沿海地区配电线路防风灾措施研究

袁雅斯

（广东电网有限责任公司湛江吴川供电局，广东 湛江 524000）

我国沿海地区海岸线长，每年不同程度地遭受到台风的袭击，大风所过之地会发生电力线路跳闸、断线、倒杆等事故，为减少台风造成配电线路的跳闸和故障次数，提高配网的抗风能力，迫切需要提高配电线路和设备抗风设计标准，加强配电线路和设备管理，加快更换残旧配电设备，进一步提高配网运行和设备水平，提高配网供电可靠。

一、台风对配电线路的危害

近年来，台风灾害频有发生，并且对环境、社会等造成了严重的影响，其中对于配电线路造成的危害尤为严重。台风对配电线路造成的危害主要包括以下几个方面。

（一）断线危害

由于档距分布不合理，导致电线处于疲劳状态，当遇到台风天气时，在瞬时大风作用下，会导致电线局部机械特性发生变化，进而导致配网出现断线危害。

（二）倒塔危害

导致配电线路出现倒塔危害的原因主要包括水土流失、山体滑坡、设备质量问题、施工质量问题、配电线路拉线缺失、实际风俗超过配网线路最大抗风设计值、设计选型错误等。

（三）线路跳闸危害

由于在进行线路设计时，没有考虑到台风对线路造成的影响，导致实际风速超过最大设计风速，导线出现风偏引起对塔身放电或者相间放电，同时台风天气会将线路吹至树障或者其他障碍物，如果不及时采取措施进行处理，将会导致配电线路出现跳闸故障。

二、沿海地区配电线路风灾受损的因素

（一）台风风力大于线路风荷标准

根据我国配电线路的设计标准，可以得知10千伏配电线路的防御风荷的风速值，需采用距离地面10米，且10分时距的最大风速。但是根据对某沿海城市配电线路设计的风荷标准进行研究，部分地区基本上采用35～40米/秒，此类风荷标准不仅低于台风登陆时的最大风力，并且也低于局部地区阵风风速。因此，在气象条件超出配电线路基本设计条件中，会导致出现倒杆以及断杆等现象。

（二）早期线路设计标准比较低

受到历史因素影响，很多配电线路的设计标准比较低，并且在抗风设计上不够严格。在上个世纪所涉及的配电线路在今天仍然存在使用情况，该类线路不仅安全度比较低，并且不具备稳定性，电杆、拉线没有按照相关标准设计，甚至在电杆型式上比较随意，从而导致在台风来临后出现诸多缺陷，呈现出抗风能力比较差的基本现状。

（三）电杆基础不良或暴雨或海潮破坏导致倒杆

调查表明，部分线路的部分区段倒杆数量明显多于断杆，且倒杆绝大部分是电杆倾斜。造成杆塔集中倾倒原因与杆塔基础不良或遭受破坏有关。如部分杆塔位于沿海软土、流沙地带，加上埋深不足及未安装底盘、卡盘，基础防风能力差，极易出现局部大面积倒杆现象；又如台风带来暴雨、洪水或海潮破坏电杆基础，导致杆塔基础水土流失或引起山体滑坡而倒杆。

三、沿海地区配电线路防风灾措施

沿海地区受台风袭击多伴随大风暴雨、雷击等气象灾害。对于电网而言，杆塔既承受导线、金具本身的重力作用，同时也承受导线的风阻，当杆塔在台风中受到破坏时，往往造成金具、瓷瓶、导线的严重损坏。由于杆塔施工需时长、工程量大，一旦发生倒杆、断杆等现象的时候，难以实施快速复电，对生产生活用电带来诸多不便。因此，提高配电线路低于台风的基本措施：

（一）设计阶段

为了提升配电线路的防风灾的能力，在设计配电线路之前，有必要结合抗风要求，设计有针对性的、分等级的、差异化的防风灾规划方案。在配电线路中，由于线路与用户分布区域广且不均匀，为了应对风灾，所有的线路按照统一的高标准来设计既没有必要，也不经济。而且在沿海地区，热带气旋登陆后随着逐步进入内陆，中心风速会逐渐减弱，危害程度逐渐减低。因此对于规划方案，可根据沿海地区地理位置、地貌及其周遭环境特点，设计不同的、有等级的配电线路架空线的设计方案。

（二）增强配电线路的防风负荷能力

配电线路实际操作中，台风的速度并不是一成不变的，具有多样性。这样需在设计中对配电线路中所遭受到的最大风速进行设计，需要设计人员从多种角度中进行分析，尽可能满足各种不同的风力环境。对重点区域的设计，可以把风速最大设置到45米每秒，相对于比较宽广的地形中，可以把风速设计到50米每秒。另外，张段长度与线路的距离都会对配电线路风灾防御产生极大的影响。因此，设计人员在对这两项进行设计的时候应该要根据实际情况进行分析。在重点领域中，设计人员可以把张段长度设定在450米以内，线路距离在45米以内。

