（广西赛富电力股份有限公司 广西壮族自治区 530000）
摘要：在许多地区因雨凇、雾凇覆冰而使输电线路的荷重增加，严重覆冰会导致输电线路受力超越机械性能极限，从而导致倒塔、断线事故的发生。输电线路覆冰还可能引发输电线路导线舞动、脱冰跳跃、绝缘子串闪络等事故，严重危害电力系统的安全运行。本文主要依据对广西境内的输电线路覆冰进行统计分析，归纳出导致覆冰的主要因素，并针对存在的问题提出相应的解决方案。
关键词：输电线路；覆冰；影响因素
1 输电线路覆冰的机理
1.1 输电线路覆冰的物理过程
大多数的线路覆冰现象是冰冷的雨滴在空气流动的带动下，以层流的方式经过输电线路导线时，这些雨滴会被导线所吸引捕获，从而形成了输电线路导线覆冰的情况，在输电线路导线形成覆冰现象的初期，由于导线的形状和有效气流所带动雨滴的范围，一般情况下，导线覆冰的形状是有规则的圆形截面，随着雨滴的增多，导线上积冰的厚度也越来越多，而与此同时，有效气流的范围也越来越少，当积冰到达一定厚度的时候，导线附近不再具有有效的空气流动，这时候，雨滴不会在导线上形成积冰，所以说，导线的覆冰现象取决于导线的半径和其有效气流的范围，当积冰的厚度达到极限的时候，会停止积冰，不会一直增长下去。
1.2 广西覆冰特点分析
根据2008年受灾严重的线路周边气象站的资料分析表明：广西导线覆冰主要是雨凇造成的，广西导线覆冰的气象条件是：具有足够可冻结的气温，即日极端最低气温在0.2℃以下，具有较高的湿度，即空气相对湿度要在80％以上，同时伴有弱降水，一般为小到中雨，水滴过大不利于在电线上冻结；具有可使空气中水滴运动的风速，即风速在2～7m/s之间。由此可见，导线覆冰与气温、降水（雨、雪）、相对湿度、风（风向、风速）等气象要素密切相关。
根据事故线路冰灾情况以及现场气温、降雨、相对湿度及风力分布和对导线覆冰测量成果等进行综合分析，广西境内覆冰有如下特点：
1）桂北的覆冰性质主要为雨凇或以雨凇为主的混合冻结，覆冰体半透明，坚硬、光滑且密实，密度0.7～0.9g/cm?，导、地线覆冰体近似椭圆形，其长短轴相差较小，附着力强。而贺州、河池、百色地区的覆冰性质为雨凇、雾凇或以雾凇为主的混合冻结。
2）覆冰过程的气温为0～－5℃，小～中冻雨，浓雾，相对湿度90%左右；风速1～5m/s，风向大多为北风和东北风。
3）冷空气南下的通道附近覆冰很严重，如湘桂走廊。
4）纬度越高覆冰越严重，如靠近湖南边界的资源、全州、龙胜、灌阳、贺州、富川等地。
5）在低纬度、低海拔的平坦地段无明显结冰，而地形突出的地方易有覆冰。
6）梯级覆冰明显，同一地区海拔高程越高覆冰越严重。如在桂东北调查发现，在海拔200～300m的山区，地形相对高耸和突出的地方覆冰较重，标准冰厚达到10～20mm；在海拔300～400m的山区，地形相对高耸和突出的地方出现严重覆冰，标准冰厚达到20～30mm；在海拔400m以上山区，地形相对高耸和突出的地方出现严重覆冰，标准冰厚达到30～40mm。
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7）同一地区相同高程下，杆塔靠近水库、风口地区覆冰厚度明显加大，万秀～道石220kV线路耐张塔203＃位于半山腰、水库边下风口，该塔调查最大覆冰厚度约11cm，比204＃覆冰厚度大许多，导致203＃杆塔被覆冰压倒，随后其拉力将204＃杆塔拉向小号侧。
8）在广西区内气候条件相近的情况下，相同海拔高程迎风面比背风面覆冰厚度大。如钟山县羊头镇马山村位于湘贵走廊迎风面，海拔高于150m的地方就出现了覆冰，钟山县燕塘镇位于背风面，海拔高程高于400m的地方才有覆冰出现。
9）在线路大档距、大落差的地方杆塔容易出现倒塔断线等现象。如柳州～贺州500kV乙回线路工程，386＃杆塔位于半山腰，塔型为轻型塔，385＃位于山顶，塔型为重型塔，由于档距大、落差高，导线覆冰较重，386＃塔头被拉断。
1.一般说来，线路走向与风向平行时覆冰小些，线路走向与风向垂直时覆冰大些。当线路走向与风向夹角>45°或<135°时覆冰较大，夹角<45°或>135°时覆冰较小。
2 广西境内现有输电线路覆冰的统计
