(1身份证件号: 65422319820321xxxx 新疆乌鲁木齐 830001;2身份证件号:65422319821005xxxx 新疆乌鲁木齐 830001;3身份证件号:65422319830203xxxx 新疆乌鲁木齐 830001)
摘要：输电线路是国家输送电力系统的重要组成部分，输电线路覆冰已严重影响了电网的正常运行。为此，本文研究了输电线路覆冰的种类和性质、影响覆冰的因素及防治措施。
关键词：输电线路；覆冰；防护
引言：在输电线路工程中，导线覆冰、绝缘子覆冰和铁塔塔身覆冰现象较为普遍，输电线路覆冰引起的故障严重地影响了电力系统的正常运行。覆冰可以引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塌、断线、绝缘子闪络、不均匀覆冰及不均匀脱冰，从而造成重大事故。覆冰是一个复杂的过程，影响覆冰的因素很多，主要有气象条件、地形及地理条件、海拔高度、水滴直径、电场强度等因素有关。
1输电线路覆冰的形成
1.1覆冰的类型
由于微气象、微地形及温度、湿度、风速等因素的影响，覆冰可以按照不同的分类方法划分为以下几种类型：（1）冰的表现：雨凇、粒状雾凇、晶状雾凇、雪淞、湿雪和混合淞；（2）冰的形成机理：降水覆冰、云中覆冰和升华覆冰；（3）冰的增长过程：干增长过程、湿增长过程；因各种因素的影响，覆冰呈现不规则的几何形状和多种混合类型。对电力系统而言，雨凇、雪淞、混合淞及湿雪等对电力电网造成的危害较大。
导线覆冰
不均匀脱冰后导线与覆冰的对比
1.2覆冰的影响因素
覆冰的影响因素包括气象因素、季节因素、水体因素、海拔高速因素、地势起伏及地物因素、电场的影响因素等。其形成过程如下：首先若气温下降到了一3℃以下，当风速达到10m／s以上时如再遇雨夹雪天气，则将在输电线路上形成雨凇。此时若再遇到气温升高的现象，则雨凇将发生融化的现象，即形成了一层覆冰。天气冷热不断交替，这个过程如此反复，即会在输电线路上形成较厚的冰层。研究表明：当发生覆冰现象时必须满足三个条件：（1）大气中必须有咋够的过冷却水滴；（2）过冷却水滴附着在导线、金具和塔身上；（3）过冷却水滴立即冻结或在离开前冻结。气温变暖加强了冰的密度，而气温骤然下降则会使覆冰快速生长。风速、风向、温度瞬时变化和地势起伏对覆冰的形成起着重要的作用。
2覆冰的危害
2.1线路过荷载事故
输电线暴露在恶劣的环境中，覆冰不断积覆使导线承受的重力不断增加发生严重形变，这类情况下很容易发生闪络事故；同时，在风力的作用下，各导线相间的距离减小导致空气绝缘失效，进而引发跳闸或导线熔断等事故；如果输电线的覆冰状况进一步恶化，极有可能突破线路设计的安全极限，金具破坏甚至断线、倒塔等严重事故将很难避免。
2.2相邻档不均匀覆冰或不均匀脱冰造成的事故
输电线路相邻档不均匀覆冰或不同期脱冰都会产生张力差，使导线在线夹内滑动，严重时导线外层铝股在线夹出口处全部断裂、钢芯抽动，造成线夹另一侧的铝股拥挤在线夹附近。邻档张力的不同．还会导致直线杆塔承受张力的能力变差，悬垂绝缘子串偏移很大，碰撞横担，造成绝缘子损坏或破裂；不同期脱冰使导线间或导线与地线间距离缩短，造成闪跳。
2.3绝缘子串覆冰造成频繁冰闪事故
作为污闪的一种特殊形式，冰闪主要发生在严重覆冰的情况下，当大量的伞形冰凌发生桥接时，输电线路的绝缘强度发生明显的降低，导致泄漏距离缩短，同时在融冰的过程中由于冰体表面容易溶解污秽，这就增加了融冰水的电导率，对绝缘子串电压分布及绝缘子表面电压分布造成严重影响，导致其分布的不均匀，进而降低了覆冰绝缘子串的闪络电压。同时在融冰期是常伴有大雾的，因此当大气中的污秽发生增加时就会进一步增加融化冰水的导电率，进而形成冰闪。
2.4输电导线舞动损坏电力设备
