塔)、斷線(xiàn),但總的來(lái)看,發(fā)生覆冰事故的輸電線(xiàn)路仍具有微氣象、微地形特征。鑒于全面提高設計標準的依據不充分,建議因地制宜,局部加強輸電線(xiàn)路的桿塔抗冰設計,不宜草率提出全面提高抗冰設計標準,應對貴州電網(wǎng)覆冰的微氣象條件、微地理特征進(jìn)行充分的調查、系統分析,根據微氣象條件和微地理特征劃分冰區等級,在確定冰區等級的基礎上合理提高輸電線(xiàn)路的抗冰設計標準,對500kV線(xiàn)路,局部加強設計時(shí)應采用50年一遇的設計標準。
??????? 4?加強輸電線(xiàn)路覆冰實(shí)時(shí)監測
??????? 加強輸電線(xiàn)路覆冰實(shí)時(shí)的監測,研制和采用先進(jìn)的測量技術(shù)。
??????? 實(shí)時(shí)監測輸電線(xiàn)路覆冰的氣象條件,覆冰過(guò)程中導線(xiàn)的冰風(fēng)荷載,從而有針對性的采取合理和有效的防冰和抗冰技術(shù)措施。
??????? 實(shí)時(shí)和合理采用除冰防冰措施的前提是充分掌握和了解輸電線(xiàn)路的覆冰狀況和覆冰輸電線(xiàn)路的氣象條件,覆冰的厚度和密度。因此實(shí)時(shí)監測輸電線(xiàn)路導線(xiàn)的覆冰狀態(tài)是防止冰災事故發(fā)生和發(fā)展的前提。國內外對輸電線(xiàn)路覆冰的在線(xiàn)監測進(jìn)行了多年的研究,取得了許多卓有成效的研究成果,并且在應用中取得了很好的效果。因此,在國內外已有研究成果的基礎,研究和應用輸電線(xiàn)路覆冰在線(xiàn)監測系統,具有很好的工程應用前景。
??????? 5?系統研究防冰、除冰預案
??????? 對于將來(lái)可能?chē)乐馗脖木€(xiàn)路,可研究采用帶負荷熔冰技術(shù)、直流熔冰技術(shù)、電磁脈沖或陡脈沖機械除冰技術(shù)措施,以及探討除冰防冰的新技術(shù)新方法。
??????? 帶負荷熔冰技術(shù)措施是我國上世紀70年代就實(shí)施和應用良好的技術(shù)方法,根據貴州覆冰的特點(diǎn)和線(xiàn)路的實(shí)際情況,研究應用于多分裂導線(xiàn)的高頻變壓器熔冰技術(shù)措施。
??????? 直流熔冰具有容量要求小,操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn),研究移動(dòng)式直流熔冰技術(shù)方法和裝置。
??????? 電磁脈沖和陡脈沖機械除冰方法可應用于地線(xiàn)和輸電線(xiàn)路桿塔,除冰前景好,可在國內外研究成果的基礎上研究電磁脈沖和陡脈沖機械除冰方法。
??????? 國內外已經(jīng)探討了直升飛機熱氣除冰方法、激光除冰方法、微波除冰方法,雖然目前沒(méi)有應用于輸電線(xiàn)路的除冰,作為新的措施和方法可以開(kāi)展相應的研究。
??????? 6?繼續深入研究輸電線(xiàn)路覆冰機理
??????? 雖然國內外對輸電線(xiàn)路覆冰的機理和事故特征有了初步認識,但對于分裂導線(xiàn)的覆冰特征和增長(cháng)、扭轉機理認識不充分,系統研究分裂導線(xiàn)的覆冰機理、覆冰后的力學(xué)特性以及桿塔結構的覆冰特征,對于采取有針對性的措施、防止冰災事故的發(fā)生和發(fā)展具有指導意義。
??????? 7?重點(diǎn)研究重冰區同塔多回線(xiàn)路的覆冰特性
??????? 由于不均勻覆冰和不同期脫冰的影響,同塔多回線(xiàn)路覆冰后的靜力學(xué)特性和動(dòng)力學(xué)特性與單回線(xiàn)路有明顯差異,研究同塔多回線(xiàn)路的覆冰機理和特性,對于有效采取防冰除冰技術(shù)措施具有重要的作用。
??????? 8?加強嚴重覆冰地區的外絕緣設計
??????? 在輸電線(xiàn)路冰災事故中,部分是由于絕緣子串覆冰后在融冰過(guò)程中的絕緣強度不足引起的。國內外對覆冰絕緣子的電氣特性進(jìn)行了長(cháng)期研究。在總結和分析現有研究成果的基礎上,根據貴州電網(wǎng)的污穢、覆冰特征,研究嚴重覆冰地區絕緣子選型、絕緣子串的布置方式和合理配置覆冰線(xiàn)路的外絕緣水平。
??????? 9?研究和應用輸電線(xiàn)路地理信息系統
??????? 輸電線(xiàn)路地理信息系統自1997年以來(lái)就開(kāi)始在推廣應用,應用該系統可及時(shí)了解和全面掌握輸電線(xiàn)路的基礎信息、事故狀況和氣象、地理特征、冰區、污區等級等全面信息,結合冰區劃分、覆冰條件,控制冰災范圍的擴大,于輸電線(xiàn)路的運行維護具有重要的意義。
??????? 10?部分覆冰特別嚴重地區的重要線(xiàn)路,建議取消避雷線(xiàn),采用避雷器的方式
??????? 鑒于避雷線(xiàn)無(wú)負荷電流且直徑小于導線(xiàn),因此覆冰更為嚴重,導致避雷線(xiàn)弧垂增大,可能導致避雷線(xiàn)和導線(xiàn)間絕緣間隙不足,導致避雷線(xiàn)和導線(xiàn)間發(fā)生短路、燒斷導線(xiàn)的事故。為了避免這種情況發(fā)生,加拿大上世紀70年代就在局部地段采用取消避雷線(xiàn)的技術(shù)措施,以防止避雷線(xiàn)和導線(xiàn)間發(fā)生短路。
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