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尖山上的追風者

  • 發佈時間:2015-01-21 03:29:23  來源:河南日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

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  □本報記者陳學樺本報通訊員任建庭

  1月16日,北風獵獵。

  車出鄭州,向西南行駛50公里,便到了嵩山山脈東麓的新密尖山。在海拔807米的尖山鄉尖山村,我們找到了此行的探訪對象——國家電網公司重點實驗室:輸電線路舞動防治技術實驗室。多項世界之最在這裡誕生,多項科研成果在這裡問世,並轉化成數以億計的經濟效益,造福社會。

  人與自然的結晶

  風力十足,是尖山的特點。

  與國外同類試驗線路選址于平原不同,該線路所處的尖山高差大、山口多、地貌複雜,便於科研人員掌握複雜環境下的試驗數據。選址此地的另一個原因,是尖山優越的風力條件,這裡的主導風向在氣象學上稱為“南西南風”,與東西走向的試驗線路夾角大於60度,利於模擬覆冰舞動。

  “線路防舞試驗,離了風不行,尖山全年的有風天數達200天以上,自然條件與地理因素碰撞,使這裡形成了世界罕見的優越試驗條件。”國網河南電科院實驗室主任李清説。僅有大風還不足以實現線路舞動,線路覆冰是造成舞動的關鍵因素。覆冰如何實現?

  實驗室科研人員採用PVC材料,先後設計出新月型和D型兩種模擬冰,但長時間的風吹易造成角度變化,影響舞動效果。對此,科研人員提出在模擬冰上安裝固定裝置的構想。經過反覆修改、安裝調試,舞動試驗從嚴苛的氣象條件下解放出來,拓展到一年四季,只要風力足夠大就有望舞動。

  最終,試驗線路在自然風激勵下實現大幅值、長時間舞動,全年有1/3時間可以起舞,在國際上首次實現連續三個耐張段的大幅值舞動。2013年共發生舞動102次,舞動幅值6至8米;2014年實現真型特高壓八分裂試驗線路的大幅值舞動,為舞動機理與防治技術研究奠定了基礎。

  災害倒逼的攻關

  輸電線路舞動危害嚴重,極易造成大面積停電,恢復起來困難,社會影響巨大。截至目前,我國共發生輸電線路舞動事件或事故1000多條次,經濟損失數百億元,2008年的湖南郴州冰雪災害便是典型案例。當時,世界上僅有日本、加拿大等少數國家建設了真型輸電線路,我國在此領域尚無建樹。因此,國網河南電科院的防舞研究項目進入了國家電網公司的視野。

  2009年9月,實驗室建設項目在國家電網公司正式立項;2010年8月,實驗室在尖山建成投運。

  通過相間防舞技術研究,實驗室提出基於相間間隔棒的防舞措施,牽頭編制了電力行業標準《複合相間間隔棒技術條件》,“以相間間隔棒為主的防舞動治理方案”被國家電網公司作為第一優選方案,在全國19個省公司推廣應用,改造線路逾千條,安裝防舞裝置近10萬套。

  “通過風偏條件下的輸電線路承載特性研究,我們提出交流架空線路抗風偏限位措施,研製了抗風偏絕緣拉索,在500千伏陽東II線上試用後,解決了風偏引起的線路跳閘問題,即將推廣應用。”實驗室專家張博告訴我們,幾年的研究和防舞改造,使河南220千伏及以下線路覆冰舞動得到有效治理。

  追風者的夢想

  “白天風小,夜晚風大,天氣越惡劣越往山上跑。我們深夜裹著軍大衣在風口蹲點,到清晨眉毛都結了霜。”實驗室副主任呂中賓自豪地説,國際上首次實現的自然風激勵下連續三個耐張段大幅值、高頻度舞動,就是他們追風追出來的。後來,這個15人的團隊自稱“追風者”。

  回想起實驗室建設,張博用“驚險而刺激”來形容那個過程。“我們怕線路建成後舞不起來,壓力很大,為此加強監視工作,實現了一秒鐘一個風值,比氣象局資料都精細。惡劣天氣多發生在夜裏,我們就裝了鐳射夜視監控設備。”他指著3號塔頸部説,“看到沒?那個就是鐳射夜視攝像頭。”

  這套監控系統可不是擺設。2014年1月18日17時04分,科研人員通過監控發現,模擬覆冰特高壓試驗線路被狂風舞掉了,當即組織人員連夜守在現場。“擔心線路導線掉線,影響安全,裝上去就安心了。”呂中賓説,這讓他們意識到,特高壓線路舞動能量大、破壞力強,需要加強特高壓防舞研究。

  幾年來,實驗室先後承擔國家電網重大科技項目7項、河南電網重大科技項目30余項,開展共用合作研究課題13項,獲省部級獎勵10項;與中國電科院等單位合作研究的《輸電線路覆冰舞動防治關鍵技術與應用》成果獲國家電網科技進步一等獎。2014年1月,實驗室被命名為國家電網重點實驗室。

  目前,實驗室正在開展特高壓線路舞動機理與防治、500千伏水準佈置線路和緊湊型線路的舞動防治研究,並與美國電科院、香港理工大學、清華大學、中國電科院等多家科研機構建立共用合作機制,進一步拓展氣象災害防治研究能力,為電網安全運作提供支撐。

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