3月5日,惊蛰。在我国传统节气中,惊蛰就表示春雷乍动,蛰伏在土中冬眠的动物将被惊醒了,同时也意味气温回升较快,我国的长江流域大部地区将会出现春雷,伴有春雨。但就在这一天,受前一段时间冰雪影响,我国南方部分省市还有一些地区依然没有通电,电力工程师们还在为电网工程的修复奋战在一线。前段时间南方冰雪凝冻天气为什么会造成停电事故?停电事故为什么需要这么长时间的修复?修复中的难点和问题在哪里?为此,记者采访了国家电网公司北京电力建设研究院的总工程师杨建平及有关专家。
覆冰厚度远超设计标准
据杨建平介绍,今年给我国南方电网造成灾情的罪魁祸首是电力线路的覆冰严重超过了设计极限。也就是电塔上、导线上、绝缘子上都结了很厚的冰,这些冰把线路和电塔压塌了,即使没有压塌,线路上由于有覆冰,导线送电就失去了对地绝缘,会造成闪路、短路,使电没办法输送。同时也有业内人士指出,此次被压塌的一些铁塔或者是电线杆等也存在质量问题。
那么冰为什么会有这么大的威力呢?杨建平介绍说,南方设计的电网冰的承受力是20毫米,可是这次由于南方一些省份刚开始出现的是下雨而不是雪,而且这些雨从天上掉下来时遇到固体表面就立刻会结冰。加上这种天气前后发生了几次,使得前面结的冰没有融化,就有新的冰凝结,慢慢积累,形成了50毫米甚至是100毫米的覆冰,这些覆冰的厚度远远超过了南方传输线路20毫米的设计标准。而且覆盖在导线上这种圆截面的覆冰并不是很均匀地包在上面,而是形成椭圆形或者其他的不规则形状,这些不规则的覆冰在大气当中就构成了一个迎风面,当风的角度和冰的迎风面角度合适时导线就会舞动,就像小学生在学校里跳得大摇绳一样,幅度很大,最大的有6、7米甚至10米左右。这样的舞动产生的惯性力对铁塔的张力就附加了很多,致使电塔塌掉或者是电缆被拉断、绝缘子被拉掉。
那么为什么北方不会产生这种情况呢?杨建平说,北方铁塔和导线上也有覆冰,但那在气象学上叫凇,凇很松软、密度很低,给铁塔和导线造成的负荷不会很大,最多也就是有可能造成闪路,但是不会对线路结构造成破坏。
大山严重阻碍电网修复
此次冰雪给南方电网造成了巨大的灾害,当地政府和国家电网的工程师们都在为电网修复努力着。据国家电网消息,南方很多省份的电网已经修复完毕,基本通电,还有一些个别地区正在做最后的冲刺,特别是湖南和江西等地。
此次电网修复用了一个多月的时间,甚至个别地方用的时间还要更长,为什么需要这么长的时间呢?杨建平总工程师介绍,每一个输电铁塔的修复都需要工作人员到现场确认,如果是铁塔底座彻底坏了,那就要重新换塔位、重新再挖坑、灌混凝土、筑塔,这个周期比较长,从电网内部消息来看,底座坏的铁塔很少,大量的都是上部结构破坏,由于破坏的数量太大,很多铁塔上部的材料不够修复使用,一些当地铁塔厂也不得不加班加点生产。
同时他还介绍,给修复造成最大困难的是大山。因为此次修复的线路都是500千伏的线路,也就是50万伏线路。按照设计原则,50万伏线路架设须尽量避开重要的工业区和人口稠密区,一般都是建在荒无人烟的高山峻岭。这些地方的交通条件很差,上山抬东西都得靠人力。可是一个铁塔所有部件的重量达二十七八吨,一根塔材就有几百公斤重,还有修复使用的起吊等设备,加上天气条件不好,所以修复的进度比较缓慢。
加强与气象部门的合作
如何避免出现这样严重的冰害问题呢?杨建平认为,主要是电网容易受到天气的影响,但像今年这种情况确实是罕见的。我国电网建设中对于常规的天气都有正常的防御。在南方,比如湖南等地以前发生过冻雨天气,所以国家电网设计的导线抵抗覆冰10毫米、20毫米都是没有问题的,也有针对重冰区的设计标准,按规定设计的抵抗覆冰的厚度是40毫米。可是此次南方很多地区形成的覆冰厚度甚至有100毫米,这是这些地区近百年历史上都没有发生过的,很难准确预测到。这次百年不遇的冰雪说明受全球转暖影响,现在天气预测中的可变因素增大,所以电网必须要与气象部门进一步加强合作,如果能够提前得到准确的预测,对于防止这么大面积的灾害还是有帮助的。
据我国气象领域的专家介绍,我国气象部门与国家电网在决策领域合作比较多,但是对于电网建设有直接帮助的气象产品还不够,为此,气象部门已经开始加大观测站的建设,争取观测站的资料和数据对于当地电网的生产和调度能够有直接的帮助。
将投资5000亿完善电网
此次冰雪给我国的电网造成了严重的损害,有人质疑我国的电网建设存在问题,对此杨建平认为,我国的电网建设尽管不能说已经达到了世界水平,但是我国电网最近几年已经逐步得到了完善,并已经取得了一定的成果,在国家电网公司区域内已经基本完成了“户户通”工程,电压、输电线路已经形成了有交流线路、有直流线路。电压等级从现在最高运行750千伏,到下边老百姓平常用的220伏,整个一个电压等级系列都已经完善了。
而鉴于这次电网出现的问题,国家电网计划将全面提高设计标准,其中110~330千伏电网设防标准由15年一遇提高到30年一遇,500千伏电网设防标准由30年一遇提高到50年一遇,750千伏电网设防标准为50年一遇,正在建设的特高压工程设防标准按100年一遇。按照这一新标准,国家电网将至少投资5000亿元以上。
“总之,发生这次灾害,主要是天灾的原因,但也给我们提了个醒,需要进一步提高标准,增强电网抵抗风险的能力。”杨建平总工程师最后说。