配电线路台风受损原因及风灾防御措施分析管城 摘要:介绍广东省近年来台风登陆的情况和特点,重点阐述了2008年第14号强台风“黑格比”登陆后对广东省阳江、茂名、湛江地区配电设施造成损害的状况分析了配电线路受灾的主要原因是台风风力超过线路风荷标准,早期线路设计标准偏低,部分配网设施残旧,电杆制造质量及施工质量不良以及配网建设、改造资金不足等建议提高防风设计标准,加强电杆制造、采购和施工质量监控,加大维护力度,增加配网建设和技改资金投入关键词:配电线路;台风灾害;防御措施1、台风气候及登陆情况广东靠近赤道、南部沿海,受海洋气象影响较大,每年台风气候及伴随的强降水、雷电过程是最重要特征之一近3年来广东多次遭受超强台风作用,特别是2006年、2008年台风影响较大如2006年5月登陆饶平至澄海的“珍珠”、7月登陆福建的“碧利斯”、8月登陆电白的“派比安”以及2008年台风“北冕”、“鹦鹉”、“黑格比”等其中以2008年第14号台风“黑格比”危害最大2008年第14号强台风“黑格比”于9月24日6时45分在茂名市电白县陈村镇沿海地区登陆,登陆时中心最大风力15级,风速48m/s受“黑格比”影响,9月23日夜间到24日白天,广东西部沿海地区阳江、茂名、湛江普降大雨到暴雨,致使上述地区配网设施遭受重创,同时暴露出配电设施抵御风灾能力的不足。
2、配电设施受灾情况受台风“黑格比”影响,阳江、茂名、湛江电网受灾严重,110kV及以上输电线路大量跳闸及停运,35kV、10kV及低压配电线路大量跳闸及发生倒杆、断杆现2.1、阳江电网受灾情况220kV线路跳闸13条次,110kV线路跳闸19条次,35kV线路跳闸26条次,10kV线路跳闸207条次;受损最严重的是海陵岛试验区、江城区和阳西县,10kV配网出现大面积倒杆、断杆,共损坏10kV线路525.8km,倒、断杆塔4997基2.2、茂名电网受灾情况500kV线路跳闸3条•次,220kV线路跳闸41条•次,110kV线路跳闸49条•次共有1条500kV线路、6条220kV线路耐张塔跳线串由于风偏过大对塔身距离不足放电,引起线路重复跳闸35kV线路倒塔1基,10kV线路倒杆2230基,低压台区倒杆17614基2.3、湛江电网受灾情况2006—2008年台风共造成湛江配网35kV及以下线路倒杆1804基、断杆1290基其中35kV倒杆1基,10kV倒杆951基、断杆249基,低压线路倒杆852基、断杆1041基黑格比”台风倒杆、断杆共2615基,占近3年倒杆、断杆总数的84.4%3、台风造成配电设施受损的基本特点3.1、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。
3.2、配电线路杆塔受损主要集中在水泥杆倒杆、断杆,10kV和低压线路由于规模大,受损最严重35kV及以下配电线路杆塔主要采用水泥杆,角钢塔及钢管杆使用量较少,杆塔受损也主要集中在水泥杆3.3、老旧线路倒、断杆最为严重,受损线路2000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3.4、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茂名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%4、配电线路受灾的原因分析4.1、台风风力超过线路风荷标准按照DL/T5220—2005配电线路设计行业标准,10kV配电线路防御风荷最大设计风速值,采用离地10m高、10年一遇、10min时距的平均最大风速,调查近年阳江、茂名、湛江等地配网建设线路设计风速普遍采用25~35m/s,低于“黑格比”登陆时中心最大风力48m/s(15级),更低于局部地区阵风风速50~60m/s上述台风气象条件远远超出中、低压配电线路设计条件,是造成大量倒杆、断杆、断线主要原因在地势开阔、正面受风地段,倒杆较为集中。
4.2、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70—90年代乃至2000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10kV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、70mm2和50mm2,线路档距城镇、空旷地区分别不大于50m和100m,耐张段长度不应大于1km,空旷地区连续直线杆超过10基宜装防风拉线,10m以上单回电杆埋设深度不低于1.7m,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4.3、部分配网设施残旧,未及时改造,健康不佳统计表明,本次“黑格比”台风造成受损线路绝大部分为20世纪70—90年代投运的老旧线路,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低压线路受灾严重的主要是未经农网改造的低压线路,部分使用木杆及土制电杆,安装随意性大,私拉乱接现象严重5、提高配电线路抵御风灾能力措施5.1、明确配电设施重点防风范围配网设施台风受灾范围主要与台风路径相关,具有不确定性受损形式与具体地形、周围环境条件有关;中、低压配电线路规模大、地域广因此建议配电设施防风采取重点防御、因地制宜和分级加固原则重点防御范围可确定为广东沿海5~20km地势平坦区域、多年台风路径区域,多年台风半径范围的流沙及软基地质地段、防护林经济林区及部分山区线段多年台风路径区域由各运行单位综合历年台风气象资料确定5.2、适当提高配电线路防风设计标准配电线路最大设计风速应满足设计规程要求,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严格按设计规程控制线路档距和耐张段长度,重点防御范围线路档距不应大于50m,耐张段长度不应大于500m跨越湖泊、河流、公路、铁路及其他重要跨越应采用孤立档严格按设计规程选择导线截面,普通钢芯铝绞线10kV线路主干线、分干线、分支线分别不低于120mm2、70mm2、50mm2,低压线路主干线、分干线、分支线分别不低于95mm2、70mm2、50mm2。
严格按设计规程安装防风拉线,连续直线杆超过10基应装设拉线,原则上重点防御线路现场具备条件的均应装设,并加强和完善电杆基础设计,电杆底盘、卡盘规格及电杆埋深设计应满足规程要求5.3、加强电杆制造、采购和施工质量监控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结语综上所述,超强台风导致电网大量线路跳闸或停运,特别是对中、低压配电设施造成重大影响,造成配电线路大面积倒杆、断杆、断线及其他设备受损,严重影响供电可靠性和电网安全建议采取重点防御、因地制宜和分级加固原则,适当提高防风设计标准,加强电杆制造、采购和施工质量监控,建立台风预警机制和特巡制度,增加配网建设和改造资金投入,全面提高配电设施抗风能力参考文献:[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[J].南方电网技术,2017,01:99-102.[2]兰颖.考虑台风影响的配电网可靠性评估和规划[D].重庆大学,2014、6. -全文完-。