摘要:目前,輸電線路受到外力破壞的影響仍比較嚴(yán)重。輸電線路往往具有距離遠(yuǎn),暴露時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn),很容易受到外力的破壞。在外力破壞下,輸電線路極易出現(xiàn)掉閘事故,從而導(dǎo)致輸電線路的運(yùn)行受到影響,進(jìn)而對(duì)電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。選取了國家電網(wǎng)有限公司某變電站的220kV回線路為案例,對(duì)其近幾年遭受的外力進(jìn)行了分析,并提出有效的防治措施。希望研究結(jié)果不僅能為其他電站帶來更好的安全防護(hù),還能為其他類似電路提供參考。
關(guān)鍵詞:防治措施外力破壞輸電線路電網(wǎng)供電
AnalysisofExternalForceDamagetoTransmissionLinesandMainPreventionMeasures
LIYuanjiangLIYuantie
XiaoganPowerSupplyCompanyofStateGridHubeiElectricPowerCo.,Ltd.,
Xiaogan,HubeiProvince,432100China
Abstract:Atpresent,thetransmissionlinesarestillseriouslyaffectedbyexternalforcedamages.Transmissionlinesoftenhavethecharacteristicsoflongdistanceandlongexposuretime,whichareeasytobedamagedbyexternalforces.Underthedamageofexternalforces,thetransmissionlinesarepronetotrippingaccidents,whichaffectstheoperationofthetransmissionlines,andthenaffectsthestabilityofthepowersupplyofthepowergrid.Thearticleselectsthe220kVreturnlineofasubstationofStateGridCo.,Ltd.asacase,analyzestheexternalforcesufferedinrecentyears,andputsforwardeffectivepreventionmeasures.Itishopedthattheresultswillnotonlyprovidebettersafetyprotectionforotherpowerstations,butalsoprovideareferenceforothersimilarcircuits.
KeyWords:Preventionmeasures;Externalforcedamage;Transmissionline;Powersupply
輸電線路是電力能源傳輸?shù)奈ㄒ煌緩?,它將電廠產(chǎn)生的電能源源不斷地傳送到各個(gè)地方,使電力能夠被各領(lǐng)域充分利用。無論是在日常生活中,還是工業(yè)生產(chǎn)中,電都是不可缺少的。自從近代工業(yè)革命以后,電能已成為當(dāng)今世界的主要?jiǎng)恿δ茉础R坏┹旊娋€路出現(xiàn)故障,將會(huì)引起各方面的不便,給工廠造成嚴(yán)重?fù)p失。對(duì)于國家來講,輸電線路關(guān)系到國家的能源安全,關(guān)系到基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。它是國家能源體系的重要組成部分[1]。輸電線路直接影響國家能源的供應(yīng),涉及軍事、航天等全部領(lǐng)域。因此,保護(hù)輸電線路,減少輸電線路的外力破壞有著重要的意義。
1工程概況
某500kV變電站,隸屬于國家大型電網(wǎng)集團(tuán),有一條220kV的線路是一條主要的大線路。該線路是連接黎平變電站和其他電站的重要樞紐。它的路徑十分復(fù)雜,有山川、河流、森林等各種地形。該線路主要采用輸電桿塔、導(dǎo)線、絕緣子組成,承擔(dān)著將黎平電站的電能輸送到各個(gè)用戶端的重要任務(wù)。近年來,該線路多次遭受外力破壞,導(dǎo)致供電中斷,對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會(huì)生活造成了嚴(yán)重影響。表1是該電站的典型的破壞事故。
2輸電線路外力破壞的原因分析
2.1自然破壞
