电厂及输变电设施：城市灾害与防灾对策

目前电力设施灾害主要表现为地震灾害、风灾、冰冻灾害等。

例如，2003年4月12日，广东河源遭受罕见的龙卷风袭击，205座高压输电线杆塔、440条线杆被折断或者刮倒。2016年6月23日，江苏省盐城市阜宁县遭遇到强冰雹和龙卷风双重灾害。在吴滩镇立新村，路边树木和电线杆倒塌，城东水厂因供电设备毁坏已中断供水，部分地区通信中断。部分输变电设施受灾状况如图5.40、图5.41所示。

图5.40　风灾致使输电塔倒塌

图5.41　龙卷风造成电线杆倒塌

除风灾外冰灾也是重要的致灾因素之一。2008年初，中国南方地区遭受了新中国成立以来罕见的持续大范围低温、雨雪和冰冻的极端天气，上海、浙江、江苏、安徽、江西、湖南、湖北、贵州、广西、四川等18个省（自治区、直辖市）均不同程度受到此次灾害的影响。2008年1月11日—31日，华中电网21305km 500k V输电线路中共发生故障263条次，跳闸171条次，受影响500k V线路共71条约8170km，停电用户1466万户。部分地区停电停水、通信中断、交通事故频发，当地人的生产生活受到极大影响，如图5.42所示。

图5.42　冰灾致使输电线路受损

除了风灾与冰灾，地震灾害也是威胁电力系统安全运行的一种重要自然灾害。2008年汶川地震中，四川、甘肃、陕西多个变电站受到不同程度的损坏，位于震中的电力构筑物如主控楼、办公楼、开关室等多数发生倒塌。据不完全统计，震区电力系统110k V以上变电站停运数10座，电力负荷损失超过600万k W，110k V以上输电线路停运180余条，表5.4是汶川地震中四川、甘肃和陕西3省的电力设施震害统计情况。

表5.4　汶川地震中部分省份电力设施的损失状况

2011年东日本大地震中的15座火力发电厂中共81台发电机组，地震发生时有63台机组正在运行，地震发生后有13台机组停止运行，总的发电量大概减少30%，其中太平洋沿岸的广野（3800MW）、常陆那珂（1000MW）和鹿岛（4400MW）3座火力发电厂就有7台运行中的机组停止工作，除了液化现象突出外，海啸造成大量电气设备浸水，3座电厂的部分破坏状况如图5.43～图5.45所示。

图5.43（一） 广野火力发电厂破坏情况

图5.43（二） 广野火力发电厂破坏情况(www.xing528.com)

图5.44　常陆那珂火力发电厂破坏情况

图5.45　鹿岛火力发电厂破坏情况

图5.46　地震使置于电杆上的变压器倾斜

在地震作用下，输电线路的变压器发生不同程度的破坏，例如发生位移以及锚栓发生断裂现象。图5.46所示为电杆上的变压器倾斜状况。

变压器属于高压电气设备，存在头重脚轻的问题，地震时由于顶部质量大，结构底部所受到的弯矩大，极易在根部折断，应不仅仅单独考虑变压器的抗震设计，还应考虑连接构件整体的抗震性能设计，提高锚栓和连接构件的强度。

其他电力设施的破坏案例如图5.47～图5.49所示。

图5.47　电力设施中绝缘套管的破坏

图5.48　避雷器的破坏

图5.49　电塔（杆）的破坏