鄭云龍（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司清遠(yuǎn)供電局，廣東 清遠(yuǎn) 511500）

高壓輸電線路覆冰研究

鄭云龍
（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司清遠(yuǎn)供電局，廣東 清遠(yuǎn) 511500）

摘 要：高壓輸電線路覆冰是一種很嚴(yán)重的自然災(zāi)害，可能引起輸電線路導(dǎo)線脫冰跳躍舞動(dòng)、短路跳閘、斷股斷線、倒塔停運(yùn)等設(shè)備運(yùn)行隱患或事故事件，這些隱患和事故的發(fā)生會(huì)在很大程度上給電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成影響。鑒于此，本文主要對(duì)當(dāng)前高壓輸電線路覆冰的形成原因、影響因素和危害等進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并在此基礎(chǔ)上探討如何有效解決線路覆冰問(wèn)題，以此來(lái)進(jìn)一步確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：高壓；輸電線路；覆冰；危害；處理措施

輸電線路覆冰影響的不僅僅是電力系統(tǒng)的運(yùn)行，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致事故發(fā)生，例如絕緣子串閃絡(luò)和導(dǎo)線舞動(dòng)等。我國(guó)大部分氣象臺(tái)關(guān)于輸電線路覆冰厚度的取值資料都比較少，厚度取值一般采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，主要以線路覆冰情況﹑海拔高度和當(dāng)?shù)鼐用衩枋鰹橐罁?jù)，但是這些都存在著不確定性。輸電線路覆冰危害具有發(fā)生頻率高﹑覆蓋面積大﹑持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，這些都嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此要對(duì)輸電線路覆冰的特點(diǎn)和原因進(jìn)行分析總結(jié)，進(jìn)行長(zhǎng)期﹑定時(shí)觀測(cè)以便研究，要盡可能更加準(zhǔn)確地掌握輸電線路覆冰的規(guī)律，不斷地總結(jié)防冰除冰措施，防治冰災(zāi)事故的發(fā)生。

一﹑線路覆冰機(jī)理及影響因素

1 覆冰形成的物理過(guò)程

就目前高壓輸電線路覆冰現(xiàn)狀來(lái)看，主要是在三個(gè)因素的作用下形成的，即溫度﹑空氣濕度和風(fēng)速，且只有三者同時(shí)達(dá)到特定條件，才能夠?qū)е赂脖F(xiàn)象的形式，首先，氣溫要在0℃以下，其次，空氣相對(duì)濕度要達(dá)到85%以上；最后則是風(fēng)速要大于1m/s。

寒冬或者初春季節(jié)，氣溫下降到-5℃～0℃，風(fēng)速達(dá)到3m/s～15m/s時(shí)，如果遇到大霧或者小雨，水滴的直徑大，周圍氣溫相對(duì)較高，這樣水滴的潛熱散發(fā)就比較慢，輸電線路就容易形成雨凇；當(dāng)氣溫下降﹑雨雪天氣時(shí)，雪和凍雨就在粘結(jié)強(qiáng)度很高的雨凇冰面上迅速增厚，形成了密度大于0.6g/cm3的比較厚的冰層。如果溫度繼續(xù)下降到-15℃～-8℃，水滴直徑較小，周圍氣溫較低，造成水滴潛熱能迅速散失，導(dǎo)線外的冰層就形成了霧凇。如果在形成的過(guò)程中出現(xiàn)多次晴冷的天氣，就會(huì)形成混合凇。

2 覆冰的影響因素分析

（1）氣象條件。一般來(lái)說(shuō)，大氣中的水滴在0℃的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)冷卻現(xiàn)象，被冷卻水滴包圍住的輸電線路一旦與其他冷卻水滴相碰撞，就會(huì)形成線路表面覆冰。（2）海拔。就同一地區(qū)而言，海拔越高的地方，高壓線路覆冰現(xiàn)象就越容易發(fā)生，相反，海拔較低的地方，覆冰現(xiàn)象則很少發(fā)生。每個(gè)地區(qū)都有起始結(jié)冰的海拔高度，稱為凝結(jié)高度。（3）地形。輸電導(dǎo)線覆冰的程度還取決于山脈的走向﹑臺(tái)地﹑坡向與分水嶺﹑江湖水體﹑風(fēng)口等因素，在山區(qū)輸電導(dǎo)線覆冰受到地形的影響更為嚴(yán)重。（4）電場(chǎng)強(qiáng)度。輸電導(dǎo)線覆冰量的大小與電場(chǎng)強(qiáng)度也具有直接關(guān)系，據(jù)觀察，在電場(chǎng)強(qiáng)度較小的情況下，一旦電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生增加現(xiàn)象，導(dǎo)線覆冰量就會(huì)隨之增加，但如果電場(chǎng)強(qiáng)度較大，不帶電的覆冰量就會(huì)比帶電導(dǎo)線覆冰量大。除此之外，強(qiáng)電場(chǎng)的作用下輸電導(dǎo)線覆冰的密度要比無(wú)電場(chǎng)時(shí)要小。（5）線路走向及懸掛高度。通過(guò)對(duì)當(dāng)前線路覆冰的觀察我們可以發(fā)現(xiàn)，覆冰較為嚴(yán)重的線路大多都是東西走向，南北走向線路的覆冰則不是很嚴(yán)重。所以，為了避免導(dǎo)線覆冰的現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)該盡可能避免線路呈東西走向布置。其次是懸掛高度，就一個(gè)地區(qū)來(lái)說(shuō)，懸掛高度越高，越容易覆冰，覆冰也越厚，且多為霧凇。所以，應(yīng)結(jié)合線路應(yīng)用的實(shí)際需求，合理設(shè)置懸掛高度。

