國網(wǎng)江蘇省電力有限公司宿遷供電分公司 張 翔
對于用電系統(tǒng)而言,高壓架空輸電線路發(fā)揮了重要作用,提高了用電便利性,有效解決了部分區(qū)域未通電的情況,實現(xiàn)了偏遠地區(qū)日常用電。但是,在實際應用過程中,由于受氣候條件等因素的影響,會出現(xiàn)不同程度的風偏現(xiàn)象,這也直接影響了用電安全性和穩(wěn)定性。針對這種情況,本文總結(jié)了產(chǎn)生風偏的原因,并分析了有效控制措施,提出了高壓架空輸電線路管理的改進措施,便于為實際工作奠定基礎,從而降低風偏的危害。
我國在輸電線路建設過程中,引入先進技術(shù),并且不斷升級設備,貫徹科學發(fā)展的理念,盡可能全面覆蓋國家電網(wǎng)。目前,送電線路主要包括電纜以及架空兩種,其中架空線路送電主要是通過無絕緣的裸導線實現(xiàn),同時架設輸電線路桿塔,使用絕緣子固定導線,這也是架空輸電線路的所有組成。
材料的選擇主要是以導電性能良好為基本原則,以達到電暈放電的目的,一般情況下,導線應確保曲率半徑較大,根據(jù)工程輸送容量,選擇導線截面數(shù)值,便于維持合適的通流密度。大多數(shù)線路多選擇分裂導線,便于增加輸送容量,為避免雷電的影響,通常也會在導線上應用避雷線。同時,還需要注意實施保護措施,尤其是比較重要的輸電線路,比如增設避雷線等。對于線路架空,還應滿足地面寬度的要求,結(jié)合周圍氣候環(huán)境以及外界自然條件,設計架空方案,盡可能避免外界因素的不利影響。
作為主要支撐結(jié)構(gòu),輸電線路桿塔主要是由鋼筋混凝土或者鐵塔制成,根據(jù)實際需求的不同,還可分為換位塔、終端塔、轉(zhuǎn)角塔、分支塔等。對于高壓輸電線路桿塔建設而言,設計方案是關(guān)鍵之所在,其涉及的內(nèi)容也比較多,包括構(gòu)件、基礎下壓計算、底板承載力等。
高壓架空輸電線路應用比較廣泛,而我國地理條件復雜且區(qū)別較大,以西北一帶為例,高原所占面積較大,風向不穩(wěn)定,在預料強風來襲方面也存在困難,輸電線路容易受到風害影響。就目前來看,風偏造成的輸電問題并不少見,甚至有逐漸增多的趨勢。風偏主要是由自然風所致,是一種導線擺動現(xiàn)象。對于輸電線路安全運行而言,風偏具有明顯的威脅性,且比較復雜。一般情況下,風偏的角度比較大,容易造成金屬夾具損壞以及閃絡等情況,嚴重時還會引起導線折斷、桿塔拉倒、跳閘停電等現(xiàn)象,造成經(jīng)濟損失,這也表明實施防風偏技術(shù)的重要性和必要性。
導致風偏的原因較多,首先強風與輸電線路接觸時,會直接引起輸電線路擺動,不同大小的風力引起的擺動幅度也不同,如果超過可承受范圍,便會導致高壓架、輸電線路兩者間的間隙縮小,從而導致放電的情況。其次,設計的參數(shù)也會直接影響風偏,如果未根據(jù)實際情況去考慮風壓、風速等指標,便容易造成在風速過大的情況下,線路無法正常工作,出現(xiàn)一定障礙。此外,輸電線路高度也是重要影響因素,一般情況下高度越高則風險越大,其風速、壓強也更高,會引起線路瓦解,無法較好的抵抗強風作用。
但是,輸電線路需具有一定離地高度,確保電力道路通暢,因此無法避免風力影響,這也要求及時進行專業(yè)的防范工作,便于更好地應對風力和風向的問題。與此同時,線路和高壓架的連接口也是產(chǎn)生風偏的因素,在一定壓強下,輸電線路和高壓架的連接口間隙會隨之改變,如果超過自身極限,便會出現(xiàn)漏電、斷電的情況,甚至還會造成接口脫落,這也直接增加了維修難度,而高壓架不穩(wěn)定,便會由于強風干擾導致倒塌事件,從而引起輸電系統(tǒng)癱瘓,對周圍正常供電造成影響。