輸電線路面臨自然災(zāi)害時(shí),往往表現(xiàn)得很脆弱。自然災(zāi)害往往會(huì)突然發(fā)生,而且破壞力大,這就導(dǎo)致保持線路平穩(wěn)運(yùn)行的工作具有很大難度。常見的自然災(zāi)害有地震、洪水、火災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等[2]。地震會(huì)破壞輸電塔的結(jié)構(gòu),造成塔體倒塌,引起輸電線路斷落。洪水淹沒了輸電線路會(huì)造成輸電線路短路,還會(huì)對(duì)輸電塔造成破壞。臺(tái)風(fēng)吹倒樹木會(huì)造成輸電線路斷裂。泥石流可以沖壞輸電線路和塔基。自然災(zāi)害破壞力非常強(qiáng)大,往往難以及時(shí)修復(fù),是運(yùn)維單位工作的一個(gè)難題。
2.2人為破壞
人為破壞輸電線路的事故很多,其中有施工機(jī)械破壞、盜竊與惡意破壞線路等。施工機(jī)械破壞的比例在線路破壞中超過50%。在全國城市化的進(jìn)程中,各種建筑施工十分頻繁,尤其是輸電線路附近的施工[3]。如果沒有適當(dāng)?shù)墓芾砗捅O(jiān)督,就會(huì)損壞輸電線路。重型機(jī)械在挖掘、打樁,尤其是吊裝時(shí),經(jīng)常會(huì)不慎碰到輸電線,扯斷電線,拉倒塔架。另外,施工時(shí)的大震動(dòng)會(huì)影響輸電塔,增加其倒塌的風(fēng)險(xiǎn)。表2是2022年該電站受到的破壞的統(tǒng)計(jì)。
3輸電線路外力破壞的防治技術(shù)措施
3.1加強(qiáng)線路巡檢與監(jiān)控
為保障輸電線路穩(wěn)定,變電站需要建立一套完善的巡檢與監(jiān)控體系。該體系一方面需要引進(jìn)先進(jìn)的監(jiān)控設(shè)備。在施工地段安裝智能監(jiān)控設(shè)備,全程24h實(shí)時(shí)監(jiān)控工地情況,發(fā)現(xiàn)有設(shè)計(jì)線路安全的作業(yè)時(shí),及時(shí)電話溝通叫停整改。對(duì)于檢查難度高,作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大的區(qū)域如山頂與河流上空等地方,用無人機(jī)進(jìn)行檢查,通過無人機(jī)的高清攝像功能,能清晰地看到線路的情況[4]。這樣既避免了人員攀爬登高的風(fēng)險(xiǎn),又節(jié)省了時(shí)間,提高了檢查效率。該體系還要增加巡檢的頻率和細(xì)致程度,針對(duì)輸電線路的關(guān)鍵部位,進(jìn)行動(dòng)態(tài)的全面檢查,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患。動(dòng)態(tài)檢查是指根據(jù)地區(qū)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),安排檢查頻率,如該施工工程,就需要增加頻率,工程結(jié)束后,頻率就可以減少[5]。該體系還與當(dāng)?shù)卣块T合作,對(duì)于在輸送線路附近施工的大型工程,報(bào)送政府批準(zhǔn)后,都會(huì)及時(shí)發(fā)送給電站,讓電站做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。健全的巡檢監(jiān)控體系,對(duì)線路進(jìn)行全方位的、高頻次的監(jiān)控,能大大減少外力破環(huán)的隱患。
例如:近年來,該運(yùn)維單位就是通過制訂詳細(xì)的巡檢計(jì)劃,減少了線路年平均破壞次數(shù)。該計(jì)劃配備了各種監(jiān)控設(shè)備,有高清攝像頭、傳感器等。用于對(duì)線路實(shí)時(shí)監(jiān)控,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和追蹤可能的外力破壞行為。斥資買入多臺(tái)無人機(jī)設(shè)備,安排人員學(xué)習(xí)無人機(jī)的使用,組織無人機(jī)保養(yǎng)培訓(xùn)等,充分利用無人機(jī)的優(yōu)勢(shì),對(duì)地貌復(fù)雜地區(qū)的線路行巡檢查看,以前好幾天才能完成的工作,現(xiàn)在只要一天就可以完成。監(jiān)控系統(tǒng)的作用也不容小覷。有一次,監(jiān)控系統(tǒng)顯示出附近有大型機(jī)械作業(yè)的報(bào)警圖像。電站安排巡檢人員火速趕到現(xiàn)場(chǎng),與施工方協(xié)調(diào)溝通,要求其配備必要的線路防護(hù),以免造成線路破壞。在巡檢人員的全程監(jiān)督下,施工方規(guī)范地完成作業(yè),線路安全無損。該計(jì)劃還規(guī)定了定期全面巡檢,對(duì)桿塔、絕緣子、導(dǎo)線等關(guān)鍵部位要細(xì)致檢查,不能放過任何一個(gè)安全隱患。該運(yùn)維單位還與當(dāng)?shù)刈〗ú块T建立了專用信息傳達(dá)通道,如果線路附近有大型的施工工地要建設(shè),在獲得批準(zhǔn)的那一刻,信息就會(huì)以郵件、短信等方式發(fā)送給電站巡檢負(fù)責(zé)人。負(fù)責(zé)人會(huì)聯(lián)系施工方,了解作業(yè)情況。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)安排相應(yīng)設(shè)備,做好待命。同時(shí)派遣專業(yè)人員前往工地,指導(dǎo)作業(yè)人員在施工時(shí)如何避免破壞線路。據(jù)統(tǒng)計(jì),自加強(qiáng)巡檢以來,該電站處理了48起線路安全隱患事件。
