近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(zhǎng)，促使各地對(duì)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(duì)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(jí)更高、跨越長(zhǎng)度更長(zhǎng)、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(píng)價(jià)”項(xiàng)目總師，全國專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員，中山大學(xué)兼職碩士生導(dǎo)師。
“對(duì)于歷年多受臺(tái)風(fēng)影響的沿海地區(qū)而言，風(fēng)場(chǎng)條件比一般內(nèi)陸地區(qū)更為復(fù)雜，抗風(fēng)能力的計(jì)算將直接影響到工程建設(shè)的復(fù)雜性和困難性?！?/P>
“考慮到自然環(huán)境中風(fēng)的復(fù)雜性，分區(qū)域設(shè)計(jì)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(duì)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(duì)工程抗風(fēng)能力提出了更高的要求。尤其對(duì)于歷年多受臺(tái)風(fēng)影響的沿海地區(qū)而言，風(fēng)場(chǎng)條件比一般內(nèi)陸地區(qū)更為復(fù)雜，抗風(fēng)能力的計(jì)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(jì)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(shí)到這個(gè)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(jì)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(cè)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(jì)提供科學(xué)而有價(jià)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(gè)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(zhǎng)達(dá)3560千米，是中國電網(wǎng)建設(shè)史上線路最長(zhǎng)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(jí)的大風(fēng)經(jīng)常出現(xiàn)，最大風(fēng)力可達(dá)14級(jí)以上。最終經(jīng)過嚴(yán)密的測(cè)算，線路按39m/s和42m/s兩種風(fēng)速設(shè)計(jì)，這在國內(nèi)750KV線路設(shè)計(jì)中尚屬首次。
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抗風(fēng)設(shè)計(jì)--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(jì)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(jì)，只靠加大工程投入，也可以滿足設(shè)計(jì)要求。往往等到工程設(shè)計(jì)超過施工技術(shù)所能承受的限度時(shí)，更專業(yè)的氣象論證才會(huì)被認(rèn)真考慮。
雖然當(dāng)前這種設(shè)計(jì)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(shí)，他們之中有政府、設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)方案，使其在工程投標(biāo)中更具競(jìng)爭(zhēng)力。
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結(jié)語
豐富的氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)、先進(jìn)的計(jì)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(jì)部門和投資方等同樣已經(jīng)意識(shí)到了科學(xué)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)對(duì)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(huì)由于工程抗風(fēng)設(shè)計(jì)的深入?yún)⑴c跑得更加順暢。
