重覆冰地區(qū)10KV配電線抗冰策略研究

何聯(lián)鵬

摘 要：配電線路出現(xiàn)覆冰現(xiàn)象，將會(huì)導(dǎo)致線路在輸電過程中發(fā)生故障，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行。本文立足于重覆冰地區(qū)，對(duì)影響線路覆冰的危害以及有效的防冰抗冰策略進(jìn)行了分析，希望能夠幫助本地域和其他地域的供電機(jī)構(gòu)針對(duì)線路覆冰的問題上起到良好的解決效果。

關(guān)鍵詞：重覆冰;10KV配電線;抗冰;策略

引言：

重覆冰地區(qū)一旦出現(xiàn)配電線覆冰的現(xiàn)象，將會(huì)極大的提升安全事故發(fā)生的概率，對(duì)配電網(wǎng)的整體安全運(yùn)行起到直接性的消極影響。尤其是近幾年來，桿塔倒塌和電網(wǎng)跳閘等事故頻頻發(fā)生，如何有效的預(yù)防和阻止線路覆冰，提出合理化的建議和路徑是電力企業(yè)應(yīng)該思考的重要問題之一。

一、10KV配電線路覆冰的危害

根據(jù)我國(guó)輸電線路重覆冰現(xiàn)象而造成的安全事故進(jìn)行分析，主要有以下幾種類型的危害：第一，線路超荷載，配電線如果外部包裹了一層冰面，會(huì)增加線路的重量，超出了最初設(shè)計(jì)的允許的最大值范圍，就會(huì)導(dǎo)致架設(shè)的電力線路和桿塔出現(xiàn)倒塌崩毀的現(xiàn)象;第二，如果線路的外部覆冰出現(xiàn)了不平衡的狀態(tài)，導(dǎo)致桿塔桿塔兩側(cè)受力差異性明顯，就會(huì)導(dǎo)致線路跳躍，左端線間距，從而發(fā)生電力線路短路的事故;第三，導(dǎo)線低頻震動(dòng)，導(dǎo)線在架設(shè)工作期間會(huì)受到風(fēng)力因素的影響，從而造成震動(dòng)，但是當(dāng)輸電線路不僅要承受自身和覆冰的雙重壓力之后，還要承受風(fēng)力的擠壓，就會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)線路出現(xiàn)低頻不間斷震動(dòng)，從而產(chǎn)生安全隱患，加大了事故發(fā)生的概率。

二、重覆冰地區(qū)10KV配電線路抗冰的策略探究

10KV配電線路覆冰現(xiàn)象是電力企業(yè)不容忽視的重要問題，相關(guān)電力部門應(yīng)該加大抗冰工程的資金投入并采取行之有效的措施和技術(shù)手段進(jìn)行防冰和除冰的處理工作，為電力線路正常的運(yùn)行傳輸做好安全保障。

（一）防冰策略探究

對(duì)于防冰策略的實(shí)施，國(guó)家電力部門和電力企業(yè)要具體實(shí)際具體分析，結(jié)合地域氣候特征和冰雪頻發(fā)的概率、程度、災(zāi)害情況等進(jìn)行綜合考量，以考察的實(shí)踐行動(dòng)作為檢驗(yàn)工作檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)地域內(nèi)往年的冰雪天氣覆冰數(shù)據(jù)和冰雪災(zāi)害的特性和規(guī)律傾向進(jìn)行有目的的覆冰現(xiàn)象預(yù)防和整治。