風偏直接威脅著輸電系統(tǒng)的正常運行,同時在發(fā)生風偏時,一般會出現(xiàn)雷雨、大風等天氣,也會影響故障排查以及修復的效率和效果。在實際工作過程中,可以通過可靠的監(jiān)測系統(tǒng),在線監(jiān)測風偏角、絕緣子串等情況。與此同時,將采集的數(shù)據(jù)及時上傳至平臺,通過長期收集的數(shù)據(jù)資料,為后續(xù)的維護以及其他方案的設計提供數(shù)據(jù)支持。
目前,在高壓架空輸電線路管理方面,多數(shù)電力企業(yè)并未全面認識線路設計,無法進行系統(tǒng)分析,及時發(fā)現(xiàn)實際施工過程中存在的問題,影響工程建設質(zhì)量和效率,導致輸電線路無法滿足輸送電力的設計要求和標準。
對于防風偏工作而言,仍存在施工單位組織、劃分不合理的情況,各個組織部門之間協(xié)調(diào)性不佳,僅根據(jù)自身理解統(tǒng)計、分析各項數(shù)據(jù),無法及時發(fā)現(xiàn)風偏的情況,也不能深入分析其原因,并提出針對性的有效應對措施。
在實際工作中,部分技術(shù)人員的業(yè)務能力并不高,專業(yè)素養(yǎng)欠缺,無法熟練運用各種技能。如果在具體施工過程中,出現(xiàn)了異常情況,無法及時進行處理,或者相關(guān)措施無法取得理想效果,從而直接影響工作質(zhì)量。作為施工企業(yè)而言,如果不具備完善的人才獎勵機制,也會造成工作人員工作不積極、不主動的情況發(fā)生,從而易導致工作失誤,也給整個工程帶來安全隱患。
結(jié)合風偏距離和角度分析,從可控制因素角度考慮,可以從減小檔距、導線安全系數(shù)等方面著手,盡可能避免風偏的形成。如果地貌環(huán)境比較復雜,如丘陵、山區(qū)等,由于地理環(huán)境的因素,往往無法掌握風力的大小和方向規(guī)律,這也要求工作人員進行全面考慮,盡可能保證建設的質(zhì)量。一般情況下,如果是環(huán)境比較惡劣的地區(qū),需要進行全線檢驗,結(jié)合氣象局的相關(guān)數(shù)據(jù),通過加裝重錘等方式,盡可能避免受風偏的影響,并對實際路段深入分析,采用多種防控方法,提高防風偏能力。
在所有條件一致時,如果能夠適當減小檔距,便可以減小弧垂,進一步實現(xiàn)減小風偏的目的,更好地控制線路。對于路徑狹窄的位置,通過塔位的合理布局,進一步縮小檔距[1]。另一方面,檔距的減小也能夠有效減少桿塔耗材,提高風偏控制的效果。但是,檔距的減小也會造成桿塔的增加,從而加大投資成本。對于施工單位而言,應結(jié)合現(xiàn)場實際情況考慮,分析是否有減小檔距的必要性,從而決定是否以此方法降低風偏影響。
在實際工作過程中,適當減小導線安全系數(shù)的設計,能夠促使弧垂進一步減小,也具有控制風偏的效果[2]。通過這種方法,也能夠減小桿塔數(shù)量、呼高,但是值得注意的是,該方法會導致轉(zhuǎn)角塔受力增加,造成相關(guān)耗材、混凝土以及鋼管桿增加,最終造成工程建設資金投入大幅提高。
這種方法主要是通過特殊的材料制作導線,實際工作時以耐熱導線較為常用,比如碳纖維復合芯、鋁包鋼芯等多種類型。通過此類耐熱性導線,能夠減小風偏的不利影響,主要需結(jié)合經(jīng)濟性、輸送容量、線損以及維護情況等多種因素綜合考慮,選擇更為合適的材料。
