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摘要：架空输电线路覆冰是一种广泛分布的自然现象。导线结冰问题已成为世界各国的共同关注和有待解决的问题。冰灾会影响维护的安全，造成大面积的冰闪跳闸和倒塔,造成严重的经济损失,影响交通运输和人民的生活安全。
关键词：架空输电线路;履冰;防冰除冰
前言
为了适应中国经济的发展，国内传输电压与负荷在不断提高，地区的架空输电线路越来越密集，范围也越来越大，因此跨越的区域和环境比较复杂。而一旦遇到低温、冰雪等恶劣天气，架空线路就会造成覆冰问题的出现，这对稳定国家电力输送带来了巨大的威胁，一旦出现状况就会对社会经济造成不可弥补的损失。
1架空线路覆冰的成因与对电网的影响
1.1架空线路覆冰的成因
架空导线覆冰的形成原因是由多种条件决定的，主要有气象条件、地理条件、海拔高度、导线悬挂高度、导线直径、风向和风速、电场强度等。气象条件对架空线路覆冰的影响主要是由线路经过地的环境温度、空气湿度以及风向风速等因素综合造成的。架空线路覆冰问题并非偶然事件，在我国很多地方每年冬天都会发生架空线路覆冰问题。但是不同地区、地形上架空线路覆冰的类型不太相同，具体来说可分为雨凇、雾凇、混合凇、湿雪4种。
1.2覆冰对电网的影响
架空线路覆冰对电网的影响主要有过负载、绝缘子冰闪、覆冰的导线舞动、脱冰闪络等。过载会导致架空线路出现机械和电气方面的故障，即会出现倒塔、金具的损坏和由弧垂增大而导致的闪络烧线等。当绝缘子上覆冰时，可以看作绝缘子上出现了污秽而改变了绝缘子上的电场分布，特别是冰中往往会含有污秽，这就更易造成冰闪。在风力的作用下，架空线路上的覆冰是不对称的，这就造成线路极易发生舞动，且舞动幅度较大、持续时间长。对线路轻则引起相间闪络、线路跳闸，重则引起断线或倒塔。
2防冰与除冰技术
2.1常见的防冰技术
路径选择:应充分考虑规划路径沿线微气象、微地形因素和运行经验，尽量避开微地形、微气象区域。实在无法避开的，应根据规程规定的重现期确定设计冰厚与验算冰厚，对重冰区及中重冰区过渡区段进行差异化设计，适当缩小档距，降低杆塔高度，提高线路抗冰能力。
覆冰观测:应合理规划、建设覆冰观测气象站点，气象站址选择应尽量靠近线路具有代表性的覆冰段，并将积累的覆冰气象数据作为今后线路设计和技改的依据，有条件的地区可配置微气象或覆冰在线监测装置。
导、地线设计:重覆冰区宜采用少分裂、大截面导线以抑制不均匀覆冰时导线的扭转和舞动，并采用预绞丝护线条保护导线。对于山区线路，设计时应校验导、地线悬挂点应力，悬挂点的设计安全系数不应小于2.25。中、重冰区还应校验导线间和导、地线间在不均匀覆冰和脱冰跳跃时的电气间隙。
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挂点设计:对于重要交叉跨越直线杆塔，应采用双悬垂绝缘子串结构，且宜采用双独立挂点，无法设置双挂点的杆塔可采用单挂点双联绝缘子串结构。
连接金具选型:与横担连接的第1个金具应转动灵活且受力合理，选型应从强度、材料、型式3方面综合考虑，其强度应比串内其他金具强度高一个等级，不应采用可锻铸铁制造的产品；
绝缘子串设计:易覆冰地区或曾发生过冰害跳闸的线路故障点附近区域的新建或改建线路，应采用加强绝缘设计，增加绝缘子片数、采取V型串、大小伞间插布置方式或防冰闪复合绝缘子等防冰闪措施。
重冰、重污叠加区域绝缘子选型:重冰区与重污区叠加区域线路外绝缘配置宜采用复合化瓷质或玻璃绝缘子，并遵循微气象区域加强外绝缘抗冰设计原则。复合化的瓷质或玻璃绝缘子兼有盘型绝缘子和复合绝缘子的优点，运用在重冰和重污叠加区域的线路上，不仅能有效缩短导线悬垂串长，缩小杆塔尺寸，还可降低线路本体造价，提高线路耐污和抗冰能力。
杆塔设计:重冰区塔位设计应尽量避免大小档、大高差、大档距，无法避免时，应减少耐张段长度或采取独立耐张段。
融冰规划:对易覆冰地区的变电站，应同步规划设计融冰母线、融冰间隔或短路开关。
2.2常见的除冰技术
2.2.1机械除冰
机械除冰是一种简单的除冰方式，即一般直接使用人工除冰、滚筒除冰、机器人除冰、冲击波机械法等。使用机械方法来破碎相同大小的冰块所需能量远低于热力法，约为热力方法所需能量的1/200，但在实际应用中，机械除冰方式的能量效率范围为3%～4%。机械除冰的方式虽然简单，但除冰效率较低，使用受环境地形影响较大，不利于大面积推广使用。
2.2.2短路与热力除冰法
短路融冰法指由一端供电而另一端短路，使线路一侧中的短路电流增大，短路电流的增大会使导线产生电磁力，在电磁力的作用下导线会相互撞击，从而使导线覆冰脱落，达到除冰的目的。面对架空线路覆冰问题，国内外都在短路除冰方面积累了一定的经验。当选择这种除冰方式时，会增加相应的辅助设备，如为实现短路而在短路侧加装开关设备等。
交流融冰法:不管是交流电还是直流电，当有电流流过导线时，导线都会发热。对于现在的电网来讲，大部分采用的是交流输电，这就可以直接利用自己电网的交流电来进行融冰，从而达到降低费用的目的。当面对长距离输电时，为了满足融冰功率的要求，要提供能够满足要求的融冰电压，从而获得满足要求的电流。
方式融冰法:这种方法不需要加入其他的附加设备，仅仅是通过改变电网的结构来实现的。但一般而言，正常运行的输电线路所产生的负荷电流相对于能达到融冰的电流还较小，产生的热量不足以防止线路结冰或者除冰。所以要想用这种方式融冰，就必须改变线路的正常运行方式，从而满足负荷电流所产生的热量能达到融冰的要求。这种方法一般用在单分裂导线中，考虑到融冰电流较大和对电网稳定性，对于多分裂导线而言，一般不用此方法。
结束语
架空输电线路的防冰和除冰技术是一个复杂的研究课题，其对国内的电力输送的稳定起着至关重要的作用。面对覆冰问题时，要综合考虑线路的实际工作和环境情况，从而针对性地选择合适的防冰、除冰技术，保障输电线路的正常运行。与此同时，要加强对防冰和除冰技术的研究，以提高国内这方面的科技和能力水平。
参考文献
[1]蒋聪.对架空电力线路防冰除冰技术国内外研究的论述[J].电子制作,2015(22):68
[2]巢亚锋.分裂导线和多串并联绝缘子覆冰模型与影响因素的研究[D].重庆：重庆大学，2011.
论文作者:孟啸啸,李金璐
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16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; 杆塔论文; 电流论文; 电网论文; 《防护工程》2018年第16期论文;