首先，相關(guān)電力部門要制定好覆冰厚度的警示標(biāo)準(zhǔn)，在供電范圍內(nèi)的區(qū)域線路出現(xiàn)覆冰情況，根據(jù)覆冰的厚度，以厘米為單位可分為常規(guī)、重大、緊急三個(gè)層次的程度性警告。一般來說，常規(guī)的輕度覆冰影響在可控制范圍內(nèi)，如果發(fā)生重大和緊急的程度較高的覆冰現(xiàn)象，電力企業(yè)就要立即攜帶好消冰除冰的工具，第一時(shí)間內(nèi)趕到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)覆冰線路進(jìn)行細(xì)致的檢查和正當(dāng)處理，防止配電線路因?yàn)楦脖鶈栴}而導(dǎo)致電力輸送遭到影響，干擾人們的日常生活。其次，電力企業(yè)在10kv配電線路的設(shè)計(jì)過程中和架設(shè)以及運(yùn)行的階段在統(tǒng)籌預(yù)防多種因素的措施時(shí)，也應(yīng)該把防冰措施考慮進(jìn)去。在配電網(wǎng)設(shè)計(jì)中盡量的避開易發(fā)生覆冰的地域、在架設(shè)中加強(qiáng)抗冰的工作的準(zhǔn)備、在運(yùn)行期間做好除冰管理，針對(duì)線路工作時(shí)出現(xiàn)的覆冰現(xiàn)象，要及時(shí)的采用合理的設(shè)備進(jìn)行第一時(shí)間的除冰，充分考慮覆冰荷載的復(fù)雜性[1]。再次，要普及防冰意識(shí)，做好宣傳。在宣傳方面，根據(jù)我國(guó)南北地域氣候差異性的判斷，北方對(duì)防冰的宣傳工作和防冰意識(shí)的普及要更高，尤其是東北地區(qū)的冬季冰雪災(zāi)害較為嚴(yán)重的地區(qū)，更是把防冰工作作為季度工作的重中之重。最后，要增強(qiáng)線路的抗冰能力。在寒冬到來之前，電力企業(yè)應(yīng)該對(duì)供電區(qū)域內(nèi)的桿塔螺釘進(jìn)行加固，預(yù)備好必要的且多種類的桿塔材料來為加固工作提供充足的材料支持。一方面絕緣子的絕緣程度和抗冰效果呈現(xiàn)正比例關(guān)系，對(duì)絕緣子的絕緣水準(zhǔn)進(jìn)行提升，將有效增加線路的抵抗冰雪災(zāi)害的侵襲。另一方面，可以在配電線的種類上作出改變，例如根據(jù)覆冰現(xiàn)象而研發(fā)的防覆冰導(dǎo)線比傳統(tǒng)的鋼芯線路要具備更加明顯的抗冰效果，減少冰雪在線路上的堆積程度，也就相應(yīng)的降低了配電線上的覆冰厚度，確保其處于可控范圍之內(nèi)，不會(huì)造成供電系統(tǒng)的失靈，或者影響電力的正常傳輸。

（二）除冰策略探究

1、熱力除冰法

熱力除冰是現(xiàn)階段諸多電力企業(yè)普遍認(rèn)同的最為有效的除冰方法技術(shù)，以焦耳效應(yīng)作為融冰的原理基礎(chǔ)，采用持續(xù)提升配電線的溫度，來進(jìn)行對(duì)外部覆冰的融化，但是要保證線路的溫度要在可承受的范圍之內(nèi)。熱力除冰主要有三種形式，其一是潮流除冰法，這種方式要通過科學(xué)的計(jì)算，對(duì)10KV配電網(wǎng)的潮流分配作出改變，保證線路內(nèi)的電流溫度達(dá)到線路可融冰的溫度臨界點(diǎn)，不僅能夠有效除冰，而且可以起到很可觀的防冰效果。其二是短路除冰法，短路除冰的工作形式是依靠線路的一端供電，另外一端由工作人員進(jìn)行三相導(dǎo)線短路操作，造成電流短路，使得電線溫度持續(xù)升高，起到加熱效果，對(duì)外覆冰進(jìn)行融化。其三是采用直流融冰，切換線路系統(tǒng)內(nèi)的繼電保護(hù)裝置，由于此種方式實(shí)施起來與前兩種比較有很大的難度，因此使用頻率不高。

2、機(jī)械除冰

機(jī)械除冰法是通過機(jī)械的動(dòng)力作用使外部覆冰受到劇烈震動(dòng)而脫落，離開配電線表面。雖然機(jī)械除冰的方式耗能較少、成本較低，但是利用各種機(jī)械的工作震動(dòng)破冰所需要的強(qiáng)度較大，長(zhǎng)時(shí)間使設(shè)備處于高效運(yùn)轉(zhuǎn)，易造成內(nèi)部零件損傷，而且該種方法受到地形限制較為嚴(yán)重，適用面不廣泛。

