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1. 冰雪灾害
2008年初春的冰雪灾害,造成了长时间大面积电力中断。多年来国内关注重点都放在大电网、大机组、高电压、西电东送/南北互供等长距离输电,但这一庞大的重点系统在这场冰雪灾害却表现如此脆弱,难以防止大面积的上亿人口受停电灾难。交流电网范围愈大、一旦受灾,波及范围愈大;不能光靠大电网电压愈高的线路,输电距离愈长、河山跨越愈险,一支塔倒,全线停电。
线路导线覆冰是倒塔的杀手,2008年1月12日以来,受强冷空气影响,我国长江中下游及其以南地区出现入冬以来最大幅度的降温和雨雪天气。据有关报道,此次冰雪灾是该地区近50多年来最严重的一次,湖北、湖南、江西、安徽、贵州、云南、广西、广东等地区的电网均遭受了最严重的覆冰灾害,其中贵州和湖南两省遭受的损害最为严重。线路设计覆冰厚度一般为10~15mm,但这次冰雪灾中大多数都超过了30mm, 有的超过50mm。
下表列出不同电压线路的数据, 可见电压愈高的输电线路,三相中每相的导线就愈多,覆冰愈严重,而且它的塔也愈高,塔距也愈长,覆冰后更易倒塔。
17年前加拿大魁北克一回230kV线路在冰灾时倒塔,修复时覆冰设计从45mm提高到65mm水平时, 称将增加三倍设计负载, 如果将每相2分裂改为单导线, 就解决问题, 可见分裂导线数愈多,愈易因覆冰倒塔。
这次冰暴中如浙江省的倒塔数: 500kV–167;220kV- 43;110kV-23。湖南华润500kV线倒塔401基,双回线倒塔占75%,贵州500kV线倒塔严重等,说明500kV线每相为4分裂导线,单回共12、双回共24分裂导线, 倒塔最严重;而且塔更高, 塔距更长,以致倒塔更严重。
交流特高压1000kV线不仅每相为8分裂,一回线共3×8导线, 现在都应用同塔双回, 共48导线,而且为降低环境干扰, 每相不得不选粗大又昂贵的8×630导线,它比500kV线路所取的4×400导线不仅数量多一倍,而且每根导线更重更粗,同样的覆冰厚度,重量更重, 影响更严重。且平均塔高77公尺(约为两倍500kV塔高), 塔距又长达530公尺(加拿大735kV伏线塔距冰灾后由原450公尺分别缩短为410和370公尺), 更易受风冰影响倒塔损毀, 最不安全。
2. 地震
2008年5月12日四川汶川发生里氏8级特大地震时,电压最高的500kV变电站的瓷柱、瓷套根部断裂严重, 包括变压器的高压套管根部断裂、避雷器底座断裂、瓷柱式断路器瓷套断裂、隔离开关支柱瓷瓶断裂等等。因为都是不粗大的瓷柱、瓷套过高造成头重脚轻,一旦发生强烈地震,使其震动摇摆,造成根部断裂,不可修复,只能更新。220kV设备的瓷柱、瓷套损坏不严重,因为其高度不高。
特高压变电站更难抗地震,特高压示范工程1100kV设备瓷套更高达11.3公尺,相当於500/220kV瓷套高(4.6/2.5公尺) 的2.5/4.5倍,头更重脚更轻, 地震时更易根部断裂。
特高压南阳变电站1100kV设备瓷套高立/头重脚轻
四川电压愈高的铁塔在山体滑坡时,愈易倾倒;交流特高压线路更难抗地震,因为铁塔更高, 在山体滑坡时更易倾倒。
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