输电导线覆冰后形成非圆截面．在风力作用下发生驰振，这是一种低频、大幅度的振动，其振动频率通常为(0．1～3)Hz，振幅约为导线直径的5300倍。导线舞动引起杆塔、导线、金具及部件的损坏．造成频繁跳闸甚至停电事故。所以导线舞动对输电线路安全运行危害很大．可造成重大的经济损失和不良的社会影响。导线舞动是一种复杂的流固耦合振动．其形成主要取决于导线覆冰、风力作用及线路结构与参数。
3电线路除冰技术
3.1热力法
作为当今世界最有效的防冰除冰方法，热力法是利用焦耳原理来进行融冰，并采用电流加热覆冰导线进行除冰，热力法除冰可以分为以下3种：
(1)利用潮流进行除冰。这种方法主要是对电网的潮流进行合理分配，确保输电线路的电流达到临界融冰的电流以上，以防止线路发生覆冰，利用潮流进行除冰是实际工程中最方便的除冰方法。
(2)利用短路进行除冰。这种方法主要是指人为地将输电线路接成两相或三相短路状态，在形成短路电流后再对导线加热以达到融冰的目的。
(3)直流法除冰。这种方法作为一种新型的输电线路除冰方法，能够有效地完成输电线路的除冰，但其也有自身的缺点，即直流法影响输电线路中继电保护装置的正常运行，采用直流法时必须及时切换线路中所有的继电保护装置，这个操作过程是比较复杂的。
3.2机械除冰法
滑轮铲刮法和强力振动法都属于早期的机械除冰方法，工作人员在地面通过拉动挂在输电线上的滑轮来达到铲除覆冰的目的。近年来，加拿大在短距离线路或线路的重要档出现覆冰时，借助通用飞行器和智能机械，敲除输电线上的覆冰。国家电网公司成立了通用航空有限公司专门负责直升机巡线维护等业务，可以预见未来直升机在输电线路工程建设及维护方面将有广阔的前景。
3.3被动除冰法
利用风、地球引力、随机散射能和温度变化等来自大自然的外力脱冰的方法称为被动除冰法。一般来说，在工程上首先考虑这种方法．被动除冰法虽然不能保证可靠除冰，但无需附加能量。被动除冰技术不能阻止冰的形成，但有助于限制冰灾。在被动除冰法中，应用憎水性和憎冰性固体涂料涂附在导线上的方法已引起广泛的兴趣。
4输电线路覆冰的防治措施
通常在输电线路设计阶段就应对其可能存在的覆冰采取相应的措施，对于冰灾易发区和重灾区要尽量避行，输电线路应沿着起伏不大的地形进行走线，采取有效措施避免通过湖泊和横跨风道，避免穿过水库等易产生覆冰的地带；在翻越山岭时也要注意避免出现大档距及大高差的现象，避免转角塔架设在微气象的山凹处，从而减轻覆冰的概率。若一定要穿过覆冰重灾区，则其设计档距不宜过大，采用水平排列的方式对输电线路进行排列，增大输电线路杆塔的爬电距离，对绝缘子伞裙的结构进行改善，加强日常的管理，制定相关的输电线路防覆冰应急预案，及时对输电线路及绝缘子、杆塔等进行清扫，增加输电线路的光滑度，防止其发生积雪的现象。
结束语：
输电线路覆冰后严重威胁其正常运行：覆冰也是造成杆塔倒塌的重要原因之一，同时覆冰也会造成线路的过负荷，使绝缘子发生冰闪，不但会造成导线的断股，而且会破坏金具及绝缘子的正常工作。因此，制定相关的反事故措施，采用新材料新方法进行防冰，全面提高覆冰重灾区内输电线路的设计标准，认真核查线路的防覆冰能力，消除潜在的隐患，防止输电线路发生地线跳跃和舞动的现象，全面加强输电线路的防冰灾能力，进而提高电网的抗灾能力。
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[4]黄斌,徐珊珊,苏文宇.输电线路覆冰研究综述[A].电瓷避雷器.2012(1)
论文作者:黄广龙1,张秀蓉2,黄广川3
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/19
标签：线路论文; 导线论文; 绝缘子论文; 除冰论文; 因素论文; 杆塔论文; 发生论文; 《电力设备》2018年第17期论文;