李江陵

（國網(wǎng)四川省電力公司樂山供電公司，四川 樂山 614000）

當(dāng)輸電線路發(fā)生覆冰災(zāi)害，可能造成線路的機(jī)械事故及電氣事故，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致供電中斷，為我國經(jīng)濟(jì)帶來重大損失。所以，相關(guān)工作人員應(yīng)不斷提高自身的專業(yè)技能及綜合素養(yǎng)，深入對輸電導(dǎo)線的覆冰防治內(nèi)容進(jìn)行探討，從而將災(zāi)害降至最低。以下簡要針對220kV輸電導(dǎo)線覆冰防治相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行探討，僅供參考。

一、造成220kV輸電導(dǎo)線出現(xiàn)覆冰問題的原因

導(dǎo)線出現(xiàn)覆冰情況又可以被稱為“電線積冰”。其指的是由于受到冷暖空氣對流、濕度、溫度、風(fēng)、環(huán)流等條件所影響，出現(xiàn)的物理綜合現(xiàn)象。對于溫度較低、直徑較小的水滴來講，其穩(wěn)定性較差，很容易受到風(fēng)的作用，假如同地面較冷的物體出現(xiàn)碰撞，例如：電線桿塔、導(dǎo)線等，就極容易出現(xiàn)形變，水滴的表面彎曲程度降低，張力變小，再加之導(dǎo)線自身出現(xiàn)如同凝結(jié)核的作用，進(jìn)而讓成液態(tài)形式的水滴變成冰，依附在導(dǎo)線的表面，從而形成霧凇、雨凇等。表1為自然覆冰的類別及形成條件。

表1 ：自然覆冰的類別及形成條件

二、220kV輸電導(dǎo)線出現(xiàn)覆冰情況的危害

在我國，輸電導(dǎo)線出現(xiàn)覆冰情況最早發(fā)生在1954年。最近幾年，覆冰問題經(jīng)常出現(xiàn)，已經(jīng)對我國電力系統(tǒng)的運營安全造成影響。圖1為出現(xiàn)覆冰情況的現(xiàn)象。

（一）荷載強(qiáng)度過高

當(dāng)輸電導(dǎo)線出現(xiàn)覆冰問題時，冰的重量會使桿塔及金具的豎直方向荷載強(qiáng)度增加。因為覆冰問題使導(dǎo)線的張力及地面張力依據(jù)比例增加，桿塔的轉(zhuǎn)角及基礎(chǔ)扭矩增加，極容易出現(xiàn)桿塔基礎(chǔ)下沉、扭轉(zhuǎn)、彎曲、傾斜等問題，嚴(yán)重的甚至在拉線位置下出現(xiàn)桿塔倒塌問題。導(dǎo)線的覆冰情況還會增大迎面，進(jìn)而使導(dǎo)線水平方向的荷載增加，讓輸電線路出現(xiàn)較為嚴(yán)重的橫向串基倒桿情況。

（二）覆冰不均勻

圖1 ：出現(xiàn)覆冰情況的現(xiàn)象

如果導(dǎo)線出覆冰不均勻或者脫冰不同期，就會使鄰近的導(dǎo)線形成張力差，從而造成導(dǎo)線在線夾出發(fā)生滑動情況，甚至嚴(yán)重的會讓導(dǎo)線的外層鋁線在線夾位置發(fā)生斷裂情況，或者鋼芯出現(xiàn)抽動問題。由于鄰近導(dǎo)線之間的張力作用，讓電線桿塔的絕緣子串出現(xiàn)較大偏移，互相出現(xiàn)碰撞，導(dǎo)致絕緣子出現(xiàn)破裂或者損壞。因為覆冰不均勻，可能引發(fā)橫擔(dān)情況，形成扭轉(zhuǎn)，如果脫冰不同期，可能使橫擔(dān)上翹或者出現(xiàn)折斷問題。

（三）導(dǎo)線出現(xiàn)舞動問題

因為輸電導(dǎo)線上覆蓋的冰不均勻，很容易讓導(dǎo)線在風(fēng)里的影響下出現(xiàn)舞動或者自激震蕩情況。長此以往，導(dǎo)線的舞動作用極容易造成絕緣子、導(dǎo)線、桿塔、金具等遭受不平衡沖擊而引發(fā)損傷，甚至嚴(yán)重的可能使導(dǎo)線互相形成短路問題，桿塔可能出現(xiàn)傾斜、倒塌狀況，危害民眾的生命安全。

三、防治220kV輸電導(dǎo)線出現(xiàn)覆冰問題的措施

經(jīng)過對上述內(nèi)容進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，冰雪災(zāi)害影響線路的重要原因包含以下三方面內(nèi)容：其一，真實導(dǎo)線的覆冰厚度超出設(shè)計線路許可的覆冰厚度，進(jìn)而使導(dǎo)線出現(xiàn)斷裂問題或者桿塔發(fā)生倒塌情況；其二，初始線路的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對有關(guān)荷載作用，尤其是豎直方向不平衡張力的取值較低；其三，線路盡可能倒閉不利環(huán)境同樣是需要深入思考的因素之一。想要防治220kV輸電導(dǎo)線出現(xiàn)覆冰問題，具體可以從以下幾方面入手：

