浅析10kV配电线路台风受损原因及预防措施

【摘要】台风对配网架空线路的危害巨大。文章介绍了广东省台山市广海镇近年遭遇的台风情况，提出了有效防台风措施将台风造成的危害降低到最低程度，确保配网线路安全运行。

【关键词】配电线路;受损原因;预防措施

广海镇地处台山市东南端，靠山近海，为台山市沿海要地，有15公里海岸线，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，给人们生活生产带来严重影响。配网架空线路发生故障，除风力危害大之外，还与架空线路自身抗风能力不足有关。文章针对大风给10kV架空电力线路带来的严重危害，提出有效防范措施。

1.对广东台山地区台风入侵的现状分析并确立预防的目标

1.1 抗风加固前10kV广海西线线路运行状况

10kV广海西线主线路采用LGJ-70导线、SC-210型单瓷横担架设，线路总长度达14.154km。线路建设超过15年，长期受酸性海风吹袭，导线及金具横担、拉线受到不同程度的锈蚀，线路档距普遍过大，部分档距大于100m;自然土的基础设计容易受外力影响出现倒杆、断线、断杆的现象。10kV广海西线处于台风多发地区，每年台风季节受台风的吹袭造成设备、电网的影响较为严重。原设计抗风等级只能达到20m/s左右。为了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。

1.2 地域气象分析

通过对该地区的台风等级程度进行分析，可以为制定合理的预防措施提供依据。表1为影响电力运维热带气旋情况分析表：

根据气象历史资料，下图1为“江门地区风力等级分布图”，对江门地区的架空线路最大设计风速标准起到一个指导性的作用。

图1 江门地区风力等级分布图

按照《江门市中低压配网规划设计技术原则》要求，针对于台山广海镇地理位置及常年气象特征，10kV广海西线设计风速最终设计为40 m/s。

对处于其他微地形区域和微气象区域的配电线路，设计风速提高10%，并应根据实际最大风速进行设计校核，以“提高密度、增加强度”的原则开展线路防风设计。

1.3 确立预防措施所要完成的目标

为了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，提高配网供电可靠性。将10kV广海西线设计风速提升到40 m/s，台风造成的线路跳闸次数由6次/年减少至2次/年。图2所示为10kV广海西线线路抗风加固目标。

图2 10kV广海西线线路抗风加固目标

2.配电线路易遭受损坏的原因分析及预防工作的主要着手点

2.1 受损原因分析

受损原因通常有以下五种情况。

线路档距过大。线路档距普遍在120米左右，耐张段长度达到2千米，杆塔风作用力大。

由于自然土和卡盘基础抗倾覆受力不足。

（3）老化严重、有裂纹或配筋裸露电杆和抗弯强度低的电杆不满足抗台风要求。

（4）SC-210型全瓷横担防风强度差，固定螺栓容易腐蚀把瓷横担胀爆。

（5）针式绝缘子（P-20T/P-20M）雷击受损较多。

2.2 预防工作的主要着手点

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，对于电网运行起到至关重要的作用。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，杆塔的抗风支承能力、金具横担的抗风水平成为防风加固工程的重点解决问题。

3.预防工作的具体实施方法及成果

3.1 制定的对应策略

（1）对杆塔基础的选型要求

在无法打拉线的水泥杆基础采用套筒混凝土基础。广东沿海地区的土质较多为冲积层淤泥，土质很差，在内陆通常使用的自然土基础和卡盘等方法无法提供足够抗倾覆弯矩。套筒混凝土基础是由内外套筒组成，在中间浇筑混土，使用外套筒的好处是在开挖基础时防止淤泥塌方，同时也保持了原状土，有效提高抗倾覆弯矩，内套筒是预留立杆用的中间孔洞，在立杆时将水泥杆垂直放入内套筒中，再将中间的空隙全部填充中砂，内套筒的最顶面约5cm处用混凝土砂浆密封，当以后需要更换电杆时，在将表层砂浆凿开就方便拔出电杆更换，也便于以后维护。

