一場(chǎng)突如其來(lái)的雨雪冰凍災(zāi)害與我們漸行漸遠(yuǎn)，新一輪復(fù)工建設(shè)正在如火如荼進(jìn)行。隨著災(zāi)后電網(wǎng)重建工作的進(jìn)一步開(kāi)展，深入了解、掌握雨雪冰凍災(zāi)害對(duì)輸變電設(shè)備的破壞和影響，提高輸變電設(shè)備抗擊雨雪冰凍等自然災(zāi)害的能力，成為指導(dǎo)新一輪電網(wǎng)重建工作的首要前提。

據(jù)此，中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)變電專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)輸變電設(shè)備專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)高壓開(kāi)關(guān)分會(huì)和全國(guó)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)聯(lián)合進(jìn)行了“關(guān)于雨雪冰凍災(zāi)害對(duì)輸變電設(shè)備破壞和影響”的專題調(diào)研。由高壓開(kāi)關(guān)、變壓器、電瓷避雷器、輸電線路等業(yè)內(nèi)專家組成的調(diào)研組，自3月10~23日，前往湖北、湖南、廣東、廣西、貴州5個(gè)省、區(qū)電力設(shè)備受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，搜集第一手資料，行程達(dá)5300多公里。

調(diào)研組專家以座談和實(shí)地考察相結(jié)合的方式，重點(diǎn)了解戶外一次設(shè)備斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、變壓器、電抗器、電瓷避雷器和輸電線路等設(shè)備受損情況，詳解了原因，并提出應(yīng)對(duì)措施。

該調(diào)查報(bào)告頗具客觀性、真實(shí)性、分析性和科學(xué)性，現(xiàn)選登部分內(nèi)容，以期能夠?yàn)闉?zāi)后電網(wǎng)重建工作提供更多的參考視角。

專家視野

今年初，我國(guó)南方地區(qū)遭受了一場(chǎng)歷史罕見(jiàn)的低溫雨雪冰凍災(zāi)害，致使受災(zāi)區(qū)域多達(dá)14個(gè)省，災(zāi)害帶給人們最直接的感受是電力行業(yè)所受到的猛烈沖擊，輸變電設(shè)備受損嚴(yán)重，造成部分地區(qū)交通和電力供應(yīng)中斷。電網(wǎng)災(zāi)后重建，如何提升輸變電設(shè)備抗災(zāi)能力成為亟待解決的問(wèn)題。

輸變電設(shè)備遭重創(chuàng)成因

資料表明，這場(chǎng)低溫雨雪冰凍災(zāi)害，在很多地區(qū)其重現(xiàn)期超過(guò)50年。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于受災(zāi)地區(qū)積雪、冰凌載荷增加，出現(xiàn)冰凌閃絡(luò)、大風(fēng)舞動(dòng)、霧閃等現(xiàn)象，特別是覆冰大大超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)計(jì)水平，導(dǎo)致輸配電線路桿塔橫擔(dān)或塔頭變形折斷，甚至傾覆，導(dǎo)線、地線斷股斷線和絕緣子、金具損壞，輸變電設(shè)施遭受巨大損失。

調(diào)查顯示：開(kāi)關(guān)類設(shè)備覆冰厚度嚴(yán)重超標(biāo)。

事故統(tǒng)計(jì)：惡劣天氣引起開(kāi)關(guān)類設(shè)備覆冰厚度嚴(yán)重超標(biāo)。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，開(kāi)關(guān)類設(shè)備的覆冰厚度設(shè)計(jì)等級(jí)分別為1毫米、10毫米和20毫米三類，而此次冰災(zāi)中很多地區(qū)設(shè)備覆冰厚度達(dá)到了50~70毫米，在湖南和貴州的有些區(qū)域甚至超過(guò)100毫米。調(diào)查表明，柱上開(kāi)關(guān)產(chǎn)品由于倒桿引起設(shè)備傾倒、摔壞，使設(shè)備受到機(jī)械損傷；以及冰凍所引起產(chǎn)品部件損壞變形等。

原因分析：由于在融冰過(guò)程中，電流比正常運(yùn)行時(shí)要大，在融冰過(guò)程中隔離開(kāi)關(guān)導(dǎo)電部分燒損現(xiàn)象較多。由此暴露出設(shè)備質(zhì)量及觸片材料、尺寸大小和接觸部位的裝配質(zhì)量等存在問(wèn)題。據(jù)對(duì)受損最為嚴(yán)重的GW16、17型隔離開(kāi)關(guān)類產(chǎn)品分析，該產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，防進(jìn)水措施不完善，導(dǎo)致冰凍期間隔離開(kāi)關(guān)外部和導(dǎo)電桿內(nèi)部冰凍后不能操作。在受損的斷路器產(chǎn)品中最為常見(jiàn)的是分合閘線圈燒損嚴(yán)重，這是由于頻繁操作使線圈帶電時(shí)間長(zhǎng)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)操作不到位而引起。