（一）選取科學(xué)、合理的輸電線路

相關(guān)工作人員需要基于該地域?qū)Ь€的覆冰資料為前提，在設(shè)計期間重點考慮抗冰方法，從而提高輸電線路抵抗覆冰的性能，確保線路運行穩(wěn)定，為民眾提供安全電能?？梢詮囊韵聨追矫嫒胧诌M(jìn)行預(yù)防：

其一，針對距離相對較遠(yuǎn)的覆冰地域，可以采用適當(dāng)添加桿塔、縮減桿塔距離等方法，從而降低各個桿塔的荷載能力，提高導(dǎo)地線的機(jī)械過載性能，預(yù)防出現(xiàn)脫冰不均勻時地線互相碰撞的幾率。針對220kV線路來講，一般桿塔的間隔距離約為500m作用。當(dāng)受到地域限定時，可以相應(yīng)增長間隔距離，但相應(yīng)采用耐張端等方法予以處理。

其二，增強(qiáng)桿塔、縮短耐張段的長度。針對經(jīng)常發(fā)生覆冰情況，荷載較高、兩邊檔距差別較大、豎直檔距系數(shù)較低的直線桿塔，可以利用加固桿塔的方法，或者改建成耐張塔的措施，提高導(dǎo)線的質(zhì)量。在風(fēng)口位置或者跨越峽谷的導(dǎo)線，可以改建成孤立檔。

其三，將避雷線設(shè)置取消，應(yīng)用其他避雷方法進(jìn)行替換，從而降低脫冰跳躍期間導(dǎo)線互相碰觸形成短路問題的概率。

其四，針對受地形作用容易出現(xiàn)從下到上吹風(fēng)的導(dǎo)線跳躍區(qū)域，可以采用雙線夾、雙串聯(lián)絕緣子的方法，防止出現(xiàn)掉線、斷串等情況；其五，想要預(yù)防或者降低覆冰情況后鋼芯、鋁線斷股、斷線問題，在主要的覆冰位置可以應(yīng)用高性能的鋼芯鋁合金材質(zhì)作為輸電線，從而提高其抗冰特性；其六，為預(yù)防或者降低覆冰位置線路因為張力不平衡及脫冰跳躍震動而造成的導(dǎo)線損傷，可以采用預(yù)絞絲護(hù)線條對導(dǎo)線進(jìn)行保護(hù)。

（二）應(yīng)用熱力融冰的方法防治導(dǎo)線覆冰問題

熱力融冰方法的工作原理為：借助導(dǎo)線本身的熱量或者附加熱源，讓冰雪無法在導(dǎo)線上進(jìn)行積累，覆冰，亦或是讓已經(jīng)積累的冰雪消融。例如：應(yīng)用增加導(dǎo)線的傳送電流措施進(jìn)行融冰，利用線路的短路電流進(jìn)行融冰，借助低局里溫度磁環(huán)、磁力線等進(jìn)行融冰等，讓導(dǎo)線本身產(chǎn)生熱量，增高溫度。例如：在2010年，浙江省電力企業(yè)同浙江大學(xué)進(jìn)行合作，共同完成了“500kV SVC兼直流融冰系統(tǒng)研制與工程試點”項目。并且在浙江的金華雙龍電網(wǎng)企業(yè)投入應(yīng)用。該項目從多個方面都實現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新。此設(shè)備的設(shè)計額定容量直流輸出約為8.8萬kW，額定的輸出電流約為5000A，能夠同該輸電站100km的6條220kV的出線融冰需求相滿足。

（三）增強(qiáng)線路的設(shè)計指標(biāo)

目前，我國新架設(shè)的輸電線路統(tǒng)一遵照《110kV--750kV輸電線路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》要求施工。新的線路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)較以往的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相比，在桿塔的設(shè)計荷載、設(shè)計氣象等方面都有了改變。在新的線路設(shè)計指標(biāo)中，對基本風(fēng)速及覆冰厚度有了重新規(guī)定。以往對220kV的輸電線路重現(xiàn)時間為15年，大跨度為30年，而新的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)將二者都規(guī)定為30年。另外，新的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對220kV的輸電線路距離地面的豎直高度設(shè)定為10m。

（四）絕緣子串的覆冰防治措施

因為絕緣子串的形狀、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在風(fēng)的作用下，覆冰的形式也多種多樣，所以，想要對絕緣子串的覆冰情況進(jìn)行防治較為困難。在線路運行期間，絕緣子串出現(xiàn)閃絡(luò)問題的原因在于絕緣子處在融冰情況，電導(dǎo)率高的融冰水形成水簾。因此，可以通過隔絕融冰水簾來預(yù)防覆冰問題。將絕緣子串成V型、水平方向、傾斜方向等進(jìn)行懸掛。

結(jié)語

總而言之，隨著民眾對電能需求的要求逐步升高，相關(guān)工作人員應(yīng)深入對輸電線路運輸?shù)南嚓P(guān)內(nèi)容進(jìn)行深入研究。導(dǎo)線覆冰情況很容易影響電能運輸?shù)姆€(wěn)定性及安全性，所以，從業(yè)者應(yīng)深入分析造成導(dǎo)線覆冰問題的原因，并相應(yīng)提出防治措施，從而提高供電的穩(wěn)定性與安全性。

[1]李曰兵，邢爽，周磊，等.高壓輸電線路導(dǎo)線覆冰舞動分析與對策[J].華中電力，2010（02）.

[2]王曉涵，王如偉，王茂成，等.220kV同塔雙回雙分裂導(dǎo)線防覆冰舞動的研究與設(shè)計[J].高壓電器，2011（11）.