3.2強(qiáng)化安全宣傳與教育
要讓周圍群眾深刻認(rèn)識(shí)到,輸電線路不僅是輸送電能的通道,更是保障人們正常生活和社會(huì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施。電站可以與地方政府合作,開展一系列的關(guān)于用電安全以及保護(hù)輸電線路的宣傳講座,把電站的相關(guān)知識(shí)推廣出去。通過這些手段讓公眾意識(shí)到電路的危險(xiǎn)性,以及輸電線路的重要性。讓他們清楚由于不當(dāng)行為造成輸電線路破壞時(shí),不僅破壞的是公共財(cái)產(chǎn),也會(huì)威脅個(gè)人的生命安全。對(duì)于宣傳教育活動(dòng),可以采取多種形式,在學(xué)校、大型企業(yè)等有條件的地方舉辦專題講座,在人流量豐富的地方發(fā)放宣傳材料等,還可以利用多媒體平臺(tái)如快手、抖音等發(fā)布安全教育短視頻,甚至與當(dāng)?shù)刂W(wǎng)紅合作直播電站的情況,并在直播中講解輸電線路的保護(hù)知識(shí)等。惡意破壞輸電線路是一種違法犯罪的行為。保護(hù)輸電線路的安全既是責(zé)任也是義務(wù)。
3.3技術(shù)防范措施應(yīng)用
在規(guī)劃和構(gòu)建輸電線路的過程中,設(shè)計(jì)者需要具備遠(yuǎn)見,優(yōu)先考慮選用那些既堅(jiān)固又耐用的材料和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。通過挑選具備高強(qiáng)度和出色耐腐蝕性特質(zhì)的材料,可以有效地增強(qiáng)輸電線路的耐受力,無論是面對(duì)拉力還是沖擊力[6]。此外,對(duì)線路結(jié)構(gòu)的精細(xì)優(yōu)化設(shè)計(jì),能夠確保其在遭遇惡劣天氣條件(如狂風(fēng)、暴雨等)或外力破壞(如地震等自然災(zāi)害)時(shí),依然能夠維持其穩(wěn)定性和可靠性。通過部署智能傳感器,變電站能夠?qū)旊娋€路的運(yùn)行情況進(jìn)行持續(xù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,以便快速識(shí)別潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)[7]。另外,故障自診斷系統(tǒng)能夠以極高的速度和精確度確定故障的具體類型和發(fā)生位置,這對(duì)于迅速有效地進(jìn)行故障修復(fù)至關(guān)重要。與此同時(shí),自動(dòng)隔離技術(shù)的運(yùn)用,在發(fā)生故障時(shí),能夠立即將受影響的線路部分隔離開來,防止故障擴(kuò)散,從而顯著增強(qiáng)了輸電線路的自我保護(hù)機(jī)制。利用大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù),工作人員可以對(duì)輸電線路的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析,從而提前識(shí)別出潛在的問題,并及時(shí)采取預(yù)防性措施。
例如:為了增強(qiáng)輸電線路的安全性,該電站已經(jīng)采納并實(shí)施了眾多尖端技術(shù)策略。在設(shè)計(jì)階段,工程師們特別關(guān)注了桿塔的穩(wěn)定性,他們的目標(biāo)是確保即便在面對(duì)極端氣候事件,如強(qiáng)風(fēng)、暴雨或地震等自然災(zāi)害時(shí),輸電線路依然能夠保持其堅(jiān)固性。線路施工方面,工程師選擇了一種新型高強(qiáng)度合金材料作為導(dǎo)電線路,這種材料在傳導(dǎo)電流方面具有卓越的性能,并且在抵抗外界機(jī)械損傷方面同樣表現(xiàn)出色。桿塔的設(shè)計(jì)也經(jīng)過了精心的優(yōu)化,采用了更加穩(wěn)固的結(jié)構(gòu),以確保其能夠抵御強(qiáng)風(fēng)等惡劣天氣的侵襲,從而增強(qiáng)了整個(gè)輸電線路系統(tǒng)的穩(wěn)定性與持久性。沿線路上安置了許多智能傳感器,它們負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)追蹤關(guān)鍵操作參數(shù),如溫度和電流等,并將這些信息即時(shí)傳遞至中央監(jiān)控站。一旦傳感器捕捉到任何異常跡象,例如:電流的急劇上升或溫度的非正常升高,它們將自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警機(jī)制,通知維護(hù)人員迅速做出反應(yīng)。同時(shí),該電站著手建立了故障自診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠獨(dú)立地分析由傳感器收集的數(shù)據(jù),并迅速識(shí)別故障的類型及其發(fā)生的具體位置,為維修團(tuán)隊(duì)提供精確的故障定位信息。
