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超高压输电线路防凝冻灾害技术探索

杨帅
  
安家(建筑与工程)
2022年3期
国网河北省电力有限公司超高压分公司 石家庄市 050000

摘要:我们都知道,在大自然中,覆冰积雪是一种比较常见的自然现象,但是在极端的暴雪天气中,高压输电线路在某些环境中容易受到厚重积雪的影响,过厚的冰雪还有可能压断输电电线,进而影响一个地区供电系统的稳定运行,对高压输电线路危害较大的主要是厚重的冰雪。所以一个安全可靠的电力系统需要有针对性的处理覆冰积雪,防止发生凝冻灾害,尤其是针对一些偏远山区,复杂的地形加大了线路维护的难度,而被压断了的高压电线同时也可能对环境造成影响,凝冻灾害一旦发生,整个供电网络及周围环境可能都会受到较大的影响,所以相关部门需要根据凝冻灾害发生的具体情况来针对性的处理高压线路上的覆冰积雪问题,提高防灾害的意识,及时处理,以减少不必要的损失。

关键词:超高压;输电线路;防凝冻技术;探索

引言:

一般凝冻灾害多发生在南方,并且是发生在特殊天气的时候,由于特殊天气如突然的暴雪等我国南方的输电线路就会覆冰,一但输电线路上覆盖的冰雪超过输电线路本身所能承受的极限,就会发生凝冻灾害。而相对于北方来说,之所以凝冻灾害发生的频率比南方少,是因为北方在设计电缆的时候就已经考虑到积雪的问题,而南方降雪相对于北方较少。所以在相关的防凝冻灾害的防护自然也不如北方做得那样完善。对于南方的大多数高压输电线路,针对防凝冻灾害情况,我们需要分析各个地区的气候特点,再从输电线路的设计与施工等方面研究最适合某一个地区的施工方案,提高相对于地区的抗凝冻灾害的能力,文章也着重研究特高压输电线路的防冻措施。

一、凝冻灾害形成的探究

如在摘要中提到的,“只有严寒的地区才需要抗冰”这种观点是错误的,以贵州为代表的南方各大省份中的某些比北方更加温暖的地区比北方更需要“抗冰保电”。就以贵州为例,由于贵州整体海拔比较高,特殊的地理环境与气候是造成凝冻灾害的主要原因。在持续的低温阴雨天气下,空气变得潮湿并且有较低的温度,空气中的过冷水滴在接触到温度低于零度的固体时迅速冻结,然后空气中的水分就以这个刚开始的冰块为基点,逐渐扩大,最终形成一个巨大的冰壳,对于这种现象,我们称为凝冻,而对于干燥的北方,这种现象发生的概率极低[1]。对于特高压输电网络来说,凝冻会影响到设备的运行,从而影响整个电网的运行,增加维护成本。凝冻灾害主要发生在我国南方山区尤其是一些海拔比较高的地方,其发生凝冻灾害的主要气候特征为。首先气温不能太高,同时也不能太低,发生凝冻灾害的温度需要维持在0℃附近,然后空气中有充足的水汽,即空气具有一定的湿度,持续的冻雨、毛毛雨或者雨夹雪等,都有可能导致凝冻灾害的发生,如果还有适当的风速加速空气的流动则可加剧凝冻灾害。所以,根据以上分析我们可以得出一些结论,首先是发生凝冻灾害是自然现象,是由于南方山区特殊的气候因素所引起的特殊现象,而且现阶段依靠人力不能阻止这些自然灾害的发生,但是可以通过一定的技术手段来与自然做斗争,减少凝冻灾害对电网的影响。

二、超高压输电线路防凝冻灾害技术探索

超高压输电线路的防凝冻灾害技术对于目前的我们来说只能做到“防”,而不能彻底根除,覆冰是一种自然现象,一到冬天,我们就需要启动“抗冰保电”的计划行动,严重的凝冻灾害会造成区域性的断电与电力故障,影响消费者的正常用电需求[2]。所以,一到冬天,我门就需要执行“抗冰保电”行动及时消除高压电网上对供电线路存在威胁的冰雪以保护输电网络。目前,我国的超高压输电线路防凝冻主要按照“避、抗、溶、改、防”五字方针开展实际工作。