（三）加大对直线杆防风拉线的安装

对直线段的线路加装防风拉线，且防风拉线的安装范围相隔控制不超过3基杆，有条件的可连续或隔基安装，这是最经济最有效的防风投资。

案例：我们辖区内的吴阳镇位于湛江沿海，每年都有台风登陆，配电线路防风能力存在不足现象，为了加强防风工作，2017年，我们对吴阳辖区内八回10kV线路增加186组防风拉线，有效提高线路防风能力。2018年“山竹”台风登陆后，加装防风拉线的线路没有发生倒杆现象，而在没加装的线路发生多处倒杆、电杆倾斜。

（四）采用加强型电杆

台风登陆后,10kV线路中电杆的损坏最为严重,特别是沿海地区,强台风对电杆的损坏尤为明显。电杆作为10kV线路中的重要组成,受日晒、雨淋、风蚀的损坏最为严重,所以抗风能力最差,在这样的情况下,就需要选择加强型电杆,延长电杆适用寿命,提高电杆的抗风能力。相关数据显示,加强型电杆的抗风能力可达到一般电杆的2~5倍,所以,在线路材料选择过程中,对于风多地带,加强型电杆是非常重要的选择。

案例：为了提高我们辖区内的线路防风能力，2016年，将吴阳镇多回 10kV线路100多条受力点大的普通耐张电杆更换为加强型电杆。经多次台风考验，证实加强型电杆防风能力作用强大。

（五）选择合适的电杆

不同型号的电杆有着不同的使用范围，所以在选择电杆的时候应该根据实际情况来进行分析，若是直线杆，设计人员就应选择具有较高强度的电杆。若是普通电杆，设计人员就要防风拉线的设施来增加，若是施工地区中不能够很好的来设置防风拉线，可以选择钢管塔的。在宽广的地区中，设计人员可以适当的来增加铁塔。若是电杆，可以运用双杆的组合同时也要对防风拉线设施有所增设。设计人员对杆塔进行设计的时候还需要对相关的金具与导线进行充分的考虑，这样在一定程度上才能保证其具有很好的防风能力，进而保证配电电路稳定正常的运行。

（六）强化配电线路的运行和维护

台风来临前要加强对配电线路的维护，将各种线路缺陷以及险情进行消除，从本质上做好防风措施。另外在做好配电线路防风评估工作之后，要对对方能力进行分析，并根据实际现状分析线路修改计划，及时将道路两旁的树木进行砍伐，从根本上保证线路两侧的电线杆不受树木倒塌的影响。此外，要加强巡查工作，对于出现杆塔基础沉降或者塌方，则需采取加固措施，并根据需求设置防风拉线，做好配电设施防盗以及防破坏的主要措施。

（七）做好台风登陆前维护工作

1.线路防风能力不足的地方加装临时拉线；

2.针对线路残旧、防风能力不足的支线在台风登陆前停电，避免扩大故障范围和提高供电可靠性。

（八）风灾中的应急预防

实现基于配电线路的GIS系统是配电线路防风灾措施中的重要一环。目前，基于GIS系统区域电网风灾预警系统的设计与构建已逐步得到重视。实现基于配电线路的GIS系统，实现电网状况查询、灾害预测、应急抢修、决策指挥等应用，可为电网防灾减灾及应急指挥提供面向决策的可视化管理平台。湛江供电局在基于电力GIS平台基础上，建立区域电网风灾评估模型，实现极端风场分布的预测预报，并对受其影响的线路杆塔分等级预警，以提醒相关运行人员供其决策处置。区域电网风灾评估模型的主要功能包括：

建设风速风向在线监测，实现风速风向信息在GIS系统中的实时显示。

收集现有线路防风能力现状基本信息，建立线路防风能力分析模型，快速计算分析线路防风能力，指导线路抗风加固工作，提升沿海地区线路的抗风能力。

结束语：

电力事业运行的安全性与稳定性是电力事业发展的核心与关键，通过以上分析，我们了解到当前我国电力事业运行中，台风会导致配电网线路发生跳闸与停运现象，其中对中、低压配电设施的影响比较大，会导致配电网出现大面积的倒杆、断杆现象，从根本上威胁供电安全。因此，需在采取因地制宜以及分级加固的基本原则中，提高防风设计的基本要求，加强对电杆进行改造，并积极建立相应的预警机制，从而提高沿海配电线路的抗风能力。