高壓輸電線路覆冰研究

鄭云龍（廣東電網有限責任公司清遠供電局，廣東 清遠 511500）

高壓輸電線路覆冰研究

鄭云龍
（廣東電網有限責任公司清遠供電局，廣東 清遠 511500）

摘 要：高壓輸電線路覆冰是一種很嚴重的自然災害，可能引起輸電線路導線脫冰跳躍舞動、短路跳閘、斷股斷線、倒塔停運等設備運行隱患或事故事件，這些隱患和事故的發(fā)生會在很大程度上給電力系統(tǒng)的安全運行造成影響。鑒于此，本文主要對當前高壓輸電線路覆冰的形成原因、影響因素和危害等進行簡要分析，并在此基礎上探討如何有效解決線路覆冰問題，以此來進一步確保電力系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。

關鍵詞：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)的運行，嚴重的還會導致事故發(fā)生，例如絕緣子串閃絡和導線舞動等。我國大部分氣象臺關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)場調查，主要以線路覆冰情況﹑海拔高度和當?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)時間長等特點，這些都嚴重威脅著電網的安全穩(wěn)定運行。因此要對輸電線路覆冰的特點和原因進行分析總結，進行長期﹑定時觀測以便研究，要盡可能更加準確地掌握輸電線路覆冰的規(guī)律，不斷地總結防冰除冰措施，防治冰災事故的發(fā)生。

一﹑線路覆冰機理及影響因素

1 覆冰形成的物理過程

就目前高壓輸電線路覆冰現(xiàn)狀來看，主要是在三個因素的作用下形成的，即溫度﹑空氣濕度和風速，且只有三者同時達到特定條件，才能夠導致覆冰現(xiàn)象的形式，首先，氣溫要在0℃以下，其次，空氣相對濕度要達到85%以上；最后則是風速要大于1m/s。

寒冬或者初春季節(jié)，氣溫下降到-5℃～0℃，風速達到3m/s～15m/s時，如果遇到大霧或者小雨，水滴的直徑大，周圍氣溫相對較高，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；當氣溫下降﹑雨雪天氣時，雪和凍雨就在粘結強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，導線外的冰層就形成了霧凇。如果在形成的過程中出現(xiàn)多次晴冷的天氣，就會形成混合凇。

2 覆冰的影響因素分析

（1）氣象條件。一般來說，大氣中的水滴在0℃的時候就會出現(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。每個地區(qū)都有起始結冰的海拔高度，稱為凝結高度。（3）地形。輸電導線覆冰的程度還取決于山脈的走向﹑臺地﹑坡向與分水嶺﹑江湖水體﹑風口等因素，在山區(qū)輸電導線覆冰受到地形的影響更為嚴重。（4）電場強度。輸電導線覆冰量的大小與電場強度也具有直接關系，據(jù)觀察，在電場強度較小的情況下，一旦電場強度發(fā)生增加現(xiàn)象，導線覆冰量就會隨之增加，但如果電場強度較大，不帶電的覆冰量就會比帶電導線覆冰量大。除此之外，強電場的作用下輸電導線覆冰的密度要比無電場時要小。（5）線路走向及懸掛高度。通過對當前線路覆冰的觀察我們可以發(fā)現(xiàn)，覆冰較為嚴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重。所以，為了避免導線覆冰的現(xiàn)象發(fā)生，應該盡可能避免線路呈東西走向布置。其次是懸掛高度，就一個地區(qū)來說，懸掛高度越高，越容易覆冰，覆冰也越厚，且多為霧凇。所以，應結合線路應用的實際需求，合理設置懸掛高度。

二﹑線路覆冰的危害

線路覆冰而造成的危害有多個方面，（1）過負載導致桿塔倒塌事故；（2）導線舞動造成相間短路事故；（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防的標準

一方面，在對輸變電工程進行設計的時候，應盡量避免在重冰區(qū)設置線路，同時，要嚴格按照系統(tǒng)差異性規(guī)劃原則，采取針對性的措施將線路覆冰設防標準提高。另一方面，應該根據(jù)線路運行的實際環(huán)境，采取必要的防冰設施配置，最大限度提高線路的抗冰能力。這樣一來，便可以有效避免線路受到覆冰的危害，提高線路運行的安全性和穩(wěn)定性。

2 加強對易發(fā)冰災區(qū)域的監(jiān)控，建立在線監(jiān)測系統(tǒng)

為了防范輸電線路覆冰現(xiàn)象的發(fā)生，對于容易產生覆冰現(xiàn)象的線路，應該根據(jù)其所處的位置和線路運行環(huán)境，建立科學﹑完善的在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)對線路的運行情況進行實時監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)線路存在覆冰的預兆，應及時采取針對性的預防措施，以此來避免冰災事故的發(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，通常開展除冰作業(yè)以避免或降低覆冰對輸電線路的危害，其中融冰是一項行之有效的除冰技術措施。融冰技術運用較多的是交流融冰﹑直流融冰和分裂導線融冰。這些技術各有各的特點和優(yōu)勢，實際操作中需根據(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，對易覆冰的線路進行具體的分析，根據(jù)電網的特點，研究并制定合理的融冰方案，為冰災事故時應急預案的及時啟動提供支持。

4 建立電網抗冰減災的應急機制

建立電網抗冰減災的應急機制是電網安全運行的必要保證，在易覆冰天氣條件下要加強設備的巡視和冰情觀測，及時消除安全隱患。必要時能夠及時啟動應急預案，積極應對惡劣的天氣。要健全事故搶修機制，在最短的時間內，將事故造成的危害控制到最小范圍內。

5 研究覆冰的相關技術，提高抗冰能力

輸電線路覆冰的防治要結合覆冰情況，系統(tǒng)的開展輸電線路覆冰機理﹑覆冰閃絡特性﹑防冰除冰技術等方面的研究，提高輸電設備的抗冰能力，為電力系統(tǒng)的安全運行提供保障。

結語

本文在介紹輸電線路覆冰機理的基礎上，分析了輸電線路覆冰的影響因素以及帶來的危害。由于覆冰現(xiàn)象受到很多因素的影響，所以在進行防冰除冰時不能一概而論，要建立因地制宜的防治體系。我們應該從冰災事故中總結經驗，加強防冰除冰技術研究，建立電網抗冰減災應急機制，提高電網安全穩(wěn)定運行能力。

參考文獻

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