氣象對架空線路的影響

為敘述的方便，把導(dǎo)線、地線、避雷線、電話線及其附屬小件設(shè)備如線夾、絕緣子等統(tǒng)稱為電線。鐵塔、水泥桿柱等支撐物統(tǒng)稱為桿塔。線路則包括兩者。氣象對線路的機(jī)械性能的影響有以下幾方面。

1.電線和桿塔承受的氣象荷載。大風(fēng)對電線施加水平荷載覆冰對電線施加重力，連同電線的自重構(gòu)成垂直荷載。覆冰還使電線受風(fēng)的面積加大，使水平荷載增大。電線承受水平和垂直荷載的合力，稱綜合荷載，以比載計(jì)，即電線每米長、每平方厘米橫截面積所受到的力。低溫時(shí)電線收縮，拉力加大。冰與風(fēng)綜合荷載如超過器件的承受力，或者覆冰造成一檔斷線后桿塔兩面的拉力不平衡，或桿塔兩側(cè)不同期脫冰造成拉力不平衡，都可能使絕緣子、金具或橫擔(dān)損壞，防震錘彎曲，球頭磨損及變形，桿塔變形以至倒塌。如1984年1月17～19日華東三省不少線路覆冰達(dá)6.5 N/m，超過設(shè)計(jì)荷載的8.8倍，折斷鐵橫擔(dān)10 175根，斷桿4 499基。

2.氣象與電線的弧垂。電線下垂的最低點(diǎn)距懸掛高度的距離稱為弧垂。為了保證電線距地有一個(gè)安全的距離，要控制弧垂。綜合比載越大，氣溫越高(使電線的拉力越小)，檔距正越長，則弧垂(H)越大。它們有以下關(guān)系

為了控制弧垂，要了解可能造成最大弧垂的溫度和荷載的情況。

3.氣象與電線的振動(dòng)。微風(fēng)吹過電線，背風(fēng)一側(cè)渦旋不斷生消的沖擊力，使電線發(fā)生高頻的顫動(dòng)。顫動(dòng)頻率如與電線的振動(dòng)頻率共振，形成微風(fēng)振動(dòng)。它使線夾處的電線發(fā)生金屬疲勞，直至斷股斷線。陣風(fēng)對電線、特別是覆冰的電線有鉛直的分力，使電線發(fā)生鉛直方向的舞動(dòng)。通訊線舞動(dòng)會(huì)絞線；損壞絕緣子使絕緣子翻轉(zhuǎn)到橫擔(dān)上使桿塔的結(jié)合點(diǎn)松動(dòng)。

4.覆冰與電線的扭轉(zhuǎn)。覆冰往往先在電線的迎風(fēng)一側(cè)增長，對電線產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的力矩。電線扭轉(zhuǎn)時(shí)如果發(fā)生舞動(dòng)，可能在線夾附近折斷。

5.雷電 雷電感應(yīng)或擊中電線，產(chǎn)生超常的大氣過電壓，使導(dǎo)線和桿塔或橫擔(dān)之間發(fā)生閃絡(luò)，損壞線路，或擊穿絕緣物，破壞電器設(shè)備。

6.雨、雪和霧 導(dǎo)線周圍一薄層空氣若被電離，電線會(huì)向外持續(xù)放電，有光，稱為電暈。電暈損耗電力。下雨、下雪或濃霧時(shí)，空氣潮濕，容易發(fā)生電暈I使設(shè)備絕緣能力降低，容易發(fā)生閃絡(luò)、跳閘蕓至短路通訊線絕緣力減低，訊號衰弱，通話質(zhì)量降低。覆冰時(shí)通訊線載波衰耗大，雜音增加。

7.風(fēng) 風(fēng)使電線偏離平衡的位置，是為風(fēng)偏。風(fēng)偏使導(dǎo)線和其他物體的間隙減小，可能發(fā)生閃絡(luò)放電，燒壞電線，或使瓷瓶老化而減弱絕緣能力，跳閘或短路。風(fēng)從橫向吹來，使并排的幾條電線不同步地?cái)[動(dòng)，有時(shí)會(huì)閃絡(luò)或絞線。

