架空輸電線路覆冰觀測研究

文清豐 張鑫 姚創(chuàng) 朱明正 朱旭亮 段明輝

摘 要：覆冰閃絡(luò)是影響架空輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素，覆冰觀測記錄有助于研究覆冰特性，進(jìn)而提高電網(wǎng)防冰閃能力。文章介紹了覆冰觀測點(diǎn)選址的基本要求，給出了覆冰觀測點(diǎn)建設(shè)要求，總結(jié)了覆冰觀測的要點(diǎn)，積累的區(qū)域覆冰基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可為輸電線路設(shè)計(jì)冰區(qū)計(jì)算或區(qū)域覆冰特性研究服務(wù)。

關(guān)鍵詞：輸電線路；覆冰觀測；觀冰點(diǎn)

中圖分類號：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）33-0075-02

Abstract： Icing flashover is an important factor to affect the safe and stable operation of overhead transmission lines. The ice flashover record is helpful to study the icing characteristics and improve the anti-icing flashover ability of power grid. In this paper， the basic requirements for site selection of icing observation points are introduced， the construction requirements of icing observation points are given， and the main points of icing observation are summarized. The accumulated regional ice cover basic data can be used for the calculation of transmission line design ice region or the study of regional ice coating characteristics.

Keywords： transmission line； icing observation； freezing point

1 概述

我國是世界上冰雪災(zāi)害多發(fā)的國家之一，近年來，覆冰對我國電網(wǎng)的建設(shè)和安全運(yùn)行的影響愈顯突出[1-3]。我國電網(wǎng)的避冰及抗冰安全問題，一直是電網(wǎng)建設(shè)中的重要問題。我國氣象部門的部分氣象站，也有部分覆冰觀測記錄，但這些數(shù)據(jù)受地形地物影響大，其數(shù)據(jù)不能滿足電網(wǎng)建設(shè)與運(yùn)行的需求。而觀冰點(diǎn)是對輸電線路規(guī)劃走廊局部區(qū)段或微地形點(diǎn)的覆冰觀測，觀測數(shù)據(jù)代表一個特定的局部區(qū)域或地段，觀測數(shù)據(jù)為輸電線路設(shè)計(jì)冰區(qū)計(jì)算或?yàn)閰^(qū)域覆冰特性研究服務(wù)。

2 觀冰點(diǎn)的選址

觀冰點(diǎn)應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)需要與工程自然環(huán)境特點(diǎn)配置觀測儀器沒備，并應(yīng)積極穩(wěn)妥地采用新設(shè)備和新技術(shù)，觀冰點(diǎn)觀測項(xiàng)目應(yīng)為覆冰要素，觀冰點(diǎn)的觀測期限應(yīng)不少于1個覆冰期，觀冰點(diǎn)應(yīng)設(shè)立觀冰架，并應(yīng)配備可移動式氣象觀測儀。

觀冰點(diǎn)址應(yīng)選擇在覆冰區(qū)域。觀測資料應(yīng)代表局部地段或微地形的覆冰特性。觀測設(shè)施應(yīng)為雨凇架，觀測設(shè)施相對簡易，對點(diǎn)址的調(diào)整相對容易。觀冰點(diǎn)可建立在不同的地形處，包括一般地形和覆冰特別嚴(yán)重的微地形處。設(shè)立觀冰點(diǎn)有利于搜集區(qū)域不同地形、不同海拔的覆冰數(shù)據(jù)，可為輸電線路區(qū)域冰區(qū)劃分積累較為全面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

應(yīng)符合下列基本條件：

（1）能在短期內(nèi)為工程設(shè)計(jì)提供較多的、與觀冰站同步的覆冰數(shù)據(jù)。

（2）對工程區(qū)域應(yīng)有代表性，可供其直接引用或移用，應(yīng)選在路徑走廊地區(qū)，無條件的應(yīng)選在路徑走廊附近并與其地形類似的區(qū)域。

（3）觀冰點(diǎn)布設(shè)應(yīng)覆蓋路徑走廊的各類地理氣候區(qū)，

在同一地理氣候區(qū)域內(nèi)應(yīng)覆蓋各種不同的微地形。

（4）觀冰點(diǎn)可選在不同的地形處，包括一般地形和覆冰特別嚴(yán)重的微地形處。

觀冰點(diǎn)的選址，要附近有公路，離城鎮(zhèn)或林場較近。能保證生活、安全，利于長期堅(jiān)持覆冰觀測工作。

3 觀冰點(diǎn)的建設(shè)

導(dǎo)線方向的布置一般按東西和南北兩個方向架設(shè)。若點(diǎn)址位置受地形條件的限制（包括山脈走向），或者某段重冰線路受特殊微地形因素的影響等，觀測導(dǎo)線的架設(shè)可與規(guī)劃線路平行或垂直于覆冰主導(dǎo)風(fēng)向。

