近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展，我國沿海地區(qū)連島輸電工程和西電東送需求日益增長，促使各地對輸電工程質(zhì)量、建設(shè)速度和綜合效益提出了更高的要求 。由于輸電工程在翻山越嶺、過河跨海的過程中，往往需要對抗各種地形和氣象因素所造成的強(qiáng)風(fēng)環(huán)境，這給日益追求輸電等級更高、跨越長度更長、線塔高度更高的輸電工程建設(shè)帶來了不少困擾。強(qiáng)風(fēng)影響已經(jīng)成為現(xiàn)代輸電工程安全性和經(jīng)濟(jì)性考量的主要因素之一。
宋麗莉，研究員，中國氣象局公共氣象服務(wù)中心資源與環(huán)境室首席，擔(dān)任“全國風(fēng)能詳查和評價”項(xiàng)目總師，全國專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會委員，中山大學(xué)兼職碩士生導(dǎo)師。
“對于歷年多受臺風(fēng)影響的沿海地區(qū)而言，風(fēng)場條件比一般內(nèi)陸地區(qū)更為復(fù)雜，抗風(fēng)能力的計算將直接影響到工程建設(shè)的復(fù)雜性和困難性。”
“考慮到自然環(huán)境中風(fēng)的復(fù)雜性，分區(qū)域設(shè)計輸電塔線的抗風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)是很有必要的?！?/P>
世界第一電塔上的“氣象之眼”
2010年我國建起了有“亞洲第一跨海輸電線路”之稱的舟山至大陸220千伏電路聯(lián)網(wǎng)工程。其中輸電塔最大高度達(dá)370米，堪稱世界之最。
對第一高度的追求就意味著電塔在高空要接受更大的風(fēng)速挑戰(zhàn)。近幾年隨著電力工程建設(shè)的發(fā)展，輸電塔日趨呈現(xiàn)出桿塔高聳的結(jié)構(gòu)，這本身就對工程抗風(fēng)能力提出了更高的要求。尤其對于歷年多受臺風(fēng)影響的沿海地區(qū)而言，風(fēng)場條件比一般內(nèi)陸地區(qū)更為復(fù)雜，抗風(fēng)能力的計算將直接影響到工程建設(shè)的復(fù)雜性和困難性。宋麗莉指出，“由于現(xiàn)行的工程抗風(fēng)規(guī)范還不夠精細(xì)，計算出的高空風(fēng)速往往和實(shí)際風(fēng)速相差很遠(yuǎn)?！?/P>
一些沿海省份的電力部門正逐漸意識到這個問題。在舟山與大陸的220千伏聯(lián)網(wǎng)輸電工程建設(shè)之初，電力部門就和寧波市氣象局合作，計劃在舟山和寧波大陸之間的涼帽山島上安裝一套輸電塔氣象觀測梯度系統(tǒng)。該系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)將為今后同類型跨海電塔的抗風(fēng)設(shè)計提供科學(xué)而有價值的參考。
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穿山越嶺的輸電線
一條輸電線路的建設(shè)常常需要翻山越嶺，一路自然條件復(fù)雜，不同地區(qū)的輸電線路所承受的風(fēng)力相差懸殊。宋麗莉研究員四年前曾在廣東主持過一個輸電線路沿線最大風(fēng)速的論證項(xiàng)目。結(jié)果顯示，不同海拔高度和地形影響下的風(fēng)速差異明顯，風(fēng)速最大可以相差1.5倍以上。
2010年，隨著國家西部開發(fā)戰(zhàn)略的深入實(shí)施，新疆與西北聯(lián)網(wǎng)750KV的輸變電工程建成投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)了西北水火風(fēng)電的“打捆”外送。該工程建設(shè)750KV線路長達(dá)3560千米，是中國電網(wǎng)建設(shè)史上線路最長的工程。
令人驚嘆的是，該工程途徑沙漠戈壁，線路穿越了著名的“三十里風(fēng)區(qū)”和“百里風(fēng)區(qū)” ，沿途超過12級的大風(fēng)經(jīng)常出現(xiàn)，最大風(fēng)力可達(dá)14級以上。最終經(jīng)過嚴(yán)密的測算，線路按39m/s和42m/s兩種風(fēng)速設(shè)計，這在國內(nèi)750KV線路設(shè)計中尚屬首次。
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抗風(fēng)設(shè)計--聚焦更多關(guān)注
令人遺憾的是，目前這種更客觀、更精細(xì)的抗風(fēng)設(shè)計理念還沒有完全融入到我國的輸電工程實(shí)踐中去。原因之一是許多工程建設(shè)即使不做精細(xì)化的論證設(shè)計，只靠加大工程投入，也可以滿足設(shè)計要求。往往等到工程設(shè)計超過施工技術(shù)所能承受的限度時，更專業(yè)的氣象論證才會被認(rèn)真考慮。
雖然當(dāng)前這種設(shè)計理念還沒被廣泛應(yīng)用，但它正在被越來越多的投資者所認(rèn)可并努力推廣。
近年來，越來越多的機(jī)構(gòu)有需求了解這方面的知識，他們之中有政府、設(shè)計院、也有工程監(jiān)理公司。比如廣東等部分省份已經(jīng)把重大工程的氣候可行性論證納入非行政許可行政審批事項(xiàng)。一些有能力的設(shè)計院正在嘗試和氣象部門合作打造更科學(xué)、更精細(xì)的設(shè)計方案，使其在工程投標(biāo)中更具競爭力。
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結(jié)語
豐富的氣象觀測數(shù)據(jù)、先進(jìn)的計算和數(shù)值模擬手段正渴望在現(xiàn)代電力建設(shè)工程中發(fā)揮更大的作用，而政府管理部門、工程設(shè)計部門和投資方等同樣已經(jīng)意識到了科學(xué)的抗風(fēng)設(shè)計對合理規(guī)劃建設(shè)和控制投資預(yù)算的重要性，并且在這方面開始了一定程度的探索工作。相信不久的將來，“電力高速路”會由于工程抗風(fēng)設(shè)計的深入?yún)⑴c跑得更加順暢。