8.覆冰 覆冰使導(dǎo)線弧垂增大，對跨越物(如通訊線、樹木等)閃絡(luò)放電。電線覆冰時(shí)表面不規(guī)則，風(fēng)吹過時(shí)產(chǎn)生不同方向的分力，電線容易舞動(dòng)或搖擺，使部分覆冰脫落，電線跳躍。跳躍激發(fā)電線這個(gè)彈性系統(tǒng)發(fā)生波動(dòng)，使覆冰陸續(xù)脫落，繼續(xù)引發(fā)跳躍。脫冰不均勻使導(dǎo)線跳躍舞動(dòng)，稱為脫冰跳躍。舞動(dòng)和脫冰跳躍有時(shí)使導(dǎo)線和地線或避雷線靠近，間隙不足而放電，可能絞線。

架空線路指高壓送電線路、通訊線路和電氣化鐵路的接觸網(wǎng)等用鐵塔、水泥或木質(zhì)桿柱把電線架在空中的線路。架空線路穿越不同的氣候區(qū)和地理環(huán)境，經(jīng)受烈日高溫，電擊雷劈，狂風(fēng)暴雨，嚴(yán)寒重冰。一旦電線中斷，或桿塔倒塌，供電或通訊停止，對國民經(jīng)濟(jì)會(huì)造成巨大損失。我國通訊線路由于電線覆冰而倒桿的，1954～1955年度為1325桿，1956～1957年度1064桿。云南省1960～1994年間，送電線路發(fā)生覆冰倒桿斷線事故101次，少送電12×10⁹ W·h。1984年1至2月，貴州大范圍覆冰，使輸電網(wǎng)割裂為4片。輸變電設(shè)備直接損522.1萬元用戶線路及變電設(shè)備損失444.2萬元；工交、郵電部門直接經(jīng)濟(jì)損失2 048.5萬元；全省國營林場有一半以上受害；僅西部27個(gè)林場，受災(zāi)面積達(dá)2.2×10⁷m²，損失木材6×10⁴m³。美國1990年3月7～8日在衣阿華、南達(dá)科他和內(nèi)布拉斯加州出現(xiàn)了大范圍風(fēng)暴和冰，嚴(yán)重處電線的冰厚達(dá)120 mm。有一條27 km長的高壓饋電線倒塔78基。各地共有19km的電纜損壞，維修費(fèi)需1500萬美元。兩個(gè)州的電力系統(tǒng)直接損失約2 000萬美元。僅一城市對風(fēng)暴所摧殘的市容和房屋進(jìn)行清理，就花費(fèi)210萬美元。

線路的覆冰和大風(fēng)的隨機(jī)性很大，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)若低于實(shí)際，難免發(fā)生事故。如我國500kv銭路從1988年到1993年倒塔4次，計(jì)19基。分析其原因，是由于出現(xiàn)的冰與風(fēng)荷載超過了設(shè)計(jì)荷載，以及材料和設(shè)計(jì)質(zhì)量有一些實(shí)質(zhì)性的缺陷。如果一味要求保證線路的可靠性，盲目按照高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，投資成本太大，也造成經(jīng)濟(jì)損失。所以，要作出合理的設(shè)計(jì)，既保證安全，又節(jié)約投資。

人們都知道“倒春寒”對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響極大，卻忽視了“倒春寒”對人身體健康的影響?！暗勾汉睂夏耆撕托『⒌纳眢w健康威脅較大，特別是在傍晚溫度下降的時(shí)候，在室內(nèi)如果不活動(dòng)的話，可使老年人血壓明顯升高，并能誘發(fā)心臟病、心肌梗死。而小孩則容易因空氣不流通引起呼吸道感染，既而感冒、發(fā)燒。所以，當(dāng)氣溫下降時(shí)要注意添衣保暖，特別是要注意手、臉（口與鼻部）的保暖，室內(nèi)要經(jīng)常保持清潔整齊，門窗要常開，使室內(nèi)陽光充足，空氣流通新鮮。飲食方面注意多飲茶，多喝姜湯。