觀冰架應(yīng)由兩組相互垂直的角鋼或鋼管組成，兩根角鋼或鋼管之間安裝一根導(dǎo)線。觀冰架布置應(yīng)滿足下列要求：

（1）觀冰架的布置方向可按東西和南北兩個方向架設(shè)。

（2）觀冰架導(dǎo)線架設(shè)離地高度一般應(yīng)為2m～3.5m，若

3.5m時(shí)仍有墻體、建筑、樹木等遮擋，建議提高導(dǎo)線加設(shè)高度以滿足高出遮擋物0.5m以上或選擇其他架設(shè)地點(diǎn)；檔距應(yīng)為3m～5m，導(dǎo)線型號宜為LGJ-400/50。

（3）站內(nèi)布置觀冰架建議依墻角建設(shè)以減少占地面

積，并保證觀冰導(dǎo)線不受周圍墻壁、其他建筑或樹木的影響。

觀冰架尺寸及全景圖如圖1、圖2所示。

觀冰架支柱與導(dǎo)線之間，圖2中采用絕緣子連接，也可不采用絕緣子連接，只需滿足導(dǎo)線具備足夠的拉伸張力以確保導(dǎo)線水平即可。

4 觀冰點(diǎn)覆冰觀測

觀冰點(diǎn)分為有人值守和無人值守兩種方式。一般情況下為有人值守觀冰點(diǎn)，只有在自然條件極其惡劣無法安排人員駐點(diǎn)值守情況下才采用無人值守方式。有人值守觀冰點(diǎn)由駐點(diǎn)人員根據(jù)覆冰情況隨時(shí)進(jìn)行覆冰觀測，無人值守觀冰點(diǎn)是由觀測人員巡測。

采取人工覆冰觀測時(shí)，配備游標(biāo)卡尺、冰盒、取冰刀、秤及測量體積的量杯等，為保障上觀冰架測量的人員安全還應(yīng)配備安全器具。

氣象觀測項(xiàng)目是與覆冰相關(guān)的氣象要素，可增加冰雪電導(dǎo)率觀測。每年度觀測時(shí)段，一般是當(dāng)年11月至次年3月，觀冰站覆冰觀測次數(shù)是根據(jù)覆冰過程的變化而定，原則上是要觀測到過程最大值。

觀測項(xiàng)目記錄時(shí)間應(yīng)采用北京時(shí)間，北京時(shí)間20時(shí)為日界。觀冰點(diǎn)的觀測期限應(yīng)不少于1個覆冰期。導(dǎo)線的覆冰觀測內(nèi)容應(yīng)包括：覆冰過程最大值，覆冰長徑、短徑、圍長、截面積、重量；現(xiàn)場采集照片及影像，描述覆冰種類、外部形狀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)；覆冰過程起、止時(shí)間及測冰時(shí)間；同時(shí)氣象要素及天氣現(xiàn)象。有條件時(shí)應(yīng)開展導(dǎo)線覆冰與樹枝覆冰、通信線覆冰的對比觀測。

雨凇塔導(dǎo)線覆冰觀測，當(dāng)因天氣過程變化，導(dǎo)致覆冰在發(fā)展、保持循環(huán)變化過程中出現(xiàn)部分脫冰或短暫融化并繼續(xù)覆冰時(shí)，應(yīng)增加測冰次數(shù)；當(dāng)多次測冰后使所剩冰體長度不足25cm時(shí)，應(yīng)取10cm長度冰體稱重。

觀冰站（點(diǎn)）必須建立安全觀測責(zé)任制度和操作規(guī)程，完善觀測條件，確保安全觀測。輸電線路覆冰觀測除應(yīng)符合本規(guī)定外，尚應(yīng)符合國家及行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。觀冰點(diǎn)觀測期滿后，應(yīng)及時(shí)撤除全部觀測儀器，清理場地。觀冰點(diǎn)的建設(shè)以及覆冰觀測內(nèi)容應(yīng)符合電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《架空輸電線路覆冰觀測技術(shù)規(guī)定》的規(guī)定。

5 結(jié)束語

觀冰站是區(qū)域性測站，觀測沒施與項(xiàng)目齊全，觀測年限較長，站房等是必備設(shè)施。觀測數(shù)據(jù)代表一個地理氣候類似的較大區(qū)域的覆冰特性的一般情況。觀冰站觀測數(shù)據(jù)是為長期積累區(qū)域覆冰基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足架空輸電線路覆冰研究，為輸電線路工程設(shè)計(jì)冰區(qū)計(jì)算服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]周超，曹陽，李林.輸電線路覆冰問題綜述[J].電力建設(shè)，2013（9）：37-41.

[2]黃斌，徐姍姍，蘇文宇.輸電線路覆冰研究綜述[J].電瓷避雷器，2012（1）：27-32.

[3]巢亞鋒，楊力，彭曉亮，等.輸電線路覆冰特點(diǎn)及防冰技術(shù)研究綜述[J].高壓電器，2014（10）：131-138.