我国南方沿海地区常年受台风侵袭，损失巨大。针对南方沿海区域的台风特点，文章分析了南方电网公司结合设计、规划、施工、物资、运维等方面构建的防风技术体系，以及各地开展的差异化防风加固项目；最后以典型案例对南方电网公司防风技术体系的应用进行了阐述，并针对提高电网防风能力提出了建议。
0 引言
随着全球气候变化，强台风以及超强台风出现的频率越来越高，严重危害了沿海地区的供电安全。中国南方电网有限责任公司（简称南方电网公司）下辖广东、广西、云南、贵州、海南5个省（自治区）的电网公司，其中广东、海南、广西濒临南海，长年遭受太平洋和南海台风的侵袭，供电设施经常因台风遭受重大损失，严重影响正常供电，每年均需投入大量的人力、物力和财力进行抢修。根据1990～2015年期间的台风登陆情况统计，共计72次11级及以上的台风登陆南方电网沿海地区，其中11级强热带风暴共计12次，12～13级台风39次，14～15级强台风16次，16～17级超强台风5次；遭受台风影响最多的是湛江地区，共计14次，其次是茂名、汕头、三亚，各6次。
根据统计资料，2011～2014年南方电网公司遭受台风影响造成的直接经济损失分别为8.04亿、3.26亿、9.1亿元和7.8亿元。南方电网公司在遭受2005年海南万宁“达维”台风、2008年广东阳江“黑格比”台风、2013年广东汕尾“天兔”台风、2014年海南文昌“威马逊”台风以及2015年广东湛江“彩虹”台风灾害时，均投入大量人力物力开展跨区域的大规模灾后抢修，尽全力恢复灾区供电。
为了保障沿海地区供电，降低台风对电网设施的损害，减轻经济损失，文章首先总结和分析了南方电网公司辖区内遭受台风灾害时电网设施受损的主要原因；其次针对南方沿海区域的台风特点，建立了南方电网公司防风技术体系，差异化开展各地防风加固项目，取得了良好成效；最后以2个典型案例，对南方电网公司防风技术体系的应用进行了阐述，并对提高电网防风能力提出了建议。
1 南方电网公司防风技术体系
南方电网公司辖区内的沿海地区属于台风多发区，为提升沿海地区电网设备防风水平，以《南方电网公司110kV及以下电网装备技术规范》和《南方电网公司20kV及以下电网装备技术导则》作为南方电网区域设备新建和改造的纲领，从规划、设计、建设层面明确了装备配置要求及抗灾能力需求；先后编制印发了《南方电网沿海地区设计基本风速分布图》作为防风抗灾的技术指导，《输电线路防风设计技术规范》和《配电线路防风设计技术规范》作为设计要求，《输电设备防风加固工作导则》、《配电线路防风工作导则》和《配电设施防风加固技术措施》等作为技术策略；在防风工作的推进过程中，严格依照经过细致修改完善的铁塔、GIS、电杆、绝缘子等关键设备技术的规范，如《环型混凝土电杆技术规范》作为标准；除了一系列支撑文件外，还建设了台风监测系统作为预警应急的依据。上述系列支撑文件和支撑系统组成了南方电网公司防风技术体系（见表1），有效指导了沿海地区配电线路的防风规划、设计和改造工作，并在推广使用过程中不断修编和完善。
1.1防风技术体系的组织保障
南方电网公司的防风工作由公司领导、安全总监、总工程师、副总工程师等统筹，公司生产设备管理部牵头负责管理实施，公司计划发展部、安全监管部、基建部、物资部等其他相关部门协同生产设备管理部，负责防风加固专项规划、安全生产监察、项目管理、物资管控等环节，各省级电网公司负责协调相应的沿海城市供电局及具体的区县供电局落实防风加固工作。为保证防风项目质量的闭环管控，生产设备管理部还联合其他部门成立了防风工作督查组，对防风工作执行情况进行现场检查和督察，为防风技术体系提供了强大的组织保障。南方电网公司防风工作的组织架构见图1。
图1南方电网公司防风工作组织架构
1.2防风技术原则
南方电网公司防风加固的原则是“适当提高强度、适当加密密度、适当控制高度”。按照杆塔、导线、横担的受损代价大小顺序，确定遭受台风设施的保护重要性顺序：“一是不断杆，二是不倒杆和倾斜，三是不断线，四是不掉线”。遭受台风时用户保电原则顺序：“一是重要用户，二是敏感用户，三是城镇主干线路及其用户，四是一般用户”。
