輸電線路覆冰跳閘及治理措施研究

【摘要】輸電線路覆冰跳閘嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全運(yùn)行，特別是重載線路跳閘會對電網(wǎng)設(shè)備造成極大的沖擊，極有可能帶來次生設(shè)備故障。鑒于此，本文針對輸電線路覆冰跳閘實(shí)例，及時(shí)、有效地分析了原因，根據(jù)暴露問題采取了有效的整改措施。有效、可靠的預(yù)測輸電線路跳閘，并及時(shí)通知調(diào)度對輸電線路運(yùn)行方式及線路負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，可有效降低輸電線路跳閘對電網(wǎng)設(shè)備的影響。

【關(guān)鍵詞】輸電線路；覆冰；同塔雙回；跳閘

一、輸電線路覆冰分類

我國電力系統(tǒng)中發(fā)生的輸電覆冰現(xiàn)象主要分為雨淞、濕雪、霧凇、混合性凝結(jié)幾種類型。雨淞主要發(fā)生在冬季前后。冬季冷空氣出現(xiàn)上升，此時(shí)冷空氣溫度如果下降到零度以下就會成為冷卻水滴。根據(jù)計(jì)算，當(dāng)外界環(huán)境達(dá)到以下條件即會形成輸電線路雨?。嚎諝鉁囟?～4℃、空氣濕度80%、風(fēng)速3m/s～15m/s、密度600N/m3～900N/m3。雨凇形成的線路覆冰外部狀態(tài)類似透明玻璃體，其質(zhì)地比較硬并且具有很強(qiáng)的附著能力，一旦形成很難去除。因此，整個(gè)覆冰線路對供電系統(tǒng)影響較為嚴(yán)重。霧凇主要的形成原因是冷卻霧滴遇到過冷空氣，覆冰線路中常見的霧凇有兩種形態(tài)：粒狀霧凇和晶狀霧凇。晶狀霧凇是由于自身溫度驟然下降導(dǎo)致內(nèi)部含有的水蒸氣直接凝華產(chǎn)生，這種形態(tài)霧凇主要是白色的晶體，本身質(zhì)地比較疏松并且自身附著能力很差，形成后容易脫落易于去除，對供電系線路響不大。粒狀霧凇是由于霧滴短時(shí)間覆蓋在輸電線路表層凍結(jié)產(chǎn)生，粒狀霧凇的形成時(shí)間很短，外觀呈現(xiàn)乳白色不透明狀，表面易出現(xiàn)波紋，質(zhì)地比較疏松，并且附著能力強(qiáng)，對輸電線路威脅比較大。濕雪的自然狀態(tài)是灰白色或者乳白色，并且質(zhì)地比較軟，一般是由于融化的雪花或者液體覆蓋在線路表面形成。濕雪覆蓋線路后，如果溫度持續(xù)下降會形成凍結(jié)的冰，一旦形成附著能力很強(qiáng)，密度在100kg/m3～700kg/m3。混合凍結(jié)主要是由于空氣中的冷暖氣團(tuán)交匯，在交匯部位形成凝固的界面，低于冰點(diǎn)溫度的電線就很容易出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象，形成混合凍結(jié)?；旌蟽鼋Y(jié)外觀為乳白色，整體空隙比較多，自身體積較大，密度為200kg/m3～600kg/m3。

二、消除輸電線路覆冰的措施

（一）實(shí)地考察了解覆冰實(shí)際情況

為使輸電線路覆冰預(yù)防工作有效施行，要對現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行勘察，對覆冰情況進(jìn)行分析，進(jìn)而掌握整個(gè)覆冰線路的實(shí)際狀況，從根源上降低輸電線路覆冰。要對天氣情況進(jìn)行不間斷監(jiān)測，針對已經(jīng)出現(xiàn)的覆冰故障進(jìn)行分析總結(jié)，采取有效手段預(yù)防和控制覆冰故障。