根据搜集到的广西电网2008年冰灾事资料，该次持续性低温雨雪冰冻天气使广西电网遭遇了历史罕见的灾害。其中，桂林、柳州、来宾、贺州、梧州、河池、百色等7个网区的电力设施遭到严重的破坏，部分地区出现电力设备掉闸、杆塔折倒、断线等情况。广西电网公司所辖范围内500kV线路出现1处断线（没有出现杆塔受损情况），220kV线路共10条受损，损毁杆塔71基，其中倒塔56基，导地线断线140处，110kV线路共受损16条，损毁杆塔100基，其中倒塔66基，导地线断线201处。其中受灾较严重的220kV万道线倒塔8基、杆塔损坏30基；大南线倒塔9基、杆塔塔件折损8基，导地线断线事故30处；110kV南旺线倒塔7基、杆塔损坏6基、断导地线69处。
3 输电线路设计现状分析
建国后，经过60多年的电力建设，我国的输电网络已经具有非常大的规模，输电线路走廊越来越紧张，很多交通方便，施工运行维护便利的走廊已经被现在输电线路占据。随着国家城镇化的建设，从农村到城市基础设施不断完善，输电线路建设面临的矛盾越来越多。因此，输电线路不得不越来越偏向于往人烟稀少的高山峻岭建设。经过我们的调查统计分析可见，一般线路覆冰多发生在高寒山区。由于我国的气象站采集数据的传统，针对输电线路覆冰进行数据采集的气象站并不多见，就广西而言，广西全区目前有气象站92个（不包括自动站），目前广西只有兴安一个气象站进行电线积冰的观测，而且也是在2008年冰灾事故后才建立的采集数据库。所以输电线路设计人员对线路区域的覆冰参考资料其实是非常有限的。
长期以来，输电线路设计人员对气象参数的定值主要采用国家规范对我国各区域的气象区划，就近取典型气象区的参数。而我们调查发现，即便该气象区划没有覆冰，但是某些局部区域还是偶有覆冰出现。比如广西玉林，罕有雨雪霜冻天气，但是在大容山风电场还是常有覆冰的情况。
因此这种微地形特征的覆冰往往是设计人员比较容易忽略的，而抗冰设计强度的不足，导致某段线路的闪络或者断线，甚至倒塔事故使整条线路停运，造成的损失是巨大的。
4 输电线路覆冰的防治对策
4.1 从设计源头入手
完善覆冰数据库的建立，倡议更多的气象站对线路覆冰进行观测记录，给设计人员提供更多的参考资料。其次，设计人员提高重视微地形气候的研究，在设计线路时多搜集当地供电部门的运行资料，特别是调查待建线路附近区域线路的历年覆冰情况，对较长的输电线路采取不同的气象参数，采用不同的抗冰等级设计，消除薄弱环节，提高整条线路的抗冰能力。
4.2 除冰方法和技术的运用
目前，大约有30多种处于各种实验、研究及推广阶段的除冰方法和技术，大致可分为以下3大类：①热力除冰法。利用焦耳热效应来加热导线，如带负荷融冰方法和短路电流融冰法。②机械除冰法。机械除冰就是利用机械手工或者自动强制使导线上的覆冰脱落，主要有强力振动法和滑轮铲刮法。③自然脱冰法。自然脱冰就是在导线上安装阻雪环、平衡锤等装置可使导线上的覆冰堆积到一定程度时，在风或其他自然力的作用下，使冰雪自行脱落。该方法简单易行，但可能会引起导线跳跃而发生线路事故。
4.3 完善覆冰监测系统
完善覆冰监测系统，实时对输电线路进行监测；利用计算机技术全面的收集、记录观测的覆冰数据，建立详细的数据网络系统；在已有的各种防止输电线路覆冰方法的基础上，要结合科学技术，不断研究新的技术，比如机器人除冰。
5、结论
输电线路导线是国家电网系统中的重要组成部分，给人们的生活生产提供了强大的支撑，线路覆冰会给电网带来巨大的破坏。输电线路导线覆冰与大气湿度、温度、风向、导线的直径等多方面有关系。注重对覆冰资料的搜集分析，注重对微地形的研究，有利于从设计源头减少覆冰灾害。电力运行部门应该在覆冰监测、除冰上采用更多的新技术，把覆冰影响降低到最小。
参考文献：
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[2]李熙旸，刘春，汪煜，王宗，吴小斌.输电线路覆冰特征及其防治对策[J].通信电源技术，2014，02：51-53+96.
[3]陈金熠.输电线路覆冰在线监测技术的研究[D].上海交通大学，2012.
论文作者:朱俊武
论文发表刊物:《电力设备》2016年第17期
论文发表时间:2016/11/9
标签：线路论文; 导线论文; 杆塔论文; 广西论文; 积冰论文; 气象站论文; 断线论文; 《电力设备》2016年第17期论文;