(源自：中國(guó)工業(yè)報(bào))
應(yīng)對(duì)措施：注重設(shè)備的使用氣象條件和設(shè)備選型，提高標(biāo)準(zhǔn)要求；改善設(shè)備結(jié)構(gòu)，防止冰閃的發(fā)生；選用技術(shù)先進(jìn)的封閉式組合電器、隔離開(kāi)關(guān)和復(fù)合式組合電器，提高設(shè)備應(yīng)對(duì)災(zāi)害的能力；提高開(kāi)關(guān)設(shè)備的制造加工水平；加強(qiáng)先進(jìn)科技手段的應(yīng)用，積極吸取在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

調(diào)查顯示：變壓器類產(chǎn)品35千伏及以下受損嚴(yán)重。

事故統(tǒng)計(jì)：35千伏及以下變壓器、電抗器在這次冰災(zāi)事故中受損嚴(yán)重，110千伏及以上電流互感器損壞較多。

原因分析：湖南省復(fù)興變電站1號(hào)主變壓器因外部單相接地故障，引起重瓦斯動(dòng)作主變跳閘。湖南省云田變電站5011B相、5012B相、5022（1）A相、5023A相電流互感器因瓷瓶覆冰嚴(yán)重發(fā)生冰閃，導(dǎo)致頂部炸裂漏油。35千伏及以下電壓的變壓器、電抗器和220千伏及以下的電流互感器嚴(yán)重受損，主要原因是線圈和套管損壞。

應(yīng)對(duì)措施：建議有關(guān)單位對(duì)如何進(jìn)一步提高繞組抗短路能力，在特殊環(huán)境下適當(dāng)加強(qiáng)外絕緣強(qiáng)度等課題展開(kāi)研究。

調(diào)查顯示：絕緣子損壞數(shù)量難以準(zhǔn)確估計(jì)。

事故統(tǒng)計(jì)：因線路斷線倒塔造成的絕緣子損壞數(shù)量難以確切統(tǒng)計(jì)。

原因分析：絕緣子避雷器受損大致有絕緣子冰閃、絕緣子機(jī)械性損壞等。冰閃是線路和變電設(shè)備造成故障跳閘的主要原因。

應(yīng)對(duì)措施：雪災(zāi)中多起絕緣子及電器設(shè)備外絕緣冰閃事故的發(fā)生，已引起業(yè)界對(duì)絕緣子防冰閃問(wèn)題的重視。建議加強(qiáng)對(duì)桿塔橫擔(dān)和絕緣子的清掃，增大爬電距離；從改善絕緣子傘裙的結(jié)構(gòu)入手，適當(dāng)調(diào)整絕緣子的外形結(jié)構(gòu)，使其不易結(jié)冰，結(jié)冰后不易發(fā)生閃絡(luò)；大小傘與等徑傘在相同條件下，前者可以延緩冰的橋接，有利于防止冰閃；將絕緣子水平懸掛、“V”型串懸掛、斜向懸掛等均是阻斷融冰水形成水簾的有效方法。

調(diào)查顯示：輸電線路損失巨大。

事故統(tǒng)計(jì)：冰災(zāi)事故中輸電線路損失巨大，大量的桿塔結(jié)構(gòu)受損。

原因分析：從所收集的7個(gè)具體實(shí)例分析，其共同點(diǎn)是覆冰厚度大大超過(guò)常規(guī)設(shè)計(jì)，事故發(fā)生時(shí)的荷載超過(guò)了按常規(guī)設(shè)計(jì)的荷載極限。據(jù)分析，輸電線路倒塔和塔結(jié)構(gòu)受損事故直接原因，是由于罕見(jiàn)覆冰造成桿塔結(jié)構(gòu)所承受的荷載超過(guò)了按常規(guī)設(shè)計(jì)的極限荷載，尤其是覆冰后的縱向不平衡張力和覆冰后垂直荷載大大超過(guò)鐵塔設(shè)計(jì)極限承載能力所致。

應(yīng)對(duì)措施：發(fā)生事故的鐵塔宜提高設(shè)計(jì)覆冰厚度重新改造，復(fù)建的桿塔應(yīng)適當(dāng)提高縱向強(qiáng)度和抗扭剛度；事故段相鄰檔間高差較大或檔距相差較大的塔位，宜改成耐張塔或加強(qiáng)型直線塔。同時(shí)，根據(jù)運(yùn)行情況為易覆冰、覆冰明顯偏大或相鄰檔覆冰相差較大等確認(rèn)存在微地形、微氣候條件的局部區(qū)段，宜增加設(shè)計(jì)冰厚標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改建，并確定適當(dāng)?shù)母脖?yàn)算條件。