二﹑線路覆冰的危害

線路覆冰而造成的危害有多個(gè)方面，（1）過(guò)負(fù)載導(dǎo)致桿塔倒塌事故；（2）導(dǎo)線舞動(dòng)造成相間短路事故；（3）絕緣子串短路造成的接地事故。

三﹑除冰防冰的方法與措施

1 提高輸電線路覆冰設(shè)防的標(biāo)準(zhǔn)

一方面，在對(duì)輸變電工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)盡量避免在重冰區(qū)設(shè)置線路，同時(shí)，要嚴(yán)格按照系統(tǒng)差異性規(guī)劃原則，采取針對(duì)性的措施將線路覆冰設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)提高。另一方面，應(yīng)該根據(jù)線路運(yùn)行的實(shí)際環(huán)境，采取必要的防冰設(shè)施配置，最大限度提高線路的抗冰能力。這樣一來(lái)，便可以有效避免線路受到覆冰的危害，提高線路運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

2 加強(qiáng)對(duì)易發(fā)冰災(zāi)區(qū)域的監(jiān)控，建立在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

為了防范輸電線路覆冰現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)于容易產(chǎn)生覆冰現(xiàn)象的線路，應(yīng)該根據(jù)其所處的位置和線路運(yùn)行環(huán)境，建立科學(xué)﹑完善的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)對(duì)線路的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)線路存在覆冰的預(yù)兆，應(yīng)及時(shí)采取針對(duì)性的預(yù)防措施，以此來(lái)避免冰災(zāi)事故的發(fā)

生。

3 制定合理有效的融冰方案

在輸電線路覆冰的情況下，通常開(kāi)展除冰作業(yè)以避免或降低覆冰對(duì)輸電線路的危害，其中融冰是一項(xiàng)行之有效的除冰技術(shù)措施。融冰技術(shù)運(yùn)用較多的是交流融冰﹑直流融冰和分裂導(dǎo)線融冰。這些技術(shù)各有各的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，實(shí)際操作中需根據(jù)具體情況采用具體的融冰方式。要深入的分析現(xiàn)有的融冰技術(shù)，對(duì)易覆冰的線路進(jìn)行具體的分析，根據(jù)電網(wǎng)的特點(diǎn)，研究并制定合理的融冰方案，為冰災(zāi)事故時(shí)應(yīng)急預(yù)案的及時(shí)啟動(dòng)提供支持。

4 建立電網(wǎng)抗冰減災(zāi)的應(yīng)急機(jī)制

建立電網(wǎng)抗冰減災(zāi)的應(yīng)急機(jī)制是電網(wǎng)安全運(yùn)行的必要保證，在易覆冰天氣條件下要加強(qiáng)設(shè)備的巡視和冰情觀測(cè)，及時(shí)消除安全隱患。必要時(shí)能夠及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，積極應(yīng)對(duì)惡劣的天氣。要健全事故搶修機(jī)制，在最短的時(shí)間內(nèi)，將事故造成的危害控制到最小范圍內(nèi)。

5 研究覆冰的相關(guān)技術(shù)，提高抗冰能力

輸電線路覆冰的防治要結(jié)合覆冰情況，系統(tǒng)的開(kāi)展輸電線路覆冰機(jī)理﹑覆冰閃絡(luò)特性﹑防冰除冰技術(shù)等方面的研究，提高輸電設(shè)備的抗冰能力，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供保障。

結(jié)語(yǔ)

本文在介紹輸電線路覆冰機(jī)理的基礎(chǔ)上，分析了輸電線路覆冰的影響因素以及帶來(lái)的危害。由于覆冰現(xiàn)象受到很多因素的影響，所以在進(jìn)行防冰除冰時(shí)不能一概而論，要建立因地制宜的防治體系。我們應(yīng)該從冰災(zāi)事故中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)防冰除冰技術(shù)研究，建立電網(wǎng)抗冰減災(zāi)應(yīng)急機(jī)制，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行能力。

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