(广西新电力集团灌阳供电有限公司, 广西桂林 541213)
摘要:随着极端天气频繁出现,广西桂北高寒山区在雨雪季节出现冻雨、结冰等天气也越来越频繁。冰冻灾害对农村配电网的伤害主要体现为三个方面,一是导线覆冰后承重能力超出设计范围,导致线路杆塔倒杆、断杆;二是导线覆冰后无法承重,本身断裂导致的断线;三是线路通道两旁的树障、竹木等高杆植物覆冰后弯曲或倒伏,触碰导线导致线路跳闸。本文分析了广西桂北山区农村电网线路网架现状,在线路抵御冰冻灾害能力分析的基础上,从项目立项、规划设计、施工建设和项目验收等几个方面,探讨了防冰加固升级改造应考虑的因素,同时分析了在抗冰技术应用上应将树障影响与断线、倒杆放在同位置考虑。
关键词:山区、农网、防冰、树障、断线、倒杆。
前言
在推进乡村振兴的大背景下,农村电网配送的电力为村镇工业生产、服务“三农”和群众生产生活提供了能源保证。桂北山区因自然环境限制,冰冻灾害导致的线路故障存在着查找困难、修复时间长等难点,停电在给群众生产生活造成极大不便,也给供电企业带来了极大压力。冰冻灾害在桂北山区导致线路跳闸的原因有:线路通道树障因覆冰弯曲或倒伏触碰导线,导线承重压倒压断电杆,导线覆冰后自身断裂,其中树障原因居于首位。因此,有必要对桂北山区的农村配电线路防冰加固改造开展研究,找到最适合的改造思路,切实提升线路的防冰抗灾能力。
因历史原因,广西的电网原运营主体为非单一主体,原地方运营主体的电网建设较弱,桂北地区12个县域供电企业,原地方运营主体占60%,占比超过半数。
1.1网架结构基础薄弱
桂北农村线路网架整体现状为单辐射供电线路占比约50%,环网(含双电源)结构网架约占50%;山区配电线路网架整体现状更加逊色,单辐射供电线路占比超过65%,环网(含双电源)供电线路的网架仅占35%左右。
1.2在网运行的导线和杆塔隐患较多
导线配置呈现的弱点为:线径小,最小线径为35mm2,导线类别和规格杂,同一线路存在钢芯铝绞线、钢芯绝缘导线、绝缘导线、电缆同时运行;运行年限长,大多线路运行时间超过20年,存在散股、断裂隐患,抵御大风大雨、雷暴、冰雪灾害侵蚀能力脆弱;大档距,弧垂大,绝缘子与导线分离现象严重。杆塔配置的弱点为:水泥电杆为主要配置,占比在98%以上;老旧电杆普遍,80%以上杆塔运行年限在20年以上;杆塔基础隐患多,杆基受雨水冲刷程度严重。
1.3线路设备老化,缺陷较多
表现为绝缘子老化严重,绝缘子性能退化,导线绑扎松动,避雷器老化,分段开关和分段刀闸设计不合理,超过20基杆塔无分段刀闸的支线多。自动化开关配置数量不够,杆塔拉线拉线运行年限长,存在锈蚀、松软等缺陷,防雷装置配置数量欠缺,老旧开关在网运行的数量多,在网运行的标准化变台数量少,变台升级改造建设进度缓慢,在网运行的杆上变台占比大。
2.桂北农网线路原防冰规划设计短板分析
表现为防冰冻厚度能力设计不够,部分线路通道选址穿越覆冰区较多,线路设置的分段开关和分段刀闸不够,导致线路出现因冰冻灾害导致的跳闸后,分断能力有限,故障查找定位困难,故障处理时间长,线路恢复供电时间长。
3.桂北农村及山区配电网抵御冰冻灾害能力脆弱
表现为大部分穿越山区的线路为裸导线,抵御线路通道沿线的树障、竹木因覆冰弯曲、倒伏触碰导线导致跳闸的能力弱,杆塔抵御覆冰承重而倒杆、断杆的能力弱,尤其是线路穿越山区峡谷地带的水泥电杆,此弱点显得尤为突出,导线抵御断线的能力弱。
4.后期防冰加固升级改造应考虑的几个问题
4.1规划设计
4.1.1应基于“一县一策”或“一所一策”思路确定设计方案
针对桂北山区的防冰加固规划设计应在充分的实地勘察工作基础上,将线路通道与树障的矛盾、施工与地形的矛盾、最大覆冰厚度与线路防冰能力的矛盾充分论证,挑选出首要矛盾。笔者认为,防冰加固设计方案应将线路通道与树障的矛盾列为首要解决,采用钢芯绿绝缘导线+水泥电杆、档距不宜超过90m的设计方案,有利于线路维护和防冰抗冰。
