焦炎偉 崔曉貝

摘 要 輸電線路大多是架設(shè)在空曠的野外，暴露在空氣中，很容易受到惡劣自然氣候的影響，尤其容易發(fā)生覆冰問題，破壞整個電力系統(tǒng)的正常運行和安全。防覆冰是全世界各個國家都在致力研究解決的重大問題，對于保證各行各業(yè)的生產(chǎn)和人們的工作生活具有不可忽視的重要意義。本文針對輸電線路的覆冰問題以及防覆冰涂料須具備的特性進(jìn)行了一定的分析，并對現(xiàn)階段使用的防覆冰涂料進(jìn)行了總結(jié)評價。

關(guān)鍵詞 防覆冰涂料;輸電線路;應(yīng)用

發(fā)生輸電線路覆冰事故，就會導(dǎo)致電力系統(tǒng)中的各種設(shè)備發(fā)生運行故障，影響電力供應(yīng)，對于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行、各行各業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展會造成重大的不良影響。對于我國發(fā)展經(jīng)濟(jì)發(fā)展而言，解決輸電線路覆冰問題十分必要，我國超過79%的資源都分布在高冰雪覆蓋率、高海拔的中西部地區(qū)，且目前經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的重心也逐步向中西部轉(zhuǎn)移，電力工程建設(shè)是其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)保障，高壓線路和超高壓線路建設(shè)越來越多。在此發(fā)展背景下，解決改善輸電線路上的覆冰問題更加勢在必行。

1輸電線路覆冰的產(chǎn)生和危害性

輸電線路發(fā)生覆冰病害與輸電線路的設(shè)計和自然環(huán)境都存在一定的關(guān)系。首先，如果輸電線路所處的地區(qū)天氣過于嚴(yán)寒，長期處于冰期，這樣即使有對輸電線路采取一定的防覆冰措施，如果突遭更為惡劣的氣候，在部分比較薄弱的位置，仍然會發(fā)生嚴(yán)重的覆冰事故，導(dǎo)致輸電線路無法正常輸送電能，相關(guān)設(shè)備的電氣性能也會隨之受到影響。其次，設(shè)計人員在對輸電線路進(jìn)行設(shè)計時，對輸電線路架設(shè)區(qū)域的環(huán)境情況了解不足，或者沒有抗覆冰工作經(jīng)驗，導(dǎo)致設(shè)計的線路不合理或線路抗覆冰能力不足以抵抗惡劣的自然氣候，屢次發(fā)生冰害事故。一旦輸電線路發(fā)生冰害事故，會導(dǎo)致輸電線路的負(fù)載大大增加，輸電線路覆冰后，風(fēng)壓面積也會增大，引起電氣事故和機(jī)械故障。輸電線路上覆冰的不均勻或存在冰凌橋接現(xiàn)象，也會引發(fā)電氣事故，影響絕緣子串的電氣性能。除此之外，不均勻的輸電線路覆冰也會導(dǎo)致輸電導(dǎo)線發(fā)生舞動事故。

2常見防覆冰涂料應(yīng)用具體探析

2.1 電熱防覆冰涂料的應(yīng)用探析

電熱防覆冰涂料是發(fā)展時間最長，在輸電導(dǎo)線上應(yīng)用最廣泛的一種防覆冰涂料。電熱防覆冰涂料的防覆冰機(jī)理是通過電熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱量提高輸電線路表面的溫度，使其保持在零度以上，避免結(jié)冰。常用的導(dǎo)電填料包括炭黑、碳纖維以及氧化鋅等，將上述材料摻入防覆冰涂料中，再在輸電線路絕緣子上進(jìn)行涂覆，絕緣子表面的涂層就會因為電熱效應(yīng)持續(xù)發(fā)熱，使其不會在冬季雨水天氣由于溫度過低發(fā)生覆冰病害。但是另一方面，只有在冬天的時候，由于氣溫比較低，如果有雨水天氣，輸電線路就很容易發(fā)生覆冰現(xiàn)象，此時電熱防覆冰涂料的應(yīng)用能夠有效保護(hù)輸電線路的安全性。一旦冬季結(jié)束，其他季節(jié)的雨水天氣并不會導(dǎo)致輸電線路結(jié)冰，此時電熱防覆冰涂料依然會持續(xù)發(fā)熱，長此以往，就會使輸電線路的老化速度大大加快[1]。