(一)使用新材料、新技术

环境在不断变化,相关的电网工作者与科学家需要不断的研究发明,使用新材料,多使用抗冰负荷的材料,使用新型的防凝冻工艺,多使用抗冻新新材料以减少覆冰程度。电网工作中还需要继续发展破冰技术、监测手段、管理方法等来构建防凝冻体系,将各个部分的设备联网,统筹管理,以减少人力投入,提升管理效率,以保障万家灯火。

(二)智能无人机测量

随着技术的不断发展,现在对高压输电线路的监控模式已经逐渐无人化,传统人工监测耗时费力,在高科技的帮助下,电网的监测与保护措施越来越完善。无人机对比人力有几大重要优势:首先无人机效率高,可基本忽略环境的影响,基本可以做到全天候巡查。并且成本低,也能够保障测量人员的安全,数据准确,新型的无人机可以精确无误的测量覆冰的厚度。无人机的出现,电网的工作人员在“防”覆冰、“防”凝冻的工作中越来越得心应手,电网的安全运行也越来越有保障。

(三)直流融冰快速除覆冰

以前融冰全靠人力敲打,效率低,工人危险系数极高,易发生危险。但是随着科学技术的不断发展,“直流融冰”技术已经逐渐普及,工作人员只需要启动直流融冰,就可以将千里之外的覆冰融化,大幅度提升高压电网的抗冻能力。“并且直流融冰”的原理非常简单,直流融冰是通过对输电线路施加直流电压并在输电线路末端进行短路,使导线发热对输电线路进行融冰,虽然原理简单,但是实际实际实施起来却有一些难度,需要不断投入科研力量、资金完善技术。“直流融冰”技术已经在实践中证明其可行性与高效性,是将来防覆冰的一项重要的技术。

三、防凝冻技术探索需要的注意事项

在设计高压输电网线路时工程师需要选择合适的线路进行高压输电,合理降低线路所处的平均海拔,尤其需要注意一些地形的影响,参与电网设计的工程师需要到一些地形进行考察过后才决定方案[3]。对于云贵高原等一些较高海拔的地区,应尽量避免高压输电网经过覆冰路段,尽量避免风口等。防凝冻不仅需要线路建成后的设备维护,同样也需要在线路设计之初尽量避免诱发凝冻的因素,减轻后期维护的压力。

凝冻灾害的发生同时也跟灾害性天气有密切相关的联系,在全球气候变化的大趋势下,现如今全国各地都或多或少出现了一些灾害性天气,如2008年的冰灾就引起区域性的大规模停电,尤其是在一些寒冷地区,区域性的大规模停电影响着地区中老百姓的正常起居生活。所以为了预防由灾害性气候而引起的凝冻灾害,电路网络的工程师需要注重与气象部门的联系,充分掌握线路地区的气候变化规律,做到预防性建设,以尽量减少灾害性天气对高压输电网络的影响。

最后就是需要不断发展防凝冻相关的科技与改良监测方法,这样能够确保即使凝冻灾害发生,也能够及时处理掉电线上的覆冰,保障高压输电线路的供电安全,并且逐渐向无人化的方向发展,保护一线工人的生命财产安全。

四、结束语

相对于寒冷但干燥的北方大部分地区,由于南方山区水汽集结、空气湿度较高等特殊的气候原因,南方的高压输电线路有很大概率会出现覆冰。如果发现覆冰不及时处理可能会发生凝冻灾害,为了不让事态恶化而发生凝冻灾害并大规模停电灾害的发生,国家电网相关部门就需要投入相当一部分人员与资源来保障万家灯火,伴随着科学技术的不断发展,冰冻灾害天气的防控手段越来越先进,相关的防凝冻技术也在不断发展,一天比一天先进,保障人们的用电安全是维护社会稳定的基础。

参考文献

[1]熊延华、秦箫、高卓、杜林森. 贵州”凝冻”灾害公路应急处置技术装备研究[J]. 交通节能与环保, 2020, 16(6):4.

[2]李跃, 郑涛, 文安. 基于单端量的超高压交流输电线路单相接地故障测距方法研究[J]. 电力系统保护与控制, 2020, 48(6):7.

[3]廖思源. 500kV超高压输电线路故障诊断与防范策略研究[J]. 中国设备工程, 2020(20):2.

作者简介:杨帅(1986-),男,汉族,河北省石家庄市,本科学历,工程师,从事高压输配电线路运行维护与带电检修工作;

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