在进行配电设施防风改造时应参照沿海地区设计基本风速分布图，按照分布图针对距离海岸线不同距离、位于不同风速风区线路采取差异化防风标准开展防风改造规划。按照重要用户、区（县）城区主干线、城镇主供线路、行政村主供线路、自然村供电线路的次序，对沿海地区配电网设施进行差异化加固策略。
1.3防风主要技术措施
南方电网公司防风主要技术措施见图2。
图2防风主要技术措施
1）加装防风拉线。
对于单回线路，当耐张段内连续直线杆超过5基时，在耐张段的中间位置设置一基加强型直线杆；具备拉线条件时，在中间位置的原有电杆加装四向拉线；如无法加装拉线的可考虑采取在另一侧加装斜支撑杆。
对于双回路线路，原有线路电杆强度等级小于M级（选用绝缘导线时电杆强度小于N级）时，耐张段内应每隔一基直线杆装设一组防风拉线；装设防风拉线的原电杆强度等级应满足相关标准要求，否则更换为强度等级不小于K级的电杆并加装防风拉线。
2）加固电杆基础。
单回线路当耐张段内连续直线杆超过5基时，在耐张段的中间位置设置一基加强型直线杆；不具备拉线条件时，在中间位置直接新增强度等级不低于N级的非预应力电杆并配置基础。
双回线路不具备拉线条件时，电杆强度等级小于M级（绝缘导线电杆强度小于N级）时，应更换更高强度电杆并配置基础。
对于安装防风拉线的电杆，电杆埋深应不低于表2的要求。不满足要求时，需加固基础。
3）更换高强度电杆。
风化严重、有明显裂纹或配筋裸露的电杆应更换为符合强度要求的电杆；跨越高速公路、铁路、一级公路以及具有通航功能的河流的架空线路的直线杆应更换为耐张杆塔。
4）增设杆塔，减少耐张段长度。
单回线路耐张段长度一般不超过500m，增设的直线耐张杆塔，应选用强度等级不低于F级的非预应力电杆加装四向拉线；双回线路耐张段长度一般不超过400m，增设的直线耐张杆塔应选用高强度砼杆或自立式角钢塔或钢管杆。
原有线路的耐张杆塔，应根据其所处线路位置（直线、转角、终端等），校核其强度和基础以及电杆拉线配置是否满足当地基本风速分布图的风速要求。
5）增设杆塔，缩短直线大档距长度。
单回线路祼导线直线档距大于90m、绝缘导线直线档距大于80m时，双回线路祼导线直线档距大于80m、绝缘导线直线档距大于70m时，大档距两侧电杆强度等级、埋深应满足对应要求。强度不满足要求的，应在档距中间增加一基电杆。若因条件限制，不能增加电杆，则需在档距两端的电杆加装防风拉线。
6）适当提高易受台风影响地区的电缆化水平。
可根据当地技术经济水平，在满足一定的成本效益情况下，恰当选用铝芯、铝合金芯、铜芯电缆（铝芯、铝合金芯的成本约为铜芯的30%～50%）等进行配电网建设。
7）因地制宜选用聚氨酯等复合材料电杆。
盐密值较高或运输困难地区可选用聚氨酯复合材料电杆，其结构强度不得低于其他材料杆塔强度要求。
2 防风成效分析与典型案例
2.1防风成效分析
参照防风技术体系的防风原则和技术措施，南方电网公司开展了《海南、广西、广东电网提高抵御风灾能力专项规划》，2014～2015年投资约25亿元，共开展4258项防风加固项目。上述工作有效增强了沿海区域的抗风能力，在2015年强台风“彩虹”来临时，明显降低了配电设施的受损比例，成效显著。
湛江电网在“彩虹”10级以上风圈中共有10kV杆塔179639根，其中已加固70045根，未加固109594根。已加固的电杆共有785根受损，受损比例为1.12%，其中倾斜/倒杆比例为0.98%，断杆比例为0.14%；未加固的电杆共有8112根受损，受损比例为7.40%，其中倾斜/倒杆比例为5.60%，断杆比例为1.81%，具体受损情况见表3和表4。
通过比较可见，加固后的线路防风效果远超未加固的线路。广西电网已完成防风加固项目的线路在“彩虹”中未发生断杆、倾斜倒塌和断线情况。
2.2典型案例分析
案例一：《南方电网公司配电设施防风工作导则》中第7.8节提到：“聚氨酯材料电杆具有比普通水泥杆强度高、重量轻、绝缘性能良好、易于运输等特点。可适度试点采用耐张塔+聚氨酯材料直线电杆的方式，并进行运行效果分析评价。”