(源自：中國(guó)工業(yè)報(bào))
電網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)將推陳出新

值得一提的是，舊標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)難抗極端天氣已經(jīng)得到業(yè)界的共識(shí)，冰凍災(zāi)害催生電網(wǎng)重建設(shè)防新標(biāo)準(zhǔn)已提上日程。

分析認(rèn)為，雪災(zāi)使電網(wǎng)嚴(yán)重受損的原因是線路覆冰遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)防范圍,在全球氣候變暖的大背景下,暴風(fēng)雪、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)等各種極端天氣頻發(fā),隨時(shí)威脅著電網(wǎng)設(shè)施的安全運(yùn)行,原來(lái)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)難以適應(yīng)新的要求。資料顯示，目前戶外開(kāi)關(guān)設(shè)備、避雷器和絕緣子覆冰設(shè)計(jì)的最大厚度為20毫米，這一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)未能經(jīng)受住今年冰凍災(zāi)害的考驗(yàn)。

為提高電網(wǎng)抵御特大冰雪災(zāi)害能力，提升電網(wǎng)應(yīng)急抗災(zāi)水平，擬修訂的輸電線路設(shè)計(jì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將全面提高。今后將參考技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、工程可靠的原則，適度提高電網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)；推行電網(wǎng)差異化設(shè)計(jì)原則，提高重要線路的抗災(zāi)能力；充分積累電網(wǎng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)信息，為電網(wǎng)建設(shè)提供完整可靠的設(shè)計(jì)依據(jù)；建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)，保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展。

根據(jù)這一輸電線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的思路，輸變電設(shè)備產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求也要相應(yīng)提高。同時(shí)，根據(jù)用戶的要求相應(yīng)提高設(shè)備的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)裕度。

提出電網(wǎng)重建五點(diǎn)建議

經(jīng)過(guò)調(diào)研認(rèn)為，今后有關(guān)部門應(yīng)將融冰作為一個(gè)重要課題進(jìn)行深入研究，同時(shí)為電網(wǎng)重建提出五點(diǎn)建議。

一“避”，建議輸電線路建設(shè)避開(kāi)風(fēng)口（例如：京珠高速公路是南嶺山脈的風(fēng)口）及微氣候地段。二“抗”，建議提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)設(shè)備電壓等級(jí)和重要程度、氣象重現(xiàn)期，確定設(shè)計(jì)覆冰厚度。三“卸”，建議通過(guò)改進(jìn)導(dǎo)地線線夾及金具的結(jié)構(gòu)，在超厚覆冰的情況下將輸電導(dǎo)線釋放，保證鐵塔不倒，減少重建工作量。四“重”，建議規(guī)劃輸電線路的“戰(zhàn)略通道”。在設(shè)計(jì)輸電線路時(shí)，提高關(guān)鍵線路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。遭遇極端氣候、遇到災(zāi)害時(shí)，保障“戰(zhàn)略通道”可正常送電，以確保國(guó)計(jì)民生的最低需求。五“?！?，建議重要的負(fù)荷中心應(yīng)保留受端電源點(diǎn)的支撐，以保證城市最低負(fù)荷的需要。

相關(guān)鏈接 電網(wǎng)設(shè)計(jì)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)將全面提高

由于輸電線路覆冰厚度大大超過(guò)國(guó)家規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，為保證嚴(yán)重自然災(zāi)害條件下主網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，國(guó)家電網(wǎng)公司研究制定了《電網(wǎng)差異化規(guī)劃設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見(jiàn)》，制定了系列電網(wǎng)建設(shè)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)用于指導(dǎo)災(zāi)后電網(wǎng)建設(shè)和后期改造。在此基礎(chǔ)上，將全面與國(guó)家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)制定部門通力配合，不斷完善相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

據(jù)了解，此次電網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是35千伏～330千伏電網(wǎng)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)由15年一遇提高到30年一遇；500千伏電網(wǎng)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)由30年一遇提高到50年一遇。750千伏電網(wǎng)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，正在建設(shè)的特高壓工程災(zāi)防標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。將對(duì)現(xiàn)有線路設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)范和技術(shù)規(guī)定進(jìn)行認(rèn)真梳理，對(duì)需要提高標(biāo)準(zhǔn)、修訂完善的具體條款，開(kāi)展深入的對(duì)比分析與測(cè)算，并修訂形成《110～750千伏架空輸電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》及《電網(wǎng)差異化規(guī)劃設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見(jiàn)》。

(源自：中國(guó)工業(yè)報(bào))