丘陵山地段线路钢塔分体基础将采用掏挖式基础，可以充分利用原状土的承载力，钢材、混凝土、及土石方等用量均较少，施工工艺简单，在保护环境，减少水土的流失等方面有良好效果。图3所示为套筒混凝土基础结构。

图3 套筒混凝土基础结构

在稻田等地段塔位基础础采用台阶式基础，为了适应容易塌方的沿海冲积层淤泥土质，重新设计基础埋深至2.5m左右。采用台阶式基础的主要优点是节省材料，降低工程造价，对无地下水或部分有地下水的地质较好地段采用。新的基础每个约为26.5立方米，是老基础10.6立方米的2倍多。图4所示为台阶式基础结构。

图4 台阶式基础机构

（2）杆塔的选型要求

使用60kn.m、80kn.m、100kn.m加强型电杆，在满足安全距离的同时尽可能的降低杆塔的高度，有条件的电杆一定要加装防风拉线。直线杆采用“人”字拉线，每相隔5基采用“四”方拉线，转角或者耐张杆，除了按照受力方向安装拉线外，在内角和外角方向同时加装固定拉线，提高抗倾覆能力，山顶、风口等线路最好以铁塔为主。铁塔比老铁塔重约2倍，根开增大50%，抗弯能力增大约3倍。表2为几种塔型的结构图和塔型基础型号。

（3）导线、金具的选型要求

在直线杆推广使用胶装式陶瓷横担SQ-210，瓷横担铁头附件上有一大一小两个孔，大孔安装固定螺栓，小孔安装剪切螺栓，当发生导线断线时，瓷横担的剪切螺栓被剪断，瓷横担沿固定螺栓旋转90°放松导线，从而减小对电杆的拉力，有效减少倒杆的风险，修复时只需更换剪切螺栓，复电容易。同时相对普通线路绝缘子来说，瓷横担的绝缘距离与爬电距离比较大，50%全波冲击闪络电压和干、湿工频闪络电压较高，有效减少雷击跳闸次数。

3.2 按制定的对策实施

针对10kV广海西线线行地形特点，按以上对册进行有具体地质分析，杆塔及基础选型，以确保杆塔达到设计风速强度要求，提高线路抗风能力。

图5选取10kV广海西线的83#-90#，铁塔基础采用台阶基础，直线杆采用圆筒基础，部分加装人字拉线，导线采用绝缘导线，10千伏架空线路档距不大于50m，耐张段小于400米，最大设计风速：40m/s。

图5 10kV广海西线的83#-90#效果图

图6选取10kV广海西线的19#-25#，对水泥杆加装人字拉线，更换横担铁件和瓷横担，最大设计风速：35m/s。

图6 10kV广海西线的19#-25#效果图

3.3 预防工作取得的成果

10kV广海西线抗风加固工程完工后，线路的抗风能力从原来的抵御12级台风上升到能抵御14级台风，用电可靠性大幅度提升。2012年7月，第8号台风“韦森特”于7月24日凌晨在广东台山市广海湾登陆，中心风力13级，对广海镇电网造成了严重破坏。完成抗风加固工程后的广海西线在台风中屹立不倒，实现台风期间线路“零”跳闸，大大提高用电可靠率，抗风加固成效初步显现。

4.结束语

台风往往伴随着雷电，会导致电网线路的跳闸或停运，且对中、低压配电设施产生重大影响，可能导致大面积倒杆、断杆、断线及其他设备的受损，严重影响供电可靠性和电网安全。建议采取因地制宜、重点防御和分级加固原则，提高防风设计的标准，加强电杆制造，严格施工质量监控，建立可靠的报警体系设备，加强配电网络建设和改造，从各个方面全方位提高配电设施的抗风能力。

参考文献

[1]中华人民共和国电力工业部.66kV及以下架空电力线路设计规范（GB 50061-97）[S].北京：中国计划出版社，1998.

[2]彭向阳，黄志伟，戴志伟.配电线路台风受损原因及风灾防御措施分析[J].南方电网技术，2010.