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尖山上的追风者

  • 发布时间:2015-01-21 03:29:23  来源:河南日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

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  □本报记者陈学桦本报通讯员任建庭

  1月16日,北风猎猎。

  车出郑州,向西南行驶50公里,便到了嵩山山脉东麓的新密尖山。在海拔807米的尖山乡尖山村,我们找到了此行的探访对象——国家电网公司重点实验室:输电线路舞动防治技术实验室。多项世界之最在这里诞生,多项科研成果在这里问世,并转化成数以亿计的经济效益,造福社会。

  人与自然的结晶

  风力十足,是尖山的特点。

  与国外同类试验线路选址于平原不同,该线路所处的尖山高差大、山口多、地貌复杂,便于科研人员掌握复杂环境下的试验数据。选址此地的另一个原因,是尖山优越的风力条件,这里的主导风向在气象学上称为“南西南风”,与东西走向的试验线路夹角大于60度,利于模拟覆冰舞动。

  “线路防舞试验,离了风不行,尖山全年的有风天数达200天以上,自然条件与地理因素碰撞,使这里形成了世界罕见的优越试验条件。”国网河南电科院实验室主任李清说。仅有大风还不足以实现线路舞动,线路覆冰是造成舞动的关键因素。覆冰如何实现?

  实验室科研人员采用PVC材料,先后设计出新月型和D型两种模拟冰,但长时间的风吹易造成角度变化,影响舞动效果。对此,科研人员提出在模拟冰上安装固定装置的构想。经过反复修改、安装调试,舞动试验从严苛的气象条件下解放出来,拓展到一年四季,只要风力足够大就有望舞动。

  最终,试验线路在自然风激励下实现大幅值、长时间舞动,全年有1/3时间可以起舞,在国际上首次实现连续三个耐张段的大幅值舞动。2013年共发生舞动102次,舞动幅值6至8米;2014年实现真型特高压八分裂试验线路的大幅值舞动,为舞动机理与防治技术研究奠定了基础。

  灾害倒逼的攻关

  输电线路舞动危害严重,极易造成大面积停电,恢复起来困难,社会影响巨大。截至目前,我国共发生输电线路舞动事件或事故1000多条次,经济损失数百亿元,2008年的湖南郴州冰雪灾害便是典型案例。当时,世界上仅有日本、加拿大等少数国家建设了真型输电线路,我国在此领域尚无建树。因此,国网河南电科院的防舞研究项目进入了国家电网公司的视野。

  2009年9月,实验室建设项目在国家电网公司正式立项;2010年8月,实验室在尖山建成投运。

  通过相间防舞技术研究,实验室提出基于相间间隔棒的防舞措施,牵头编制了电力行业标准《复合相间间隔棒技术条件》,“以相间间隔棒为主的防舞动治理方案”被国家电网公司作为第一优选方案,在全国19个省公司推广应用,改造线路逾千条,安装防舞装置近10万套。

  “通过风偏条件下的输电线路承载特性研究,我们提出交流架空线路抗风偏限位措施,研制了抗风偏绝缘拉索,在500千伏阳东II线上试用后,解决了风偏引起的线路跳闸问题,即将推广应用。”实验室专家张博告诉我们,几年的研究和防舞改造,使河南220千伏及以下线路覆冰舞动得到有效治理。

  追风者的梦想

  “白天风小,夜晚风大,天气越恶劣越往山上跑。我们深夜裹着军大衣在风口蹲点,到清晨眉毛都结了霜。”实验室副主任吕中宾自豪地说,国际上首次实现的自然风激励下连续三个耐张段大幅值、高频度舞动,就是他们追风追出来的。后来,这个15人的团队自称“追风者”。

  回想起实验室建设,张博用“惊险而刺激”来形容那个过程。“我们怕线路建成后舞不起来,压力很大,为此加强监视工作,实现了一秒钟一个风值,比气象局资料都精细。恶劣天气多发生在夜里,我们就装了激光夜视监控设备。”他指着3号塔颈部说,“看到没?那个就是激光夜视摄像头。”

  这套监控系统可不是摆设。2014年1月18日17时04分,科研人员通过监控发现,模拟覆冰特高压试验线路被狂风舞掉了,当即组织人员连夜守在现场。“担心线路导线掉线,影响安全,装上去就安心了。”吕中宾说,这让他们意识到,特高压线路舞动能量大、破坏力强,需要加强特高压防舞研究。

  几年来,实验室先后承担国家电网重大科技项目7项、河南电网重大科技项目30余项,开展共享合作研究课题13项,获省部级奖励10项;与中国电科院等单位合作研究的《输电线路覆冰舞动防治关键技术与应用》成果获国家电网科技进步一等奖。2014年1月,实验室被命名为国家电网重点实验室。

  目前,实验室正在开展特高压线路舞动机理与防治、500千伏水平布置线路和紧凑型线路的舞动防治研究,并与美国电科院、香港理工大学、清华大学、中国电科院等多家科研机构建立共享合作机制,进一步拓展气象灾害防治研究能力,为电网安全运行提供支撑。

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