浅谈电力工程与水文气象的联系

[摘 要]电力是关系到国计民生的重要能源，目前，我国面临电力建设的任务比较繁重，这要求我们努力提升业务素质，不断加强管理，提高电网建设水平，在工程设计阶段准确把握各种细节。

[关键词]电力工程;设计;水文气象

电力工程与水文气象工程水文气象专业是一个基础专业，包含水资源、陆地水文、海洋水文和工程气象等学科，与勘测设计各专业都有密切的联系，是一个综合性的边缘学科，在发、送、变电各类工程中都发挥着重要作用。电力设计行业随着全面质量管理的不断深入 ，从发电到变电、送电各专业对气象资料的要求越来越多 ，越来越细。而作为气象专业 ，对观测结果的正确性和合理性要求也越来越高 ，过去一些经验性的工作方法已不能满足要求。

一、导线覆冰

1.覆冰种类线路

电线覆冰灾害是电网建设与安全运行中影响最大的安全隐患之一，随着我国强大电网的快速建设发展，特别是我国特高压、大容量、超长距离主干线路的快速建设发展，越来越多的主干线路不得不穿越严重覆冰的山地区域，科学合理地解决线路设计覆冰问题，这是我国电网规划设计行业所面临的一项十分迫切而重要的任务。线路设计覆冰问题的关键是科学估计重现期的导线覆冰极值，即预估使用期间可能出现的最大导线覆冰冰厚。为了与冰害作斗争，有必要了解与探讨覆冰的规律。设计中要考虑导线覆冰情况，主要是考虑由于覆冰而引起的导线荷载加大因素。根据《电力工程气象勘测技术规程》（DL/T 5158-2002），要求提供比重为0.9g/cm3时的导线覆冰厚度，因为雾凇比重较小，以往工作中主要统计雨凇。但根据气象观测规范，除雨凇，雾凇凝附在导线上称为导线覆冰外，湿雪冻结在导线上的现象也称为导线覆冰，由于湿雪比重相对较大，在导线上的附着重量往往较大，因此在统计导线覆冰参数时，湿雪应该作为最重要的参数，应引起高度重视，如果仅仅统计雨凇和雾凇特征值的话，结果很可能偏小。实际工作中主要有两类方法，一类偏经验，如利用全部观测资料建立经验频率曲线;另一类则以极值理论为基础，国内外主要采用极值Ⅰ型、极值Ⅱ型和皮尔逊Ⅲ型（P-III型）研究导线覆冰极值模型，估计重现期冰厚极值。

2.湿雪形成的机理

雪能附着在导线上并发展的主要原因，是由于雪片表面有水膜存在，故称为湿雪。湿雪片由于水的表面张力作用，不仅能附着在导线上，还因自重和风的作用能转动，即沿着导线的周围一边滑动，一边逐渐增厚，结果形成了较大的圆筒型覆雪。湿雪的含水率较高（达30%～36%），风的压力起着压实及促进再结晶的作用，风又能使湿雪表面蒸发，由于蒸发潜热使湿雪表面继续进行着冰化作用，这就说明湿雪覆冰的性质，实际上是混合冻结。导线上较长时间的覆雪，超过设计值时，往往会造成送电线路覆冰事故。典型的冰害事故如330kV龙海线在日月山段的覆冰倒塔事故，即是由于多次反复湿雪冻结造成的。目前各气象站对雨凇、雾凇及湿雪覆冰均不作统计，只在原始资料上记载是否出现，缺少定量数据，而且气象站点一般都远离线路，这对送电线路覆冰的系统化研究设计带来了较大困难，因此建立长期的观冰站意义重大，应引起气象及电力部门的高度重视。

二、雷电日数

根据线路设计专业提供信息，所谓雷电日数准确地说应是雷暴日数。因此，在统计雷电日数的时候只需对雷暴进行统计，而不需要统计闪电（远电）等内容。所谓雷暴是指积雨云中、云间或云地之间产生的放电现象，表现为闪电兼有雷声，有时亦可只闻雷声而不见闪电。在查看各地区气象站历年雷暴日数资料时，发现许多站1980年以后是对全天观测结果进行统计的，而1980年以前只统计白天，这是由于国家气象局在不同时期下达的统一编制要求不同造成的，因此，在雷暴日数的统计中，要注意资料系列的一致性，要采用全天观测的结果。

三、设计风速

近几十年来，受人类活动和环境变化的影响，气象台观测风速呈明显的下降趋势。本文通过聚均修正、提取趋势项修正、聚均修正+提取趋势项修正三种修正方法对风速系列进行修正，推求满足频率计算一致性要求的风速系列。实际应用表明，修正方法具有良好的适应性及修正效果。设计风速值推求在工程中经常遇到，也有了一些风速值计算方法，但由于风速系列仍较短，因此计算结果的合理性分析仍是十分重要的。下面就设计风速值推求谈一点看法。

1.风速

调查仍是一种验证计算结果的好办法一般风速计算均采用附近气象台（站）的风速资料，由于风速资料都是在气象台（站）观测场地内观测的，因而具有一定的代表范围，平原地区范围大一些，山区、半山区就小一些，甚至由于地形差别而失去代表性，因此设计风速取值在具体工程中有一个如何移用的问题。

2.有关风压等值线图的应用

风压等值线图作为一种反求设计风速的方法以前常被应用，但随着实测风速系列的日益延长，逐渐被用当地实测风速资料直接计算所代表。主要原因是风压等值线图的概化有时显得较强，即无法详细考虑当地（工程地点）的特殊地形条件等因素。