(板芙供电分局528459)
摘要:近年来,因为台风频发,对广东沿海地区的配网损毁造成较大的经济损失和社会影响。为了提高配网架空线路的抗风能力和防风加固技术,根据国家标准2010版配网规范,文章针对电力线路防风加强,加固技术提出的提高基础抗倾覆能力、微地形特殊处理、配网电缆化多项加固技术对策都有着明显的提升效果。
关键词:10KA配电网;架空线路;防风加固
引言
10KA配电线路是连接电源与用户之间的枢纽,承担着将电能输送到用户最后一公里的责任,10KA配电线路的安全可靠运行直接影响到对用户所供电能的安全与质量,而随着经济的发展,家用电器的进一步普及,农村地区的用电量也频繁增长,与城市地区的电缆网架相比,农村地区采用的架空线路网架虽然有投资低、建设周期短、易于扩建改造等优点,但也存在可靠性较低、网架薄弱、受外部环境影响较大等因素的制约。
近年来,受厄尔尼诺现象造成的气候反常影响,广东沿海地区多次遭受台风灾害的侵袭,恶劣天气的频发给沿海地区的10KA架空线路造成惨重的破坏与损失,供电部门也需要投入大量的人力物力进行灾后的复电抢修工作,既影响极大地影响了供电的可靠性,也不符合经济效益,因此,提高10KA架空线路的抗风能力是有解决该问题的有效途径。
一、台风灾害对10KA架空线路的影响
广东地处中国南端沿海,常年受西太平洋形成台风的影响。自2013年以来,在广东省登陆并造成剧烈影响的台风有7个,其中热带风暴1个:2014年的“海贝思”,登陆风速9级,达23m/s;强热带风暴1个:2013年的“温比亚”,登陆时风速11级,达30m/s;台风3个:2014年的“海鸥”,登陆风速13级,达40m/s;2015年的“杜鹃”,登陆风速12级,达35m/s;2015年的“莲花”,登陆风速12级,达35m/s;强台风2个:2013年的“尤特”,登陆风速14级,达到了42m/s;2013年的“天兔”,登陆风速15级,达到了48m/s。
从上面的数据可以看出,近年来在广东登陆的台风,普遍存在风速级别高、破坏力强的特点,要提高线路的防风能力来应对其带来的破坏,降低台风正面登陆袭击时造成的损失,就得先了解台风灾害发生时,会对10KA架空线路造成哪些方面的影响。
1.1自然灾害直接造成的影响
10KA架空线路涵盖了电杆、导线、金具、绝缘子、变压器、真空开关、隔离刀闸等,这些设备都直接架设在露天环境中,因此当台风灾害天气发生时,架空线路的设备都会受到直接侵袭而受损。台风灾害发生时会产生风速十几级的强风,并伴随着大雨和雷暴等次生灾害气象,而其中雷暴与强风对架空设备的直接影响最大。
运行中的架空线路设备安装位置较高且带有电流,架设在农田、山道等空旷地区的设备容易成为雷击的目标,防止雷击一直以来都是架空线路运行的一个重要课题,架空线路上必须安装足够的避雷器或过电压保护器来保护设备不受到雷击破坏。
强风也会对10KA配电网架空线路造成巨大破坏,主要表现在导线受到强烈的横向风力时,产生的剧烈摇摆和晃动导致电杆承受不住其张力而拦腰折断,位于农田、河川边等土质较为松软的电杆则会整体倾倒,进而导致接连的电杆发生折断串倒,造成杆上设备损毁,抢修时需要重新拔出和树立新电杆,由于在台风灾害过后这些地区变得泥泞,车辆器械等难以进入抢修现场,这是10KA架空线路灾后复电抢修需要花费大量时间与人力的主要原因。
1.2外部环境间接造成的影响
台风灾害发生时往往伴随着各种次生灾害,大雨会导致河川、水库、湖泊、鱼塘等水位上涨,这些地区的土质往往也比较松软,容易出现堤坝崩塌、水土流失的情况;而在山区往往会出现泥石流冲击、大树倾倒等现象,位于这些地形周围的杆塔往往也会因地形的变化而产生倾斜、倾倒、基础受损等情况导致设备故障。位于国道、省道等道路两侧的杆塔,所处位置也比较空旷,旁边往往种植着绿化或自然生长的树木,台风灾害发生时,树木、广告牌等倾倒、铁皮屋掀翻飞走,都有可能导致压倒电杆、割断导线等情况的发生。
二、架空线路防风加固技术
重型基础可以增强配网线路基础抗倾覆强度,因此在设计时有必要考虑采用重型基础,同时如果有需要,还要考虑加设基坑开方量和卡盘数量,这样可以确保基础的稳定性。为了更准确核实并加固电杆基底,电杆底盘、卡盘规格及电杆埋深设计和施工应满足《10kV及以下架空配电线路设计技术规程》(DL/T5220-2005)的要求并校验基础抗倾覆强度。软土沙质区一定要对基础和护坡进行加固,铁塔基础宜择取灌注桩基础。若在条件特殊的情况下也可选用打松木桩补强的浅埋基础,松木桩上部需埋入铁塔基础垫层内。