2.2 融冰防覆冰涂料的應(yīng)用探析

與電熱防覆冰涂料類似，融冰防覆冰涂料的應(yīng)用也非常多，其在輸電線路絕緣層上的應(yīng)用是通過降低水的凝固點來減少覆冰災(zāi)害的產(chǎn)生，進(jìn)而保護(hù)輸電線路的正常運行。融冰防覆冰涂料中添加了有機(jī)金屬化合物等電解質(zhì)成分，這些電解質(zhì)成分在碰到水以后，就會發(fā)生分解反應(yīng)溶解到水中，使得水的凝固點適當(dāng)降低，進(jìn)而不會出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。另外，輸電線路的表面要具有一定的疏水性，這樣沒有結(jié)冰的水就可以很輕易地從輸電線路上掉落。在融冰防覆冰材料的實際應(yīng)用中，具有比較大的局限性，一方面要考慮電解質(zhì)成分在水中的遷移速度和對水凝固點的具體降低效果，另一方面要對防覆冰涂料涂覆在輸電線路后的物理性能和熱穩(wěn)定性進(jìn)行評估，還要設(shè)法降低融冰防覆冰涂料對輸電線路的腐蝕。除此之外，融冰防覆冰涂料對于超出一定溫度范圍的低溫環(huán)境，并不能發(fā)揮有效的防覆冰作用[2]。綜合來看，要克服以上融冰防覆冰涂料在輸電線路上的應(yīng)用困難點，具有很高的難度，大大局限了融冰防覆冰涂料的應(yīng)用推廣。

2.3 光熱防覆冰涂料的應(yīng)用探析

與上述兩種防覆冰涂料相比，光熱防覆冰涂料由于發(fā)展時間較短，在輸電線路上的應(yīng)用還比較少。在應(yīng)用原理方面，光熱防覆冰涂料也是通過在防覆冰涂料中添加具有特殊性能的成分，令其具有更加顯著的防覆冰效果。相較于其他防覆冰涂料，光熱防覆冰涂料具有更高的環(huán)保節(jié)能性，因為其是通過添加在防覆冰涂料中的可吸收太陽能的成分發(fā)揮作用的，將太陽能轉(zhuǎn)化成為熱能發(fā)熱，從而使輸電線路不結(jié)冰。目前有一種選擇性太陽能吸收涂料，相比其他光熱覆冰涂料，在附著力和耐老化性方面都具有非常明顯的優(yōu)勢。與電熱防覆冰涂料相比，光熱防覆冰涂料也具有類似的缺點，即非結(jié)冰天氣仍然持續(xù)性發(fā)熱導(dǎo)致輸電線路的老化速度加快。

2.4 超疏水性防覆冰涂料

目前研制出了一種新型的防覆冰涂料，這種涂料是根據(jù)防覆冰所必需的性能針對性研發(fā)而來，具有很強(qiáng)的疏水性，且疏水性的有效期也比較長，同時在太陽光的催化下，超疏水性防覆冰涂料具有一定的自我清潔能力。但是另一方面，在將超疏水性防覆冰材料應(yīng)用到實際輸電線路上時，要克服電磁場、臟污物質(zhì)以及天氣環(huán)境對防覆冰材料性能的不良影響。超疏水防覆冰涂料最大的缺陷是其只能在短暫的低溫環(huán)境中起到防覆冰作用，也就是說，在防覆冰方面它只能起到一個緩解作用，如果低溫環(huán)境維持時間較長，輸電線路上仍然會發(fā)生覆冰現(xiàn)象。而且在結(jié)成的冰結(jié)構(gòu)中存在一定數(shù)量的空隙，對其進(jìn)行融冰時，很容易放電，嚴(yán)重情況下甚至?xí)⑼苛蠈訜龎?。由此可見，超疏水防覆冰涂料的大范圍?yīng)用仍然具有局限性，實際應(yīng)用難度比較大。

3結(jié)束語

覆冰工作是電力建設(shè)人員必須重點關(guān)注的內(nèi)容，通過實際應(yīng)用和大量研究表明，與其他防覆冰技術(shù)相比，防覆冰涂料在改善輸電線路結(jié)冰問題方面具有更加顯著的優(yōu)勢。防覆冰涂料在研究開發(fā)、實際操作應(yīng)用方面的成本都比較低，且技術(shù)難度不大，對于在惡劣環(huán)境中的具體施工具有比較好的適應(yīng)性，具有非常良好的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 舒立春，蘭斯琦，蔣興良，等.涂覆光電混合涂料復(fù)合絕緣子延緩覆冰效果研究[J].高壓電器，2020，56（4）：55-61.

[2] 鄧喜玲，陳凱鋒，王晶晶.防覆冰涂層設(shè)計制備及性能研究[J].材料開發(fā)與應(yīng)用，2018，33（3）：104-110.