输电线路气象灾害风险分析与预警方法研究

曹宗山 朱春潮 刘怀远 田沥浚 杨凯

摘要：在现代生产生活中，电力系统发挥着重要的作用。目前，我国已经建设了比较完善的供电网络。输电线路是供电网络正常运行的重要基础，其安全运行关系到整个供电网络的稳定。输电线路一般工作在露天的环境下，面临着十分严峻的环境安全考验。因此，展开输电线路气象灾害的风险分析研究和风险预警方法研究十分必要。在本文中，我们通过分析输电线路目前面临的气象灾害的风险，对输电线路的安全预警方法进行了研究探讨。这些研究对我国供电网络的稳定运行和输电线路的安全有着重要的意义，有很好的现实价值。

关键词：输电线路；气象灾害；安全预警

引言

无论是在电气时代还是信息化时代，电力是人们正常生活的重要保障。如果不能保证电力的稳定有效供应，众多生活工作系统的工作将无法得到保障。因此，建设安全稳定的供电网络是人们一直在追求的目标。

由于发电厂等电源系统与工厂、家庭等用电系统之间有比较远的距离，而且需要预先经过变压等方式的处理。所以，供电网络需要输电线路的支撑才能正常工作。在供电网络中，输电线路承担着电力输送的任务，在整个系统中发挥着重要的作用。而由于输送距离远等多方面原因，输电线路一般工作在露天的环境下，时刻面临着风吹、雨淋等環境的侵害。虽然输电线路本身具有一定的保护功能，但并不能完全确保其免受自然灾害的威胁。因此，我们需要展开对于输电线路的气象灾害风险分析和预警方法的相关研究。

一、输电线路气象灾害风险分析

输电线路要将发电厂或者变电站等地方的电力输送到工厂和家庭等，一般需要跨越比较长的距离。在野外经常看到的电力高塔就是为了架设架空输电线路等。而这些线路一般都工作在露天的环境下，风吹雨淋日晒等自然天气都会对输电线路的工作产生影响。

1.1 冰雪气象风险分析

一般来说，输电线都有一定的保护措施。例如，目前广泛采用的输电线的外部都会有一层绝缘保护层。这种保护层包括多层结构，不仅有比较好的绝缘效果，也有比较好的防水和抗腐蚀的能力。但恶劣的气候环境依然会对输电线路产生比较大的影响。

2008年，我国南方地区发生了大规模的冰雪灾害，对我国南方地区的供电系统造成了很严重的破坏。在那场灾害中，大量电线杆、电塔倒塌，电线断裂，严重削弱了南方地区对寒冷天气的抵抗能力。最主要的原因就在于大量的冰雪堆积，导致电线等不堪重负断裂。而我国南方地区的输电线路的设计则没有考虑到冰雪天气的恶劣影响等。因此，在我国输电线路的气象风险中，冰雪气象风险占了很大的比例。

1.2 其它气象风险分析

除冰雪天气外，其它气象风险也会对输电线路的运行产生比较大的影响。其中影响程度比较大的包括狂风、高温和雨水三类。

在我国北部地区和东南沿海地区，输电线路面临着比较严重的狂风气象风险的影响。主要原因在于北部地区有很多戈壁、草原等地形，面对比较大的风力削弱能力小。东南沿海地区则经常面临台风天气，风力大。在风力过大的情况下，输电线路可能会发生电线断裂等情况，进而导致整个供电系统的瘫痪。

另外，长时间的日晒导致的高温环境和雨淋等环境也会对输电线路保护层产生比较大的影响。根据实验表明，长时间的高温会导致输电线的绝缘保护层工作性能急剧下降，严重时可能会导致失效。如果失去绝缘层的保护，输电线就会很容易发生短路、断路等情况。

二、输电线路风险预警方法研究

目前，我国已经建设了基本覆盖全国的供电网络。在整个供电系统中，分布着大量的输电线路。如果要对其进行全时间的人工监控，不仅费时费力，所能够取得的效果也十分有限。所以，进行输电线路的风险预警方法的研究对于提高供电网络的工作稳定性十分必要。

2.1 输电线路预警系统建设

我们的首要任务就是设计建设完善的输电线路预警系统。目前，我国供电系统的管理采用的是以行政单位为基础的区域管理的方法。每一片区域负责的输电线路管理量虽然比较庞大，但借助现有的信息化技术，仍然具有建立全覆盖预警系统的可能性。

因此，我国应当以管理区域作为基础，建设该地区的信息化输电线路预警系统。利用各种类型的传感器对输电线路的工作状态进行实时监控，并将相关信息收集起来反馈给管理系统。管理系统则利用计算机系统的数据分析能力和处理能力，对输电线路的工作状态进行分析。同时，管理系统可以借助网络系统等，对该地区的气象状态进行总结，从而判断输电线路是否面临着比较严重的气象灾害威胁。再根据预先设定的预警等级，及时向工作人员发送信息。这样，就能比较方便地实现对地区输电线路的预警工作。

2.2 改善输电线路日常巡检

除了建设输电线路的预警系统外，我们还应当完善现有的输电线路的日常巡检工作，通过日常的检查提高输电线路的预警能力。

目前，我国输电线路的巡检工作还是采取的以人力为主的方式，配置的专业巡检工具比较少。所以我国输电线路的巡检工作经常面临着工作效率低下、人员不足的困境。随着信息化技术的发展，小型化的高性能输电线路巡检工具的设计制造已经具有了实现的基础。我国要积极利用新技术的优势，针对我国输电线路的分布特点，设计新型的个人化输电线路巡检工具。利用新型工具提高我国输电线路的巡检工作效率，也可以明显提高预警的准确度。

结束语

输电线路作为供电系统的重要组成部分，对于供电网络的正常运行发挥着重要的作用。由于输电线路的工作特殊性，其面临着比较严重的气象灾害风险的威胁。本文通过分析冰雪、风雨与日晒等多种自然气象灾害对输电线路的影响，研究探讨了通过建设输电线路预警系统和改善输电线路日常巡检的方法。这些研究对提高供电网络的稳定性和加强输电线路的预警能力有很好的帮助。

参考文献：

[1]李帅，李哲，梁允等.强对流预警技术在电网生产过程中的应用研究[J].河南科技，2015.

[2]赵芝，石季英，袁启海等.输电线路的雷击跳闸概率预测计算新方法[J].电力系统自动化，2015.

[3]吴勇军，薛禹胜，陆佳政等.山火灾害对电网故障率的时空影响[J].电力系统自动化，2016.