在傳統(tǒng)的城市規(guī)劃理論中，關(guān)于氣象因素對城市建設(shè)和城市環(huán)境的影響已有所考慮，如風(fēng)玫瑰圖和污染系數(shù)玫瑰圖曾被廣泛用作城市規(guī)劃的依據(jù)之一。風(fēng)玫瑰圖和污染系數(shù)玫瑰圖都是大氣在氣流和污染物分布方面的統(tǒng)計(jì)特征，通常是月、季、年至幾年的平均狀態(tài)。但這種統(tǒng)計(jì)狀態(tài)的描述和分析與人們?nèi)找嬖鲩L的對人居環(huán)境的需求產(chǎn)生了很大矛盾。人們生活的時(shí)空是具體的某個(gè)地方某個(gè)時(shí)間，是一種隨機(jī)狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)的平均狀態(tài)無法反映這種隨機(jī)狀態(tài)的特點(diǎn)，也就失去了對人居環(huán)境的指導(dǎo)意義。在特定時(shí)期的條件和背景下，這種統(tǒng)計(jì)方法起到了一定的規(guī)劃指導(dǎo)作用，具有一定的合理性和客觀性。隨著城市的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，這種認(rèn)識和方法出現(xiàn)了局限性，特別是對于大多數(shù)城市，特殊污染氣象條件和大氣污染狀況嚴(yán)重的日數(shù)僅占全年很小的比例，這在統(tǒng)計(jì)分析中是無法反映的。而這少數(shù)的日數(shù)恰恰是人們最關(guān)心的，至有可能出現(xiàn)嚴(yán)重的大氣污染事件。隨著城市杜會(huì)經(jīng)濟(jì)與信息技術(shù)的發(fā)展，目前，遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)已廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃。

不同林木對溫度、水分、風(fēng)等氣象因子的要求有很大差別。以甘肅省天祝縣為例，該縣域森林主要分布在海拔2400-3200米中山區(qū)，年降水量為400-550毫米，年平均相對濕度49%-61%,年平均氣溫-0.7℃-2℃，最冷月平均氣溫-11℃-14℃，最熱月平均氣溫10℃-14℃。大于10℃的積溫1000℃，生長期90-120天，年平均風(fēng)速每秒1.6米。氣溫隨海拔的升高而降低，平常每上升100米，溫度遞減0.6℃-0.7℃。

林業(yè)生產(chǎn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害

林業(yè)氣象凍裂

林木向陽面受冬季晝夜溫度劇變影響，樹干縱向凍裂。凍裂一般不會(huì)直接引起樹木的死亡，但可降低產(chǎn)量和品質(zhì)。凍裂與溫度的變化幅度、樹木種類、樹皮光滑程度以及林分疏密度等有關(guān)。天?？h晝夜溫差大，樹干向陽面外層和內(nèi)部收縮快慢不一致，將使向陽面的外層產(chǎn)生破裂。

林業(yè)氣象根莖灼傷

這是指林木幼苗或幼樹根莖受表層土壤高溫灼傷。灼傷后幼嫩樹苗與高溫表土接觸處出現(xiàn)約2毫米寬的環(huán)狀傷痕，輕者樹皮微黃，1-2天后出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象；重者樹皮呈暗褐色，當(dāng)即死亡。根莖灼傷對苗圃育苗及山地造林危害較大，一般可降低成活率百分之幾到百分之幾十。根莖灼傷與近地表層的小氣候、土壤條件、林木種類及地形有關(guān)。

林業(yè)氣象雨凇害

雨凇害指過冷卻雨水在林木表面凝凍而成的冰層對林木造成的傷害。當(dāng)近地氣層溫度低于0℃，較高氣層上溫度高于0℃，從0℃以上的云層中下降的雨滴，經(jīng)過近地氣層時(shí)成為過冷卻狀態(tài)，落到地面較冷物體上即凍結(jié)成雨凇。雨凇常較多凝聚在樹木枝干的迎風(fēng)面，因重力作用使枝干彎曲，嚴(yán)重時(shí)折斷劈裂，甚至根倒。

林業(yè)氣象森林火災(zāi)

森林火災(zāi)是世界上最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一。森林自然溫度下不會(huì)起火，至少要有230℃-300℃高溫可燃物質(zhì)才會(huì)燃燒。火災(zāi)大多發(fā)生在旱季，天?？h以春、秋、冬三季為主，因春季干旱少雨（雪）多風(fēng)，氣溫回升快，空氣干燥，火災(zāi)最頻繁和嚴(yán)重。影響火災(zāi)的氣象因素包括降水、氣溫、風(fēng)速和濕度等。