摘要：冬季因架空输电线路地线覆冰导致设备受损，降低电网安全稳定运行可靠性的事件十分突出。为了解决这一问题，对新建地线进行融冰设计，明确地线绝缘化必要性，指导架空输电线路地线融冰工作的开展。
关键词：输电线路；地线；融冰；计算
对于重冰区线路，地线覆冰受温度，高差影响，往往比导线严重。统计显示，架空输电线路中出现覆冰倒塔事故中，往往是由地线覆冰引起的。现行架空输电线路设计规程中规定，地线设计冰厚应较导线冰厚增加5mm。对于重冰区架空输电线路，对地线进行融冰，能够很好的避免由于地线断裂产生不平衡张力引起的倒塔事故。
1 工程概况
110kV大梅线位于韶关市乐昌市及乳源县境内。新建线路长度29.2km，全线共137基杆塔，其中转角塔38基，直线塔99基。新建线路为双地线，一根为锌5%铝-稀土合金镀层钢绞线，另一根为OPGW光缆，光缆型号为OPGW-S-24B1-127。其中N1～N63号地线型号为XLXGJ-125，地线长约11.9km, N63～N137号地线型号为XLXGJ-100，地线长约17.3km。
2 地线融冰准备工作
由于110kV大梅线两侧变电站均无融冰装置，计划用车载融冰装置进行融冰。车载融冰装置设备参数如下表：
3 地线融冰电流计算
地线融冰电流——使地线上覆冰融化的电流。融冰电流在地线电阻中产生的热量一部分使冰柱的温度上升至融点，一部分使冰柱融化，一部分损失在从地线表面到冰柱表面的传递途中，还有一部分通过冰柱表面散失，其计算公式如下：
根据本工程地线使用型号，风速取5m/s,外界温度取-5℃，覆冰厚度取20mm，对于XLXGJ-100，计算得雾凇融冰电流为117.8.A，雨淞时融冰电流为158.5A；对于XLXGJ-125，计算得雾凇融冰电流为136.2.A，雨淞时融冰电流为180.6A。对比两结果，最小融冰电流应取其两者最大值。故本线路地线融冰电流最小融冰电流对于雾凇为136.2.A，雨淞时为180.6A。
临界电流——保持导线温度在冰点以上使导线不覆冰所需最小电流。临界电流可根据导线热功率平衡原理求得。引起导线发热的功率有：一是电流流过导线时产生的热功率, 即
；二是日光对导线的日照功率, 由于夜间更容易引起导线覆冰, 故从最不利因素考虑, 按无日照功率计算, 即发热功率只计
。导线散热功率也有：辐射散热功率和对流散热功率。当导线温度稳定在某一温度t 时, 发热功率等于散热功率, 其计算公式如下：
架空地线最大允许电流——在融冰的短时间内（最长几小时）允许导线达到最高温度（70℃）所通过的电流，除考虑辐射散热和对流散热外，由于白天有日照，会增加导线的表面温度，故还得考虑架空地线的日照吸热，其计算公式如下：
地线临界电流及最大允许电流结果见附表。根据本工程地线型号，计算得各地线融冰电流及最大融冰电流如下表：
在选取融冰电流时，应选不同地线型号中融冰电流的最大值，而选取最大容许电流时，应选不同地线型号中容许电流的最小值。
4 地线融冰回路设计
大梅线全线长约29.2km，车载电源能够提供的最大电压为12.5kV。大梅线一根地线为钢绞线，另一根地线为OPGW复合光缆，其各分段地线型号、长度及电阻如下表。
4.1 两根地线串接回路融冰
计算模型如下：
车载融冰装置最大整定电压为12.5kV，根据上表参数，计算得融冰装置能够提供的最大电流约为157.7A，小于线路最小融冰电流，故不满足其融冰电流要求。
4.2 按两根地线分别和两根导线串接方式融冰
计算模型如下：
（1）对于普通地线融冰 普通地线电阻约为52Ω，导线电阻约1.5Ω。此方法融冰装置能够提供的最大电流为233.6A，大于普通地线最小融冰电流，可满足融冰要求。
（2）对于OPGW复合地线融冰 OPGW复合地线电阻约为28Ω，导线电阻约1.5Ω。此方法融冰装置能够提供的最大电流为423.7A，大于最小融冰电流，可满足融冰要求。
4.3 融冰回路选择
根据两种回路方式的电流计算结果，可选用两根地线分别与导线串接作为融冰回路。
5 结语
对于导线一般采取三相短路融冰法加以消除，而对于架空地线的融冰较难解决。按照以往的经验，我们只对线路的导线融冰，结果导致导线融冰后，由于地线覆冰弧垂加大，有的甚至低于导线，大风时便引起导、地线短路，或导线脱冰后产生跳跃与地线相碰发生短路，容易造成烧断或烧伤导、地线。因此，为了配合导线融冰，对重冰区输电线路地线进行全线绝缘改造，是十分必要。
参考文献
[1]程端肃 ;输电线路架空地线融冰法;电力技术;1980年.
[2]邹家勇，吴怡敏; 架空地线直流融冰技术研究与应用; 直流输电与电力电子专委会学术年会;2012年.
[3]孙鹏，陈绍辉;架空地线的直流融冰研究[A];2011年云南电力技术论坛论文集（优秀论文部分）[C];2011年.
论文作者:招健灼
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
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