龔德龍

（國網(wǎng)張家界供電公司 湖南省張家界市 427200）

送電線路覆冰的防治方法探究

龔德龍

（國網(wǎng)張家界供電公司 湖南省張家界市 427200）

目前我國已經(jīng)是發(fā)生送電線路覆冰事故較多的國家之一，覆冰事故對我國電力系統(tǒng)的正常運行已經(jīng)造成了嚴重的影響，經(jīng)濟損失也較為嚴重。因此，對我國送電線路覆冰的原因以及對覆冰事故進行防治探究尤為重要。其研究成果將對我國送電線路建設具有重要意義。

送電線路；覆冰；防治

1 引言

送電線路覆冰不僅會對運行及維護工作產(chǎn)生影響，如果不及時解決，嚴重時還會導致重大事件事故的發(fā)生，比如發(fā)生短路、絕緣子閃絡、斷線倒塔等。當前，我國對覆冰厚度的設計取值范圍還不夠全面，正是很多氣象臺站關于送電線路覆冰厚度的資料不夠，所以大部分都只是根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查為主，這還有太多的不確定性。送電線路覆冰的傷害持續(xù)時間會比較長、而且發(fā)生頻率較高、所占的面積也很廣、影響非常大，已經(jīng)嚴重威脅電網(wǎng)的安全以及穩(wěn)定運行。因此，在對送電線路覆冰事故的原因和特點進行長期觀察和研究的同時，應該正確的對送電線路危害的可能和規(guī)律做出充分的分析，要采取有效的措施，總結(jié)出覆冰的原因和防止覆冰事故的發(fā)生。這對防止冰災事故的發(fā)生帶來重要的意義。

2 送電線路覆冰的原因

送電線路覆冰的直接原因主要體現(xiàn)為以下幾點：

2.1 覆冰嚴重造成過荷載

所有支持結(jié)構(gòu)和金具的垂直荷載因為覆冰關系不斷增加；導線風吹面覆冰厚度的增加也使得送電線路的水平荷載增加；當覆冰區(qū)線路檔距、高差存在差異時，縱向靜態(tài)荷載也會因為導線覆冰而不平衡。

2.2 覆冰不均勻或不同期脫冰引起張力差

當相鄰檔導線不均勻覆冰或不同期脫冰時，會導致張力差，這容易使導線外層鋁股斷裂，鋼芯抽動，不嚴重情況下線內(nèi)的導、地線也會滑動。不均勻覆冰產(chǎn)生和不同期脫冰產(chǎn)生的張力差分別是靜荷載和動荷載，故線股斷口也分別有和無縮頸現(xiàn)象。另外，脫冰會使導線跳躍，造成導地線相互靠近而短路，或?qū)Ь€和地線翻過橫擔、放電燒傷，橫擔變形損壞等（如圖1～2）。

圖1 送電線路架空避雷線覆冰圖

圖2 送電線路桿塔橫擔覆冰圖

2.3 絕緣子串覆冰閃絡

絕緣子覆冰或被冰結(jié)到一起后，絕緣程度發(fā)生改變，變得容易泄露；融冰時污穢物被冰體表面的水膜溶解成電解質(zhì)，使融冰水或冰面水膜的導電率不斷提高，這會使得絕緣子和串電壓分布的改變，從而覆冰絕緣子串的閃絡電壓降低，造成閃絡事故；如果絕緣子經(jīng)常被電弧燒傷，絕緣強度也會降低。

2.4 覆冰不均勻?qū)е聦Ь€舞動

風吹得激烈時會使偏心覆冰導線會發(fā)生較大的舞動。舞動越大所引起的動態(tài)應力也很大，造成搭桿的搭身搖晃，耐張塔橫擔也會擺動、扭曲變形；使導線間的距離變短或碰撞而產(chǎn)生閃絡，導線會被燒壞，并引起跳閘；不僅如此，金具及部件也會受到損害，如間隔棒線和塔螺栓夾松動或脫落、線夾船體滑出。

3 送電線路覆冰的危害

3.1 桿塔倒塌

桿塔倒塌是直線的桿塔一邊導線斷線造成的，然而該桿塔的一側(cè)又有帶覆冰的導線，兩邊不平衡，形成較大張力，這時桿塔的載荷太大，才造成這嚴重情況的發(fā)生。

3.2 相間短路

當導線和避雷線上的覆冰有些部分脫落時，各導線的載荷就會不均勻，這會導致導線跳躍現(xiàn)象，導線會搖晃而發(fā)生碰撞，容易造成短路。

3.3 距離短造成的事故

因為各檔距內(nèi)線路覆冰不一樣，每個檔距內(nèi)線路的分布也會發(fā)生較大變化。正是覆冰嚴重的檔距內(nèi)的導線載荷比較大，造成導線下垂明顯，引起事故一般都是由于距離小于安全范圍。

3.4 絕緣子串短路發(fā)生事故

絕緣子覆冰后，即使其結(jié)冰程度不高，但絕緣程度也會降低，當懸式絕緣子串上的冰雪融化時，便會形成冰柱，使絕緣子串短路，也就形成事故的發(fā)生。

4 送電線路除冰技術

目前，主要從防冰除冰、防覆冰閃絡等方面來防治輸電線路覆冰事故。

防冰除冰的措施：

4.1 防冰的措施

在送電線路的設計時，要避開一些微地形易覆冰區(qū)，如埡口、分水嶺、湖泊等。這是防止覆冰事故發(fā)生最有效的一種方法。但是某些送電線路是不能避覆冰區(qū)的，我們在設計時線路走廊的地形、氣象等一些條件必須充分考慮，為了確保有抗冰強度足夠，避免電氣和機械故障要經(jīng)常觀測覆冰狀況。

