摘要：电力系统的安全稳定运行将直接影响国家的发展和人民的生产生活。灾难性气候是电网安全运行的最大威胁。特别是冰雪灾害对电力线路的危害极大，不仅会导致导线结冰，严重时甚至会发生倒塔断线的现象，导致大规模停电。分析了冰冻灾害对架空电力线路造成的破坏，提出了防止电力线路冰冻灾害的措施。深入探讨了电力线路冰冻灾害的防治方法。详细研究如何对电力线路进行防冻灾害，为提高我国电力线路的防冻能力，确保输电线路安全运行提供理论参考。
关键词：电力线路；冰冻灾害；分析；防治
中国是输电线路上发生冰雪灾害事故的国家之一。杆塔覆冰事故是冰灾的主要形式，严重威胁着中国电力系统的安全运行，造成了巨大的经济损失。因此，在中国输电线路的冰雪灾害区域进行气象观测和防范覆冰事故发生是非常必要的。
一、电力线路冰冻灾害形成的原因
电力线路冰冻灾害形成的原因主要是低温引起的，并且在严冬或早春发生冰冻灾害的频率较高。高原地区的具有气压低、气温低、湿度低、沸点低、太阳辐射强的气候特点，同时还伴随着电离辐射、大量的风沙以及非常高的风速等恶劣的天气条件。这些恶劣的自然环境都是一些人为因素不可改变的，会给电力线路产生冰冻灾害。其冰冻灾害的具体过程是：当有大雾或雨雪天气时，如果大气温度降至-5℃～0℃、风速达到3～15m/s，电力线路将在表面形成覆雪，如果温度升高，雪水会慢慢融化，不会结冰。而如果在形成雪淞之后，气温持续下降，那么雪淞就会逐渐集聚为比较厚的冰层，此时如果气温再继续下降的话，在冰层的表面就会集聚雪淞。此时，如果天气冷暖交替进行变化的话，由于所积累的冰层较厚，只能够融化掉一部分的冰层，而当气温下降后，这些融化的水滴就会再度结成冰，并且大大地增加了冰层的密度，将会使其更加难以融化，如此的反复循环下去，在电力线路表面就会形成混合淞，从而就会发生冰冻灾害。在电力线路冰冻灾害发生的过程中不难发现，冰冻灾害形成的前提是要具备较低的温度与足够的水汽条件，除此之外，不能忽视的一个重要因素就是风力的作用，风可以使十分冷却的水滴不断地吹向输电线路，从而加快与促进电力线路表面上冰层的形成，逐渐增加电力线路上覆冰的厚度，最后形成冰冻灾害。
二、冰冻灾害对电力线路的具体危害
（一）会造成线路超重过载事故
当电力线路表面上的冰层达到一定厚度时，整个电力线的重量将大大增加，这将导致导线弧垂的增加，从而减小电力线路与地面之间的距离。在此过程中很容易发生闪络事故。除此之外，如果此时的风力很大，那么由于出现弧垂，通过风力对电力线路的作用，就会很容易使得导线之间，甚至是电力线路与地面之间生发接触与碰撞，从而会引起线路短路和断线等事故。
（二）由于相邻档不均匀覆冰或不同期脱冰导致事故的发生
当发生电力线路相邻档不均匀覆冰或不同期脱冰的现象时，会使得电力线路产生张力差，从而造成电力线路在线夹内由于受力的不平衡而来回跳跃，在电力线路来回跳跃的过程中就会使得电力线路铝股出现断裂、钢芯抽动，从而使得铝股都拥挤在线夹的附近。
（三）由于绝缘子串覆冰造成频繁冰闪事故
所谓的冰闪事故主要是指：当电力线路中的绝缘子的表面出现较为严重的覆冰现象时，就会使得其本身的绝缘度降低，泄露距离大大缩短。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此时，如果电力线路表面的冰层融化，其表面中的水膜就会很快地将污秽中的电解质溶解，从而使得冰融水或者水膜的导电率大大增加，从而会引起绝缘子串电压分布及单片绝缘子表面电压分布畸变的现象，进而大大降低了绝缘子串的闪络电压。
三、新建架空电力线路防冰冻灾害的策略
架空电力线的设计和施工部门应加强与当地气象部门的互动，从气象部门获取多年来该地区的气象记录，特别是冰冻灾害的记录，并找出其特性和时间规律，从信息中发现冰冻灾害区域分布、持续时间等，基于此进行有针对性的预防和早期设计和维护。在已有的气象资料的基础上，合理进行了冻害区的划分，选择了不同的线路施工设计，进行冰冻灾害高发区的架空电力线路的施工，同时确保线路的安全运行，减少电力线路的敷设成本。
（一）冰冻灾害区域的划分及取值
由于架空电力线路经过区域的复杂性，局部气候和地形能够对其产生较大的影响。另外，由于沿线冰冻灾害状况之间有差异，因此不能只是通过一个固定覆冰厚度设计值来予以防护。为了更好地实现线路的全面防护和重点地段的安全，要在已有气象资料的前提下，结合线路经过的区域及其地形特点，进行科学全面地分析，从而合理地确定覆冰厚度设计值。
（二）架空电力线路铺设路径的选择
选择架空电力线路铺设路径时要尽量避开冰冻灾害严重的地段，在施工的时候要尽量做到最大限度避免在地形起伏较大区域铺设架空线路；架空线路要避免通过风道、湖泊等容易产生冰冻灾害的地带；架空线路翻越山区时，要减少大档距、高落差情况的出现；减小架空线路的转角度。
（三）架空电力线路抗冰冻灾害的设计原则
如果无法避免电力线路频繁发生冰冻灾害，则应采用防冰设计。当设计的冰厚值为20 mm或更大时，应根据重冰冻架空电力线路设计规定的要求进行设计。可以根据上述规定设计覆冰厚度为15mm的设计，但不能使用放松线材应力的方法，架空电力线路冰冻灾害的防治。一方面要提高线路的抗冰冻能力，另一方面要防止线间故障的发生。对于已经设计了抗冰冻能力的架空电力线路，由于冰冻区域的划分可能存在一定的差距，为了保证线路运行的安全性能，最好要进行融冰措施的确定，以更好地维护和管理冰冻区的电力线路。为了更好地进行特殊时期的架空线路的融冰，要在规划设计之时就充分地考虑到电厂、变电站设备的融冰电源灯装置的安装和运行。
四、结束语
综上所述，面对电力线路冰冻灾害造成的危害，必须适当预防，提高线路的抗冻能力，改善线路的铺设和施工技术。要做好冰冻灾害的早期观察和冰冻灾害发生的概率，更好地为防治冰冻灾害提供信息支持。在选择新的铺设路线时，尽量避免经常遭受冰冻灾害的地区。如果无法避免，就应该使用科学的防冰冻设计来进行施工。新线应对冰冻灾害的时间和强度进行正确分析，并应合理设计和确定覆冰厚度。在防治过程中，对于电网较弱的主干线路，必须通过融冰来保证架空电力线路的安全运行。对于已经投入使用的架空电力线路，有必要进行科学有效的改造，在发生大面积的冰冻灾害后，可以使用短路融冰的方法进行抢修。在这些处理手段的基础上，要加强对架空线路冰冻灾害的预防和设计，以保证架空电力线路的安全运行。
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论文作者:赵军强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
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