探討220kV輸電導線覆冰的防治方法實踐

李江陵

（國網(wǎng)四川省電力公司樂山供電公司，四川 樂山 614000）

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

一、造成220kV輸電導線出現(xiàn)覆冰問題的原因

導線出現(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、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，再加之導線自身出現(xiàn)如同凝結(jié)核的作用，進而讓成液態(tài)形式的水滴變成冰，依附在導線的表面，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輸電導線出現(xiàn)覆冰情況的危害

在我國，輸電導線出現(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）荷載強度過高

當輸電導線出現(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度增加。因為覆冰問題使導線的張力及地面張力依據(jù)比例增加，桿塔的轉(zhuǎn)角及基礎扭矩增加，極容易出現(xiàn)桿塔基礎下沉、扭轉(zhuǎn)、彎曲、傾斜等問題，嚴重的甚至在拉線位置下出現(xiàn)桿塔倒塌問題。導線的覆冰情況還會增大迎面，進而使導線水平方向的荷載增加，讓輸電線路出現(xiàn)較為嚴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

如果導線出覆冰不均勻或者脫冰不同期，就會使鄰近的導線形成張力差，從而造成導線在線夾出發(fā)生滑動情況，甚至嚴重的會讓導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)橫擔情況，形成扭轉(zhuǎn)，如果脫冰不同期，可能使橫擔上翹或者出現(xiàn)折斷問題。

（三）導線出現(xiàn)舞動問題

因為輸電導線上覆蓋的冰不均勻，很容易讓導線在風里的影響下出現(xiàn)舞動或者自激震蕩情況。長此以往，導線的舞動作用極容易造成絕緣子、導線、桿塔、金具等遭受不平衡沖擊而引發(fā)損傷，甚至嚴重的可能使導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輸電導線出現(xiàn)覆冰問題的措施

經(jīng)過對上述內(nèi)容進行分析發(fā)現(xiàn)，冰雪災害影響線路的重要原因包含以下三方面內(nèi)容：其一，真實導線的覆冰厚度超出設計線路許可的覆冰厚度，進而使導線出現(xiàn)斷裂問題或者桿塔發(fā)生倒塌情況；其二，初始線路的設計標準對有關(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、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行預防：

其一，針對距離相對較遠的覆冰地域，可以采用適當添加桿塔、縮減桿塔距離等方法，從而降低各個桿塔的荷載能力，提高導地線的機械過載性能，預防出現(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。當受到地域限定時，可以相應增長間隔距離，但相應采用耐張端等方法予以處理。

其二，增強桿塔、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，提高導線的質(zhì)量。在風口位置或者跨越峽谷的導線，可以改建成孤立檔。

其三，將避雷線設置取消，應用其他避雷方法進行替換，從而降低脫冰跳躍期間導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)從下到上吹風的導線跳躍區(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線損傷，可以采用預絞絲護線條對導線進行保護。

（二）應用熱力融冰的方法防治導線覆冰問題

熱力融冰方法的工作原理為：借助導線本身的熱量或者附加熱源，讓冰雪無法在導線上進行積累，覆冰，亦或是讓已經(jīng)積累的冰雪消融。例如：應用增加導線的傳送電流措施進行融冰，利用線路的短路電流進行融冰，借助低局里溫度磁環(huán)、磁力線等進行融冰等，讓導線本身產(chǎn)生熱量，增高溫度。例如：在2010年，浙江省電力企業(yè)同浙江大學進行合作，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)投入應用。該項目從多個方面都實現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新。此設備的設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）增強線路的設計指標

目前，我國新架設的輸電線路統(tǒng)一遵照《110kV--750kV輸電線路設計標準》要求施工。新的線路設計標準較以往的設計標準相比，在桿塔的設計荷載、設計氣象等方面都有了改變。在新的線路設計指標中，對基本風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，而新的設計標準將二者都規(guī)定為30年。另外，新的設計標準對220kV的輸電線路距離地面的豎直高度設定為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)較為復雜，在風的作用下，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行防治較為困難。在線路運行期間，絕緣子串出現(xiàn)閃絡問題的原因在于絕緣子處在融冰情況，電導率高的融冰水形成水簾。因此，可以通過隔絕融冰水簾來預防覆冰問題。將絕緣子串成V型、水平方向、傾斜方向等進行懸掛。

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)工作人員應深入對輸電線路運輸?shù)南嚓P(guān)內(nèi)容進行深入研究。導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)者應深入分析造成導線覆冰問題的原因，并相應提出防治措施，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同塔雙回雙分裂導線防覆冰舞動的研究與設計[J].高壓電器，2011（11）.