农村配电网山区线路防冰加固升级改造及抗冰技术应用的探讨

农村配电网山区线路防冰加固升级改造及抗冰技术应用的探讨

秦黎明

（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。

1. 桂北山区配网线路的网架基础分析

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。