对新建或改造线路且处在易受台风袭击地区,要采取以下七点设计提高配电网抗风能力和防风加固技术:
2.1直线杆加装防风拉线
具备拉线条件的直线杆,优先安装防风拉线。电杆强度及埋深、拉线型号、安装角度、拉盘型号及埋深应满足《10kV直线电杆防风拉线配置表》。其中拉线装置技术要求如下:(1)拉线应采用镀锌钢绞线,拉线截面不小于50mm2;(2)拉线与电杆的夹角宜采用45°,若因地形问题,在一定程度上要尽可能减少夹角角度,不过不可以低于30°;(3)跨越或横贯道路的拉线,对路面中心的垂直间距要超过6m,对路面的垂直距离不应小于4.5m,拉桩杆的倾斜角宜采用10°~20°;(4)拉线棒的直径不应小于16mm。拉线棒应热镀锌;(5)防风拉线选用拉盘应根据《附件1:10kV直线电杆防风拉线配置表》选择;(6)防风拉线的楔形线夹应安装在横担装置最下方抱箍上,若电杆安装了斜撑,防风拉线的楔形线夹应安装在斜撑抱箍上。
2.2选用加强型的绝缘子
通常,若出现导线断线故障,处在瓷横担位置剪切螺栓被剪断时瓷横担会随着装置在大孔处的固定的螺栓旋转90°。加强型的绝缘子的两个差异化的孔是用来装置剪切的螺栓与固定的螺栓。通过此举来减小电杆受到的导线的拉力的影响,降低倒杆的几率,确保电杆安全的可靠性。
2.3选用埋深浅、大底板的铁塔基础
因为临海,所以地质较为疏松,为了适应此类特殊性,应选取埋深浅、大底板的铁塔基础。这种设计的优势在于抗倾覆能力强,不容易塌方,同时如果设计恰当还可以避免塌方的发生;在淤泥地采用这种设计方法,由于其基础承载较大,是能够减少和避免基础下沉的情况发生。
2.4选用高强度水泥电杆
在现有10kV架空线路耐张段、直线档距长度符合综合加固标准的基础上,以耐张段为单位,结合现场实施条件,对每一基直线杆采取安装防风拉线、不具备打拉线条件下,需更换高强度电杆配置基础等措施,电杆强度、埋深/基础配置应满足《各种风速条件下10kV直线电杆强度与基础配置表》。
2.5选用配网电缆化
为达到减少事故发生几率的目的。在经济或一定客观条件允许的前提下,对台风多发区域内新建配电线路,利用经济技术比对分析来明确抉择是否应该采用电缆的敷设方式来安排电力线路。
近年来,南网在设计架空线路时根据沿海地区风速、风压分布图按30年一遇最大值确定设计基本风速包括
40m/s、45m/s、50m/s、55m/s四档。在风力达到16级及以上的时候,最大的风速能够超过51.0~56.0m/s,超过架空线路预设的最大风速指标。
2.6微地形处理
对于台风易袭地区的新建及改造线路,在线路设计阶段应考虑这一类风口地形的特点,微地形地区配电网线路在设计风速时,需要特殊处理,如果常年风速大于6级,应增加横担长度和导线间的距离。
2.7完善架空配电线路标准设计
结合实地调研分析的基础上,在标准设计升级计划中,严格遵循增加“防风加强原则”设计的标准杆塔,对台风易袭地区设计标准提高。这里面包括提升电杆抗弯强度标准、大面积推广使用绝缘导线、适度推广应用绝缘导线、加大电杆埋设深度、湿度降低挡间距、横担长度增加等,在上面分析的基础上,选择合格的导线和电杆。通过这种比较有效的标准程序来完善架空配电线路标准设计,从而提升架空电力线路保护工作的准确性和及时性。
三、提高大风区域的电力设施运营和管理水平
(1)相关部门要对应急处置的预案进行修编并且组织演练,做好预防工作。应急处置的预案包括10KA的线路快速恢复供电预案以及台风迅速响应的预案等,要设置专人利用网络对台风动向进行实时的监控,特殊地区要提前进驻车辆、抢险人员及配品备件,严格兑现服务的承诺。
(2)提高抢修的能力,供电部门要配备一定量的电力故障检测和检修的设备,包括故障的定位系统和短路故障的指示器等,以便准确、快速地对故障进行定位及抢修,节约抢修的时间,提高管理的水平。
(3)台风灾害比较严重的区域采用电缆敷设
目前我国的架空线路在设计时所设定的最大风速是25、30m/s两级。而风力超过了12级的时候,最大的风速可以达到30m/s之上,这就高出了架空线路在设计的时候设定的最大风速,当风力非常大的时候,架空线路容易发生倒杆、断线等事故。因此,台风灾害比较严重的区域,电力线路应该采用电缆的敷设方式以避免特大风力破坏电力线路,保证供电的可靠安全。
结束语
通过分析我们得知了台风对配电线路带来的影响,以及加强配电线路抗风能力的相关措施。在以后的工作中,应该做好相关的准备工作,提高配电线路的抗风能力。
参考文献:
[1]彭向阳,黄志伟,戴志伟.配电线路台风受损原因及风灾防御措施分析2012.
[2]广东沿海地区电网防御台风技术标准和加固措施2011.