電力系統是現代社會的生命線工程系統,一旦因地震災害而遭到破壞甚至失效時,不僅無法實現其自身的電力供應,而且還會影響生命線工程其他系統的功能,可能導致整個社會生活系統陷入癱瘓,也會很大程度上制約其他系統震後的恢復時間,阻滯國民經濟和社會生活的正常運行。
我國曾發生多次對電網造成較大損毀的地震,如1962年廣東省河源地震、1965年烏魯木齊地震、1966年邢臺地震、1969年廣東陽江地震、1970年雲南通海地震、1973年四川爐霍地震、1975年海城地震、1976年唐山地震、1996年包頭地震、1999年臺灣集集地震、2008年汶川大地震、2010年青海玉樹地震等。
5·12汶川特大地震中,四川電網遭受重創。171座變電站、2751條輸電線路停運,阿壩、德陽、綿陽、廣元等極重災區電網損毀殆盡,405萬戶停電,直接經濟損失達106億元。
發電站作為城市電力系統的首要組成部分, 一旦發生地震破壞, 會直接影響其所在電力系統的電力生產能力, 甚至導致整個區域喪失了電力供應。地震的直接危害是損毀電力設備,進而影響到廠站和系統的運行。距地震中心近的廠站設備通常損毀較為嚴重,離震中較遠地區的地震加速度和地面烈度並不大,地震直接造成電力設施嚴重損毀的地域有限。從曾發生的地震來看,地震的嚴重影響可達到地市級電網的規模,一般不會超過網省級電網的規模。
例如,1976年7月28日發生唐山大地震,陡河發電廠和唐山發電廠的廠區地震烈度均為9度以上,區域內建築破壞極其嚴重,大量發電設備及基礎設施損毀,導致發電廠喪失了正常工作能力。地震發生後,唐山地區電力供應徹底停止,嚴重影響了災民生活質量和災後救援工作。
唐山大地震後的發電廠
變電站是電力系統中對電壓和電流進行變換,接受電能及分配電能的場所,其作用是將發電機發出的電能升壓後饋送到高壓電網中。變電站作為城市電力系統的重要組成部分,其抵禦震害破壞的能力較差且容易產生巨大的震害不利影響。
地震導致變電站變壓器位移的案例較多,如1976年唐山地震,地震烈度為7度及以上地區,凡是有滾輪直接放在鋼軌上的35~220kV 4500kVA及以上的變壓器基本都發生位移,一般位移200~400mm,最大達720mm。
唐山大地震中變電站設備倒塌損毀
輸電鐵塔大部分材料由角鋼構成,具有一定的延性。輸電線的低頻振動對輸入地震能量有解耦作用,同時也由於輸電線路杆塔抗風和抗冰設計的要求,輸電線路杆塔結構的震害相對較輕。即使在10、11度烈度區,只要塔位地形、地質條件好,基礎完好,單純的鐵塔損壞的個案很少。
一般出現鐵塔變形的塔位,絕大多數都是由於地震所引起的次生災害,如地面變形、不均勻沉降、滑坡、泥石流或砂土液化導致地基基礎出現問題而引起鐵塔變形。電力輸送線路由於影響範圍較大,仍需對其在地震過程中的破壞問題提高警惕。
玉樹地震中受滑坡影響10kv輸電線路的水泥電桿倒塌
震害發生之後,國家應在第一時間成立震害應急調查部門,震害影響範圍內的省市縣分別成立震害應急處理部門,形成可以緊急進行災害情報收集、分析、判斷、傳遞的抗震救災體系。基於收集並歸納的震害情報,判斷電力系統應急恢復體系的構建基礎是否滿足需要,主要包括電力恢復人員配置及業務水平、電力恢復物資儲備等多方面內容。
電力系統的震後恢復一般分為三種模式:其一是緊急恢復災區內發生震害的發電廠,就地解決電力供應問題,無需外部的電力輸入;其二是當災區沒有發電廠或雖有發電廠但因震害嚴重導致短期不可能恢復供電時,只能引入災區附近城市的發電廠的電力能源;其三是以上兩種模式的組合,利用外地發電廠的電力部分補充災區發電廠喪失的發電能力。
同時,應大力提高電網抵禦地震災害的能力。相關部門須全面掌握廠站和輸電通道所經地區的地震災害歷史資料,明確電力設施的防震標準,在電網規劃、設備選型、技術措施,安裝施工等環節做好抗震設防工作。
參考資料及圖片來源:
《電力系統地震災害及防救規劃對策》
王麗華,王志濤,郭小東
《地震災害對我國電網損毀性影響評估技術研究》
陳鵬雲,王成智,謝強
《生命線工程抗震防災—以玉樹7.1級地震為例》郭恩棟
中國地震臺網正式測定:01月06日14時20分在紐西蘭克馬德克群島海域(南緯28.81度,西經177.10度)發生6.1級地震,震源深度10千米。
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