4.2 除冰的措施

現(xiàn)在，估計有三十多種在各種實驗和研究以及還在推廣階段的除冰技術、方法，可分三大類：①熱力的除冰。熱力的除冰就是利用導線自身發(fā)熱或者附加熱源，讓在導線上的冰雪不能積覆，或是讓積覆的冰雪融化掉。提高電線中的電流，利用產(chǎn)生的熱量來加溫電線，如帶負荷融冰方法和短路電流融冰法，各在寶雞電業(yè)局和湖南電網(wǎng)采用。除這些外還能用電阻絲伴隨加熱。②機器除冰。利用自動方式把導線上的覆冰強制脫落或者使用機械外力的方法稱為機械除冰，主要是滑輪鏟刮法、強力振動法和“ADHOC”法。③自然的脫冰。在導線上裝平衡錘、阻雪環(huán)等一些裝置使導線上覆冰堆積達到一定的程度，在自然力作用下，讓冰雪自行的脫落稱為自然脫冰。雖然這方法簡單且易行，但是由于脫冰會有不一樣或者是不同時間脫冰造成的導線跳躍，從而發(fā)生線路事故是很有可能發(fā)生的。

5 送電線路覆冰防范措施

如今，輸電線路導線覆冰已經(jīng)嚴重影響著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，為導線覆冰現(xiàn)象的發(fā)生，必須要采取有效的防范措施。

正常而言，應該盡可能的避開覆冰嚴重的地區(qū)以及考慮避開不利地形，也就是繞開覆冰嚴重之地，更要在階段采取有效的措施，防止輸電線路冰害事故的發(fā)生。拉線時，盡可能避免橫跨埡口、水庫等容易覆冰的地方和線路應該往較為平坦的地形走線，翻過山嶺時要考慮檔距大、高度差的問題，沿山嶺通過時，為了達到減少覆冰情況和覆冰程度變小的目的，盡量不要把轉(zhuǎn)角點安札在開闊的山脊上，而且角度要合適。

5.1 《重冰區(qū)架空輸電線路設計規(guī)定》應該是重冰區(qū)輸電線路嚴格執(zhí)行的一部法規(guī)

對于重覆冰新建地區(qū)，應該讓線路檔距均勻分布，避免大檔距，如果是覆冰嚴重的地段，也要采取相應的措施，比如，增加桿塔、縮小檔距，也就是減輕桿塔荷載以及減小導線、地線碰撞的幾率。

將原有的桿位置用新造的鋼芯鋁合金導線代替，送電線路的覆冰承載能力將得到增強。這樣也可避免當覆冰太重時導線發(fā)生重大事故。鋼芯鋁合金導線的抗拉強度比較大、然而也相對比較輕。在相同環(huán)境情況下，新型導線、避雷線組合比鋼芯鋁絞線抗覆冰性能更強。

當線路過原來位置時，導線由鋼芯鋁絞線被代替后，最大使用張力相對降低很多，當導線覆冰時，垂直荷重也比較輕，如果避雷線原樣保留，避雷線覆冰時垂直荷重也不變，然而最大使用張力則降低，根據(jù)垂直荷載和水平張力的數(shù)據(jù)可知，桿的荷載出現(xiàn)了明顯的降低，也就是說桿的安全性變得更強。如果導線的最大使用應力一樣，用鋼芯鋁絞線小于鋼芯鋁合金導線的比載，故對地距離、交叉跨越距離更有利。導線、避雷線的安全系數(shù)也都變高，當然，這也提高了覆冰的過載能力，對于50mm冰區(qū)校驗這正是符合規(guī)程的要求。

5.2 防止輸電線路絕緣子覆冰閃絡事故措施

（1）倒“V”形絕緣子串的自潔性能很好，積塵的量也很少；而且有局部電弧時，電離氣體容易擴散，冰閃電壓比較高。故采取倒“V”形絕緣子串。

（2）在瓷絕緣子直線單聯(lián)的地方各部加裝三個大帽不導電子，將絕緣子的冰柱隔斷；硅橡膠絕緣子，為阻斷冰柱、污流形成，達到杜絕覆冰閃絡的目的，采用各個有一片特大傘裙的合成絕緣子。

（3）絕緣子串上方要加裝直徑較大玻璃鋼傘裙罩，一般情況選擇400～700mm的直徑。它不但具有很好的避免絕緣子冰閃的效果，而且還可降低直線桿塔鳥害的跳閘率，但壞處是直徑會變大，檢修線路工作會受影響，而且不能斷絕絕緣子串本身的冰凌。

（4）粘貼或者熱塑一大盤徑硅膠傘裙罩于普通復合絕緣子的上方，但是有硅膠柔軟性的制約，直徑一般只能為400～600mm。

（5）從絕緣子串兩側(cè)的平衡考慮，刻意地將順路方向上的絕緣子串偏斜角增加，可使覆冰絕緣子冰閃電壓提高。注意此方法僅可用于單串絕緣子。

6 結(jié)語

送電線路的覆冰對電力系統(tǒng)的安全可靠運行造成影響。如果經(jīng)濟條件允許，盡量避開重冰區(qū)，如若不行，應在設計上采用有效、合理、可行的方式，比如降低結(jié)冰的設計方法或采用重型抗冰塔來抗冰。對覆冰事故進行防治，主要是準確掌握對輸電線路所經(jīng)地區(qū)氣象資料、微氣候及微地形，在整個過程中的每個階段都要采取針對措施。

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[3]左亞鵬，柴冰，史宏偉.淺談輸電線路覆冰故障處理技術[J].河南電力，2010（1）：01～05.

TM726

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1004-7344（2016）09-0063-02

2016-3-10

龔德龍（1977-），男，助理工程師，大專，本科在讀，主要從事送電線路運維管理工作。