3、被動(dòng)除冰

被動(dòng)除冰法是指利用外力進(jìn)行破冰的操作，外力主要是以自然力為主，如風(fēng)力、太陽能等自然元素將冰融化或者強(qiáng)行破碎脫落。正常情況下，被動(dòng)除冰的方式產(chǎn)生的破冰效果并不理想，而且耗費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)，外界力不穩(wěn)定，不能完全除掉外覆冰。

（三）實(shí)施線路加固改造技術(shù)

1、改善桿塔運(yùn)行現(xiàn)狀

（1）更改路徑

電力企業(yè)在進(jìn)行線路鋪設(shè)之前可以根據(jù)待鋪設(shè)環(huán)境的地形地勢(shì)作出綜合考量，原計(jì)劃的路徑是否適合線路的鋪設(shè)、受外界因素影響程度如何、工程量工期等多樣化因素。如果原計(jì)劃在某些方面，尤其是覆冰問題明顯的話，就可以考慮更換路徑，減少線路鋪設(shè)經(jīng)過山區(qū)的風(fēng)道、地勢(shì)較高的風(fēng)口或者氣流向上明顯抬升的迎風(fēng)坡等覆冰易形成的地段。而且海拔較高、喀斯特地貌、以及上山下山連續(xù)性較強(qiáng)的地段形成的重覆冰區(qū)要盡量避開，防止出現(xiàn)桿塔兩側(cè)檔距的差值過大。

（2）放松導(dǎo)地線張力

如果在線路的鋪設(shè)和架設(shè)過程中無法更改路徑，在重覆冰區(qū)就要結(jié)合具體的冰雪災(zāi)害受損情況，考慮放開導(dǎo)地線的張力。采用增設(shè)桿塔的數(shù)量和縮小桿塔之間的距值，來達(dá)到減小縱向不平衡的張力問題，從而提升導(dǎo)地線的安全指數(shù)[2]。

（3）個(gè)別情況個(gè)別分析

如果在施工期間遇到了檔距差值大、荷載線路段垂直性明顯的難以確保配電網(wǎng)在日后的工作中正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，就可以及時(shí)更換配電線，將傳統(tǒng)的鋼芯鋁合金導(dǎo)線換成防覆冰導(dǎo)線或者提升地線的型號(hào)等方式，為線路遭受的沖擊起到緩沖的作用。

2、加固桿塔結(jié)構(gòu)

首先應(yīng)該根據(jù)重覆冰區(qū)地形條件和桿塔的使用情況，來考慮如何加強(qiáng)桿塔在縱向的不平衡張力，一般的電力企業(yè)都會(huì)在局部作出改動(dòng)，如對(duì)局部桿件的型號(hào)作出調(diào)整，適當(dāng)加大，更改材料的材質(zhì)和增加材料的強(qiáng)度，從而改善桿塔在縱向的不平衡張力，使其抗壓性得以增加。其次在重覆冰區(qū)計(jì)算直線桿塔覆冰的情況是，應(yīng)該兼顧導(dǎo)地線和縱向不平衡張力的影響，及時(shí)進(jìn)行復(fù)查并采取相關(guān)措施對(duì)縱向強(qiáng)度的直線桿塔進(jìn)行提高。最后，如果電力企業(yè)對(duì)局部的工作受到地形的影響而無法進(jìn)行時(shí)，就要考慮整基塔的更換。

結(jié)語：綜上所述，重覆冰區(qū)是導(dǎo)致10KV配電線基塔倒塌和斷線事故發(fā)生的重要原因。電力企業(yè)在冰雪較為嚴(yán)重的季度要及時(shí)對(duì)配電線路進(jìn)行檢修，采取多樣化的防冰、除冰、破冰的方式，來保證線路外覆冰的去除，保障配電線路的電力系統(tǒng)正常工作，有效防止安全事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄢秀慶，何松洋，王健鐘，劉洪昌，周建軍.環(huán)境惡劣地區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)對(duì)策研究[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，2021（11）：1-5.

[2]魯修學(xué)，朱本玉，張建平.重覆冰地區(qū)輸電線路不平衡張力研究及應(yīng)對(duì)措施[J].江西電力，2020，44（10）：38-40.