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为啥一场雨就冻得停电了?有融冰技术为什么还要人工除冰?

北极星输配电网  来源:国家电网报    2020/11/30 8:59:55  我要投稿  
所属频道: 保护与控制  关键词:线路覆冰 导线 供电设施

北极星输配电网讯:上礼拜,我国东北部多地遭遇较大范围雨雪降温,其中吉林遭受有气象记录以来最强冻雨暴雪大风天气侵袭,受影响严重。学校停课,高速封闭,交通受阻,停水停热停电……

电网冻坏了,供电公司一直在抓紧抢修。不少网友除了提醒抢修人员注意安全,还发出了疑问——下冻雨为什么会停电?吉林冬天那么冷,为啥电网这次怕冻?今天我们就和大家聊聊这件事儿。

下一场冻雨,咋就停电了呢?

往年11月下旬,吉林省平均气温已达到零下10摄氏度,下的是雪。今年气温却在零摄氏度左右徘徊,这种徘徊中的降水,下成了一场“雨”。

这不是一场普通概念的雨,而是伴随复杂的雨、冰雹、雨转雪和雪,也就是气象观测定义的雨凇,咱们老百姓习惯叫它冻雨。冻雨边降边冻,且能立即粘附在裸露物外表,附着力比雪可大多了。它的附着面越来越大,冰就会越结越厚。在这种状态下,电网线路覆冰速度很快,一个小时就能增厚一毫米。

覆冰后的电网会怎样?

先来说说重量。覆冰后的电力线路严重超重。原本只有成人小拇指粗的导线,覆冰后有一个拳头那么粗。下雪的时候,高压线的铁塔要承受2~3倍导线重量,但是如果有雨凇的话,它承受的这个重量则是10~20倍。

再说,降温通常伴随大风。导线承受着“双重打击”,既结冰又被风吹。结冰后的导线变粗,所以受风面积变大。导线来回晃动的幅度增加,两个铁塔加上中间的导线,像跳绳一样剧烈舞动。

舞动幅度和力量超过了电线正常能承受的程度,线断了,也就没法供电了。更严重的话,这种力量甚至能把铁塔扭成麻花,再严重一些,会把几十米高的铁塔拉倒。

那你们东北的电网不是不怕冷吗?

根据我国110千伏~750千伏架空输电线路设计规范国家标准,中国九大典型气象区针对我国不同省份气象特点,分成了不同气象条件的组合,包括最高温、最低温、覆冰、最大风等。电网设计标准需要至少满足这些气象条件的参数组合。

其中,黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古东部以及河北北部的承德和张家口等地属于第七典型气象区。这个区与其他气象区相比,最大的不同就是电网需要承受至少零下40摄氏度的严寒。为此,电网在设计过程中相应增加了导线、杆塔的规格、重量等,以保证电网能够抵御北方的寒冷。

而此次覆冰并不是因为寒冷,恰恰是因为绝对温度没有那么低,大多数时候下的是冻雨。我国出现冻雨较多的省份是贵州省、湖南省、江西省等,其中山区比平原多,高山最多。我们不妨回忆一下,2008年年初,我国发生雨雪冰冻灾害,这几个省份当时受灾都是比较严重的。

吉林省气象台台长刘海峰在接受媒体采访时表示,冻雨在吉林省算得上稀罕物,像本次这么强的雨凇确属历史罕见。

2008年南方发生雨雪冰冻灾害后,为抵御极端恶劣气象对供电设施的影响,国家电网调整了气象值统计周期,35千伏至330千伏电网由15年一遇提高到30年一遇,500千伏电网由30年一遇提高到50年一遇。这是为了在更长的周期内,在电网的日常工作中把极端天气发生更低的概率都考虑进来。国网吉林省电力有限公司经济技术研究院高级工程师路晓明解释,从吉林所在第七典型气象区历史数据记录来看,十几年来电网遇到冻雨极端天气的概率很低。

这次下的冻雨,强度远远超过了电网承受能力。咱们举个例子,长春66千伏隆九甲、乙线线路全长47.6千米,覆冰严重区段约10千米左右。严重成什么样了?正常导线可承受覆冰厚度为10毫米左右,而这条线路平均覆冰厚度为20毫米,严重区段覆冰厚度达到30至40毫米。

相比2008年南方出现的冰冻雨雪灾害,此次吉林出现冻雨天气最大的不同是气温。长春供电公司运维检修部副主任郭建凯说,南方的绝对气温和北方不一样,南方气温相对高过北方,铁塔导线上所结的冰融化速度相对较快;而在东北,冻雨伴随着气温持续下降,冰越结越厚,融冰难度仍然很大。

电网不是有融冰技术吗?为什么还要人工除冰?

一旦电网出现冰情,除冰是重中之重。

11月23日,移动式直流融冰车向66千伏隆九甲、乙线覆冰区段输出融冰电流,电流不断加大,导线不断升温,覆冰不断脱落。20分钟后,约20千米线路的冰被融化。

都有直流融冰车了,为啥看到供电公司还派出好多员工手动除冰?

冻雨影响范围广。仅说受影响最大的吉林电网吧,这次冻雨累计造成8条500千伏线路、44条220千伏线路、129条66千伏线路、166座66千伏变电站、863条10千伏线路和35801个台区停运。不仅如此,冻雨边降边冻,人们就得边冻边除。直流融冰车等装置无法满足这么大范围而且持续时间长的除冰需求。

另一方面,直流融冰车并不适合所有地形。在畅通无阻的平原空旷地区,融冰车可以1小时融化100千米长线路的覆冰,而在狭窄的山路,融冰车行驶困难,没法作业。

罕见极端天气给生产和生活带来了不少麻烦,但每次应对都能积攒经验,再去总结新的应对办法。中国电科院输变电工程研究所监测与评估研究室主任刘彬认为,未来要根据气象变化合理进行差异化设计,提高技术创新能力,完善应急体系建设。


原标题:东北每年冬天都那么冷,为啥一场雨就冻得停电了?

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