3.4應(yīng)急預(yù)案與快速響應(yīng)
為了切實(shí)準(zhǔn)備并應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的緊急狀況,精心制訂一份囊括所有可能性的應(yīng)急預(yù)案顯得尤為關(guān)鍵。這份預(yù)案應(yīng)全面考慮各種緊急情形,不僅包括自然災(zāi)害(如臺(tái)風(fēng)、暴雨、地震等),還應(yīng)涵蓋由外界因素導(dǎo)致的種種破壞。預(yù)案中,必須詳盡闡述緊急響應(yīng)的具體流程,確保在緊急情況降臨之際,所有參與人員能夠迅速反應(yīng),井然有序地執(zhí)行任務(wù)。當(dāng)自然災(zāi)害降臨,輸電線路有可能會(huì)遭受極其嚴(yán)重的破壞。一旦緊急情況被監(jiān)測(cè)到,相關(guān)部門需立刻啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案,迅速組織起一支由經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)專家組成的應(yīng)急搶修隊(duì)伍[8]。這些技術(shù)專家應(yīng)具備必要的專業(yè)技能,并能夠迅速到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng),對(duì)受損的輸電線路進(jìn)行及時(shí)有效的修復(fù)。在搶修操作中,確保工作人員的安全,預(yù)防任何可能的次生災(zāi)害,是必須給予高度重視的任務(wù)。在面對(duì)由外力引起的破壞時(shí),同樣需要一個(gè)敏捷的反應(yīng)機(jī)制。無論是由于施工設(shè)備的意外碰撞還是蓄意破壞,電站都必須迅速采取行動(dòng),防止破壞的進(jìn)一步發(fā)生,并對(duì)已經(jīng)受損的線路進(jìn)行快速修復(fù)。無論何時(shí)發(fā)生破壞事件,迅速動(dòng)員并組織搶修工作是減少停電時(shí)長(zhǎng)、加快電力恢復(fù)的關(guān)鍵。
例如:在一次極具破壞性的臺(tái)風(fēng)侵襲之前,該電站聯(lián)和當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)機(jī)構(gòu)已經(jīng)采取了預(yù)防措施,制訂了一項(xiàng)詳盡的應(yīng)急計(jì)劃。全站人員24h全部待命,迎接臺(tái)風(fēng)的挑戰(zhàn)。臺(tái)風(fēng)來臨時(shí),輸電線路多處遭到了嚴(yán)重破壞。監(jiān)控系統(tǒng)迅速感知到異常并觸發(fā)了警報(bào),并且大體指出故障位置所在。所有相關(guān)人員立刻按照既定的應(yīng)急預(yù)案行動(dòng)起來。搶修團(tuán)隊(duì)無懼風(fēng)險(xiǎn),迅速趕往受災(zāi)最重的區(qū)域,投身于緊急修復(fù)工作中。后勤保障部門也迅速響應(yīng),及時(shí)為搶修團(tuán)隊(duì)提供了必要的物資和設(shè)備,確保了搶修行動(dòng)的順利進(jìn)行。在一番緊張而有序的努力之后,受損的輸電線路被迅速修復(fù),從而將停電的影響降至最低,居民和企業(yè)的電力供應(yīng)也得以快速恢復(fù)。
4結(jié)論
綜上所述,該運(yùn)維單位通過一系列的措施,輸電線路被外力破壞的事故明顯地減少,即使在面對(duì)自然災(zāi)害時(shí),也能快速做出反應(yīng),及時(shí)恢復(fù)供電,大大地提高了供電站的續(xù)航能力,節(jié)約了大量國家資產(chǎn),受到人們的好評(píng)。輸電線路是國家經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)和人民安居生活的“大動(dòng)脈”,為了保障更好的生活,輸電線路的保護(hù)應(yīng)得到全國人民的認(rèn)可。在將來,還需要時(shí)刻緊跟科技發(fā)展,把更多的先進(jìn)技術(shù)引入進(jìn)來,大家一起保護(hù)輸電線路。
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