在絕緣子串的使用方面,如果選擇V型串,能夠有效控制其擺動情況,即便在強風的作用下,也能夠減小風偏的影響。針對線路比較緊湊的位置,可以考慮更換懸垂串的方法,也具有良好的效果[3]。在實際應用時,該方法可能會造成絕緣子損壞、脫落等情況,這主要是由于其僅能夠承受一定拉力,對于較大的壓力無法抵抗,容易引起相關(guān)安全事故發(fā)生。在設計具體線路過程中,應考慮此類因素,避免絕緣子串受壓的現(xiàn)象發(fā)生。
圖1 V型絕緣子串
一般情況下,施工單位通常采用自制重錘片、均壓環(huán)以及標準重錘片等,達到增加重錘重量的目的。如果選擇標準重錘片,訂貨相對比較方便,可以提高工作效率,但是該方法會導致懸垂串長度增加,更易導致風偏。而均壓環(huán)通常是和絕緣子配套提供,相對而言訂貨也比較便捷,同時不會引起其長度增加的情況發(fā)生,目前應用比較廣泛[4]。此外,自制重錘片也不會造成垂串長度增加,但由于是自制的配件,與標準件有明顯差異,應用時具有一定局限性。在具體施工時,如果安裝的重錘不超過60kg,便可達到抑制風偏的效果,如果需要60kg以上的重量,則需結(jié)合實際情況,選擇上述方式增加重錘重量,從而提高風偏控制效果。
嚴格遵循相關(guān)法律法規(guī),以保證施工安全性為目標,在設計具體方案過程中,工作人員應充分考慮當?shù)貧夂?、現(xiàn)場環(huán)境等因素,參考相關(guān)行業(yè)規(guī)定,不斷強化質(zhì)量要求,提高工作人員重視程度,確保每個施工環(huán)節(jié)有章可依,進一步保證整體工程的質(zhì)量,提高施工安全性。
作為電力施工企業(yè)而言,為保證輸電線路建設的科學可靠性,需構(gòu)建安全管理體系,科學設計輸電線路方案,盡可能降低電能損耗,保證輸電線路符合安全標準。在建設分工時,應加強組織管理,提高各單位的合作意識,保證工作協(xié)調(diào)性,推進輸電線路有序進行,全面提升工程建設質(zhì)量,在建立我國電力運輸體系方面具有積極意義。
要加強人員管理,定期組織學習培訓,確保其熟練掌握相關(guān)知識,針對出現(xiàn)的問題,及時予以有效地解決方法,尤其針對一些小問題,避免安全隱患進一步擴大。此外,加強職業(yè)道德感建設,提高其職業(yè)素養(yǎng),重視風偏的形成和危害性,便于相關(guān)工作嚴格落實。
根據(jù)相關(guān)規(guī)定標準,如果是近郊區(qū)域或者是城鎮(zhèn),通常需要每1個月進行1次巡視,而平原或者是遠郊,通常需要每兩個月巡視1次,對于比較難以抵達的區(qū)域,比如沙漠、隔壁、高山等偏遠地區(qū),一般每3個月巡視1次。此外,如果出現(xiàn)大雪封山等情況,可以選擇其他方式監(jiān)測,包括在線監(jiān)測以及空中巡視等方式,巡視周期以6個月以內(nèi)為準。在定期維護方面,巡視是所有工作的前提,必須規(guī)范完成操作。
完成定期巡視后,如實記錄具體數(shù)據(jù)以及結(jié)論,并注意進行備份。在查閱資料過程中選擇副本,避免丟失巡視結(jié)果。如果定期巡視過程中出現(xiàn)異常問題,在及時記錄的同時,應立即予以處理,并向有關(guān)部門進行報備處理。作為巡視部門而言,應根據(jù)報告文件,制定定期大修方案,保證輸電線路安全運行。
圖2 高壓架空輸電線路監(jiān)測
目前,我國經(jīng)濟發(fā)展速度不斷加快,生活用電量也隨之越來越高,這也對電力建設行業(yè)提出了更高的要求。為滿足時代需求,優(yōu)化高壓架空輸電線路非常重要,因高壓架空輸電線路容易受到風偏的影響,造成相應的安全事故發(fā)生,通過加強安全管理,結(jié)合實際狀況,采用減小檔距等有效措施,最大限度預防或減小風偏,促使電力運輸安全運行,也為經(jīng)濟建設提供必要能源。