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貴州電網公司冰災事故分析及預防措施建議

?2008年2月10日,南方電網公司組織貴州電網公司相關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市對貴州電網冰災事故進行了分析和討論。會議聽取了貴州電網公司生產技術部、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家對貴州電網2008年1月~2月發生的冰災事故的分析和采取的恢復措施的介紹。
??????? ?在聽取有關單位和部門對本次大面積冰災事故全面介紹的基礎上,與會人員對相關單位和部門的介紹進行認真討論,達成以下共識:
??????? ?1?今年1月12日以來,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、華東地區的電網運行造成了重大危害,其中貴州電網受災損失尤為嚴重。貴州電網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,貴州電網在此次冰災中,累計受災線路已達5059條,其中500kV超高壓線路29條,220kV高壓線路78條,110kV高壓線路277條;冰災還造成貴州電網500kV線路倒塔233基,220kV線路倒塔293基,110kV線路倒桿、倒塔258基。
??????? 與會人員分析認為,貴州電網此次大面積冰災,主要有以下幾個方面的原因:
??????? 一是貴州電網此次覆冰是有氣象記錄以來的最大的大面積雨凇覆冰現象,導致輸電線路冰風荷載遠遠超過了線路設計標準,冰害線路現場實測導線覆冰標準冰厚達到20~40mm,部分線路冰厚達到標準冰厚50mm。因此輸電線路導線覆冰的厚度超過了我國現行規范規定的220kV等級線路按15年、500kV等級線路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,覆冰持續時間長。覆冰過程的基本成因是雨凇、混合凇交替發展,在導線上形成了罕見的雨凇覆冰和混合凇覆冰現象,覆冰密度大、與輸電線路的導線和絕緣子的粘結強度高,導線受風截面以及冰風荷載明顯增大,在冰風作用下,致使輸電線路發生大面積倒桿(塔)、斷線以及絕緣子閃絡事故。
??????? 三是由于有氣象記錄以來沒有發生如此罕見的大面積、長時間的雨凇、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采取了全面的應急措施,有效地限制了事故的發展。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,為今后應對可能發生的類似事故積累了豐富的經驗。貴州省電力公司及其各單位和部門收集的冰情數據全面,事故分析符合實際情況。
??????? 3?貴州電網為滿足受災地區人民生活和工業生產用電基本要求所采取的受損線路修復原則,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,因地制宜地進行處理是科學、合理和符合實際的。
??????? 專家組在肯定貴州省電網公司抗冰災取得的成績的基礎上,為應對將來可能出現的類似冰災,提出以下建議:
??????? 1?加強輸電線路覆冰原始資料的收集和整理
??????? 輸電線路導線和絕緣子覆冰的形狀、密度、類型是分析冰災事故、采取防冰除冰技術措施、加強抗冰設計的基礎數據。對于合理采用防冰、除冰技術措施方法具有重要的指導作用。因此,應加強輸電線路覆冰的原始資料的收集和整理,對測量人員進行技術培訓。
??????? 在本次冰情測量中,由于條件的限制,對導線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題,因此,應統一測量標準和方法,規范測量項目。
??????? 2?總結和發展“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,在防止輸電線路冰災事故中取得了很好的效果。在已有經驗和成果的基礎上,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,但總的來看,發生覆冰事故的輸電線路仍具有微氣象、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,應對貴州電網覆冰的微氣象條件、微地理特征進行充分的調查、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路的抗冰設計標準,對500kV線路,局部加強設計時應采用50年一遇的設計標準。
??????? 4?加強輸電線路覆冰實時監測
??????? 加強輸電線路覆冰實時的監測,研制和采用先進的測量技術。
??????? 實時監測輸電線路覆冰的氣象條件,覆冰過程中導線的冰風荷載,從而有針對性的采取合理和有效的防冰和抗冰技術措施。
??????? 實時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路的覆冰狀況和覆冰輸電線路的氣象條件,覆冰的厚度和密度。因此實時監測輸電線路導線的覆冰狀態是防止冰災事故發生和發展的前提。國內外對輸電線路覆冰的在線監測進行了多年的研究,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,研究和應用輸電線路覆冰在線監測系統,具有很好的工程應用前景。
??????? 5?系統研究防冰、除冰預案
??????? 對于將來可能嚴重覆冰的線路,可研究采用帶負荷熔冰技術、直流熔冰技術、電磁脈沖或陡脈沖機械除冰技術措施,以及探討除冰防冰的新技術新方法。
??????? 帶負荷熔冰技術措施是我國上世紀70年代就實施和應用良好的技術方法,根據貴州覆冰的特點和線路的實際情況,研究應用于多分裂導線的高頻變壓器熔冰技術措施。
??????? 直流熔冰具有容量要求小,操作簡單等特點,研究移動式直流熔冰技術方法和裝置。
??????? 電磁脈沖和陡脈沖機械除冰方法可應用于地線和輸電線路桿塔,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,雖然目前沒有應用于輸電線路的除冰,作為新的措施和方法可以開展相應的研究。
??????? 6?繼續深入研究輸電線路覆冰機理
??????? 雖然國內外對輸電線路覆冰的機理和事故特征有了初步認識,但對于分裂導線的覆冰特征和增長、扭轉機理認識不充分,系統研究分裂導線的覆冰機理、覆冰后的力學特性以及桿塔結構的覆冰特征,對于采取有針對性的措施、防止冰災事故的發生和發展具有指導意義。
??????? 7?重點研究重冰區同塔多回線路的覆冰特性
??????? 由于不均勻覆冰和不同期脫冰的影響,同塔多回線路覆冰后的靜力學特性和動力學特性與單回線路有明顯差異,研究同塔多回線路的覆冰機理和特性,對于有效采取防冰除冰技術措施具有重要的作用。
??????? 8?加強嚴重覆冰地區的外絕緣設計
??????? 在輸電線路冰災事故中,部分是由于絕緣子串覆冰后在融冰過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行了長期研究。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路的外絕緣水平。
??????? 9?研究和應用輸電線路地理信息系統
??????? 輸電線路地理信息系統自1997年以來就開始在推廣應用,應用該系統可及時了解和全面掌握輸電線路的基礎信息、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路,建議取消避雷線,采用避雷器的方式
??????? 鑒于避雷線無負荷電流且直徑小于導線,因此覆冰更為嚴重,導致避雷線弧垂增大,可能導致避雷線和導線間絕緣間隙不足,導致避雷線和導線間發生短路、燒斷導線的事故。為了避免這種情況發生,加拿大上世紀70年代就在局部地段采用取消避雷線的技術措施,以防止避雷線和導線間發生短路。
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