4.1.2项目选址及防范线路跳闸主要因素的选择
桂北山区线路防范线路跳闸的主要因素应选择树障。因存在种种困难,完全彻底清除沿线树障是难以实现的,因此项目选址在有条件的前提下,应尽最大可能避开树林或竹林。这需要在充分的实地勘察基础上,做好项目选址工作。
5.施工建设
5.1施工质量与施工进度的辩证关系
在电力设施建设工程中,因涉及的相关方多,工作协调比较复杂,施工进度往往成为建设管理的重点。但施工质量应被放在与建设进度相同位置来关注,这更是设备运维单位应重视和关注的,因为工程建设质量关系到电网设备能否安全可靠运行的关键,也关系到基层供电所工作指标。
5.2目前农村配电线路改造项目施工管控现状分析
在电力设施建设工程管控工作中,普遍关注点重点是现场作业安全管控,这是与建设项目施工安全事故频发、严管严控安全生产的大环境相关的。但作为工程建设管理的重要内容之一,施工质量也应被高度重视,业主项目部和设备运维单位对此应有清醒认识并执行到位。
5.3过程质量管控应注意的几个问题
一是施工图审核,应要求施工方在现场施工前将施工图交审核并确认;二是施工现场材料审核把关,坚决杜绝质量低劣、以次充好和降低等次和规格现象;三是现场施工工艺把关,防止不按标准、不按规范和工艺要求施工的现象;四是严格开展过程验收,坚决杜绝敷衍了事、只签字不把关的现象。
6.工程验收
工程验收阶段作为把控工程质量的最后一道关口,业主项目部和设备运维单位应予以高度重视,要以高度的责任感和责任意识严格履行验收工作职责,按验收工作步骤和规范开展工作。
7.抗冰技术在山区配电网应用的探讨
7.1应对树障、竹木等高杆植物的抗冰技术
冰冻灾害引起的树障、竹木等高杆植物在对线路的破坏表现为覆冰后树干弯曲、倒伏触碰导线,树枝覆冰后严重下坠触碰导线。最理想的当然是将线路通道两旁的树木、竹林砍阀清除,将线路通道拓宽至5m以上,但因诸多因素的限制,这样的线路通道环境往往又是很难完全实现的。所以应探讨使用绝缘导线、缩短树障区域的线路档距等方式,减低树障因素导致的线路跳闸几率[1]。
7.2应对山区线路故障巡视难度大,缩短故障定位周期、缩小停电范围的技术
山区因复杂和恶劣的自然环境限制,在冰冻灾害发生时,尽管采用了无人机巡视结合人工巡视的方式查找故障点,但效果往往并不能尽如人意,想要实现故障快速定位、缩小停电范围、缩短停电时间往往是困难的。应探讨在树障区域前端线路增加分断隔离刀闸,提高线路分段查找故障的能力和灵活性;设置机械强度高、使用年限长、绝缘性能优越的绝缘子,定期开展线路绝缘子巡视,排除绝缘子开裂、放电等隐患。
7.3融冰、除冰技术的应用
随着融冰、除冰技术应用逐渐成熟,应用范围也会从输电网逐步向变配电网推广,其中应用面最为广泛的热力法融冰技术在经过输电网多年的应用后,技术已成熟,具备推广的条件。其他除冰技术如机械法除冰技术、电磁脉冲法、气动脉冲法、电子冻结法、碰撞颗粒加热法等技术的应用随着技术成熟也会逐步配电网推广。
结语
桂北山区农村电网电力线路因其所处的自然环境的特殊性,在开展线路防冰加固项目建设和防冰抗冰技术研究中,应基于“一县一策”或“一所一策”思路确定设计方案,将树障、断线、倒杆、断杆等因素放在同等位置考虑,同时严把工程质量关,确保防冰加固升级改造和防冰技术应用效果。
参考文献
[1]赵永生,王富荣,赵德奎,张鹏远.南方地区电网覆冰事故分析及应对措施研究(J).四川电力技术.2009(05):13-16
作者简介:秦黎明(1973-),男,汉族,广西兴安人,高级工程师,大学,研究方向:农村配电网电力线路及设备运行与维护,电力变压器技术。