（二）合理設(shè)計(jì)輸電線路減少覆冰

輸電線路的設(shè)計(jì)要對施工地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地勘察。針對當(dāng)?shù)氐臍夂蜃兓⒌乩硇螒B(tài)進(jìn)行詳細(xì)分析，實(shí)現(xiàn)輸電線路的合理設(shè)計(jì)，保證線路的鋪設(shè)路徑與實(shí)際情況最為適宜，這能有效地降低線路發(fā)生覆冰的可能性。

（三）研究輸電線路的覆冰

對輸電線路覆冰情況進(jìn)行研究，主要針對覆冰的特點(diǎn)、原理進(jìn)行分析，研究各地區(qū)出現(xiàn)覆冰線路的原因和引發(fā)的故障，保障輸電線路覆冰預(yù)防以及控制工作的有效性?？梢酝ㄟ^對輸電線路覆冰發(fā)生率以及頻發(fā)地區(qū)的統(tǒng)計(jì)分析繪制覆冰分布圖，根據(jù)圖紙加強(qiáng)對覆冰高發(fā)地區(qū)的預(yù)防及管理。預(yù)防措施主要有：安裝覆冰線路保護(hù)裝置及預(yù)防裝置和建立覆冰區(qū)域的監(jiān)測系統(tǒng)。

（四）輸電線路覆冰的消除措施

1.機(jī)械消除法

機(jī)械消除法指的是通過手動機(jī)械或者電動機(jī)械清除輸電線路覆冰的方法，這種方法主要是利用鏟刮或者振蕩來實(shí)現(xiàn)。不過，由于機(jī)械除冰的過程中容易造成線路的損壞，而且實(shí)施難度較大，限制了使用范圍。

2.熱能除冰法

熱能除冰法主要是依靠過電流、短路電流、電阻性鐵磁線等技術(shù)將電能轉(zhuǎn)換為熱能實(shí)現(xiàn)。電阻性鐵磁線法是將磁場中電磁能轉(zhuǎn)換為熱能對線路覆冰進(jìn)行清除；過電流法是利用線路中傳輸?shù)碾娏鳟a(chǎn)生熱能對線路覆冰進(jìn)行清除。其中，電阻性鐵磁法由于投入成本過高使用范圍又較窄，在線路覆冰清除時(shí)并不常用。過電流方法由于投入成本低、除冰效果好而被經(jīng)常使用。

3.微波除冰法

微波除冰法主要是通過微波產(chǎn)生的熱能進(jìn)行除冰。在利用輸電線路進(jìn)行除冰時(shí)，要將微波頻率控制在高頻電機(jī)激光范圍內(nèi)，才能實(shí)現(xiàn)兩者間的熱能量傳遞，進(jìn)而完成對外部的加熱。這種方法可以將能量最大限度的轉(zhuǎn)換為熱能，提高對覆冰線路的清除效果，且不會損傷線路。

4.被動除冰法

被動除冰法主要是利用外界的自然條件實(shí)現(xiàn)對線路覆冰的清除，例如風(fēng)力、地球引力、溫度等。這種方法主要利用外界的環(huán)境達(dá)到除冰的效果，既不需要投入大量的成本又降低了施工的難度，最大程度的降低了外界環(huán)境對除冰效果的影響，已成為目前輸變電線路覆冰清除的最佳方法。

三、結(jié)語

輸電線路跳閘易對電網(wǎng)設(shè)備造成沖擊，有效、可靠地預(yù)測輸電線路跳閘，并及時(shí)通知調(diào)度對輸電線路運(yùn)行方式及線路負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，可有效降低輸電線路跳閘對電網(wǎng)設(shè)備的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]張東，莊文兵，董新勝.新疆地區(qū)750kV輸電線路覆冰跳閘原因分析及改造措施[J].電氣時(shí)代，2017（09）：111～112，116.

[2]張振泉，董新勝，張東.一起220kV線路覆冰斷線事故分析及整改措施研究[J].電氣時(shí)代，2016（06）：86～88.

作者簡介：肖仕清（1964.03—），男，四川岳池人。