湛江供电局某10kV线路2006年投运，主干线全长共8km，位于沿海20km内，所在风区风速等级为37m/s，2013年采用12m聚氨酯材料电杆进行加固，137根电杆中有聚氨酯材料电杆46根、高强度电杆8根，部分有拉线和混凝土基础。在2015年强台风“彩虹”中，最近测风点实测风速为60m/s，该线路无受损现象，见图3。此外，湛江地区运行中的370根聚氨酯材料电杆均未受损。
图3某10kV线路#110复合电杆灾后效果
案例二：《南方电网公司配电设施防风工作导则》中第7.7.6节提到：“各地区实施抗风加固的时候，应从“效果、难易度、造价”三个维度对综合措施进行分析评价，根据实际情况选取适合当地地形地质条件的措施。优选“装设防风线”、“加固电杆基础”等措施，这类加固措施原则上应占全部防风加固项目的60%及以上。”
北海供电局10kV某线处于沿海30km范围内，台风“威马逊”导致该线发生了大面积倒杆、断杆，见图4（a）。2015年对抢修后的线路进行了防风加固改造，经过对项目效果、难度和经济性3个角度的分析和评价，按35m/s采取了综合防风加固的措施，台风“彩虹”中该线路全线无倒杆、断杆现象，见图4（b）。
（a）"威马逊"期间发生连续倒、断杆
（b）“彩虹”期间末发生倒、断杆
图4北海供电局10kV某线路防风效果对比
3 提高电网防风能力的建议
南方电网公司防风技术体系的建立和应用合理提高了强台风区内已有线路和新建线路的防风水平，所采取的防风技术手段在近几次的强台风中经受住了考验，但是仍存在一些问题，需要继续深入开展防风技术研究以提高电网防风能力。
1）随着全球气候变化，强台风以及超强台风出现的频率越来越高，如湛江在1995～2015年的20年内就先后遭受1996年台风“莎莉”（平均风速为57m/s，瞬时阵风为70m/s）、2014年台风“威马逊”（平均风速为
55m/s，瞬时阵风为60m/s）、2015年台风“彩虹”（平均风速为50m/s，瞬时阵风为67m/s）共计3个强台风和超强台风侵袭，现有的30年一遇的防风标准存在滞后和偏低现象，应适当提高沿海线路的防风等级。
2）适当提高易受台风影响地区的电缆化率。在风区新建线路，或对原有架空线路进行防风加固改造时，应注意技术经济比较，部分架空线路建设或改造成本较高，如湛江东海局某10kV线路全长7.8km，设防等级风速35m/s，每隔4根直线水泥杆架设耐张塔1基，并对全部杆塔实施基础加固，“彩虹”台风中未受损，防风效果显著，但该线路造价较高，平均每km造价与电缆相当。类似项目在设计阶段可考虑因地制宜地采用轻型电缆作为防风措施，可能具有更高的技术经济性。
3）适当提高设计时考虑的阵风系数。目前设计过程中对阵风系数K的推荐值是1.3～1.4，而分析“彩虹”和“威马逊”期间各气象监测点观测值发现，实际的K值已经达到了1.4～1.7，部分区域平均风速不高，但瞬间风速高，线路因瞬间风速过高而造成损失。
4）提高配电网标准设计中的防风能力要求。目前《中国南方电网公司标准设计和典型造价V1.0》中只对20、30m/s和35m/s对应模块作出了典型造价要求，导致各运用单位为了不超典型造价金额，而不得不降低杆塔荷载要求。
4 结语
南方电网公司生产设备管理部在配电网防风管理工作中构建了以《电网装备技术导则》等为设备新建和改造的纲领、以《沿海地区设计基本风速分布图》为防风抗灾的技术指导、以《防风设计技术规范》作为设计要求、以《防风工作导则》和《防风加固技术措施》等为技术策略、以《环型混凝土电杆技术规范》等关键设备技术规范为标准、以台风监测系统为预警应急依据的“六层级”配电网防风技术体系，并差异化开展各地防风加固项目。通过具体实例验证了防风技术体系可合理提高设备的防风抗灾能力，减少台风给电网带来的损失，为南方电网公司抗风保电提供了技术支撑。
原标题：【配电网防灾减灾】南方电网公司防风技术体系的建立与应用
