（中国能源建设集团黑龙江省电力设计院有限公司， 黑龙江哈尔滨 15000）
摘要：当今时期，对传送电路来说，其线路本体的深度裹冰情况会引发传送电路电气部件的工程性能大幅度下跌，并由此时常导致电力系统安全事故的发生，严重干扰社会的正常生产生活秩序。所以，依照传送电路裹冰的状态特点实施治冰技术探讨和分析是极为必要的，其对增强传送电路防冰性能及安全服役效果可发挥出极大的现实价值。鉴于此，本人参照现实电力工程的运行具体状况深入分析了传送电路裹冰特征及治冰技术，以和同行们交流。
关键词：覆冰特点；防冰技术；输电线路
引言
对于输电线路而言，严重覆冰会造成输电线路电气、机械性能下降，引发一系列的安全事故，影响正常的社会生产生活。因此，针对输电线路覆冰特点开展防冰技术研究是重要而必要的，对提高输电线防冰能力和安全运行水平有着重大的实际价值。基于此，下面结合实际情况分析了输电线路覆冰特点和防冰技术，仅供参考借鉴。
1 输电线路覆冰特点
覆冰造成的危害主要有以下四种：导线和杆塔过荷载事故、导线舞动事故、不均匀覆冰和不同期脱冰事故及绝缘子覆冰闪络放电事故，严重影响电网安全运行。覆冰按其覆冰机理可分为五种类型：雨凇、混合淞即硬雾凇、雾凇即软雾凇、积雪及白霜。其中雨淞和混合淞由于密度大，粘附力强，不容易从导线上脱落，对导线和杆塔产生的机械荷载也较大。由于雨凇硬度大并与导线表面黏附力强，雨淞覆冰对导线和杆塔的危害最为严重，并容易引起绝缘子闪络事故。积雪相对雨凇和混合淞其粘附力小，硬度小，容易除掉；白霜对线路产生的外荷载小，但容易引起闪络现象。在自然现象中，当空气温度在0℃以下时会产生结冰。在输电线路中，大气中小水滴发生过冷却，处于过冷却水滴包围的输电线路与气流中过冷却水滴发生碰撞，并冻结在导线表面就形成了导线覆冰。覆冰增大了线路的外荷载，严重影响线路的安全运行。研究表明：导线表面产生覆冰必须满足以下三个条件，即：（1）大气中有足够多的过冷却水滴；（2）导线能够捕获过冷却水滴；（3）过冷却水滴必须快速冻结或者在离开导线表面之前冻结。
2 输电线路冰害事故的原因
根据理论知识分析与过往实践经验，可以看出，我国输电线路冰害事故多发的原因主要包含三个层面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先，输电线路的架设与施工人员缺乏充分的专业知识与经验，且技术水平不高，并不能根据不同的地理情况和线路走势，进行针对性的输电线路设计，线路规划人员无法准确掌握输电线路的覆冰规律， 继而导致输电线路路径设计不恰当。其次，因专业化不足或无意疏忽，输电线路的设计者分析计算出的抗冰厚度不足，低于实际的覆冰值，若天气连续严寒或降雪量较大时，即可造成冰害。最后，对于输电线路冰害事故易发地区来说，如江南地区，输电线路的抗冰性往往较强，但连续雨雪、冰雹等天气，则会削弱其抗冰性，若不能及时检查、维修，再次遇到恶劣天气时即可能引发冰害事故。
3 输电线路防冰技术
3.1 热力融冰法
热力融冰法是通过增加热源或线路电流使导线发热，进而起到防冰和融冰的目的。目前，常见的热力除冰法有短路电路融冰法、高频高压激励融冰法、电脉冲融冰法等热力融冰方法。短路融冰是指将线路的一端短路，另一端供给融冰所需的电源，用较低电压提供较大电路电流加热导线的方法使导线上的覆冰融化。CharlesRS等提出了用8~200kHz的高频激励融冰的方法。该融冰机理是高频时覆冰是一种有损耗电介质，能直接引起发热，并且集肤效应导致电流只在导体表面很浅的范围内流通，造成电阻损耗发热。试验表明33kV､100kHz的电压可以为1000km的线路达到有效融冰。该方法通过给整流器施加触发脉冲，使电容器通过线圈放电激发电脉冲而达到除冰效果。
3.2 选取高性能抗冰线材
传送电路选取高规格抑冰线材，能显著提升传送电路抗冰效能。重点在于其抗冰线体具有如下强项：抗冰线体表观层极为光滑，冰雪很难在导线表面存留。抗冰线体的阻尼品质更佳，有利于降低对杆塔的拉力效果。抗冰线体的热力性能极高，可承受更高的电流通过，能够依托提高导线体温度来加快冰雪融溶速率。抗冰导线中的钢芯铝绞线其强度远高于过去选用的常规导线，由此提高了导线本身的负载能力。现阶段，普遍应用的抗冰导线材料规格有两种类型。此种类型的导线材料均适用于裹冰严重地区的传送电路设施。大量工程实践表明，采用高性能抗冰导线材料可在某种程度上提升传送电路的抗冰效能，然而其抗冰性能尚不能达到所需标准。
3.3 合理提升冰灾防治限度
传送电路结构设计权衡了各类相异地区的实际电力负荷需求及所需电压层级，选取差别式设计模式，然而伴随着当今全球性的气候变化趋势，极端恶劣天气时有发生，过去一些四季如春的地区也极有可能出现严重的冰雪气候，故此过去的冰灾预防基准已经不能完整满足现实的冰雪灾害发生情况，尤其是某类极端气候出现时我们无法抗衡。因此，增强传送电路冰灾防治基准是现实电网系统安全工作的头等要务。如此做法可提升传送电路抗衡冰灾的功能。由具体情况去观察，如果传送电路防范基准由30a提高到60a，其建设成本额度可增大3倍之多，在目前的短时间内根本不可能整体提升传送电路的冰灾防控基准。
3.4 机器人除冰
应用除冰机器人除冰属机械除冰技术领域，，该机器人不仅可以巡线还可以对输电线路上的覆冰和积雪进行清除。因此，除冰机器人可以称为多用途除冰机器人，它能够通过更换不同的工作头，实现不同的工作任务，此机器人功能强大，不足之处在于不能越障作业，只能够在两档之间作业。后来研究人员对此进行了改进，添加了越障作业功能，可以跨档距进行工作，明显提高了工作效率。哈尔滨工业大学和三峡大学也研制了除冰机器人，哈尔滨工业大学所研制的除冰机器人的除冰结构由安置在机器人前端可以开合的刀具组成，通过刀具的开合挤压除去电线上的结冰。此机器人采用了创新设计，比如随动越障扇轮、蝶形链等结构使得它不仅具有30°的爬坡能力还能穿过一定的障碍。设计者采用无线控制的方案，操作人员呆在室内就可以对其进行控制，并且机器人上还安装有照明装置，使得在能见度较低的天气下可以正常工作。三峡大学研制了综合式除冰装置，除冰装置以切削、碾压、冲击三种方法的综合达到除冰目的。
结束语
综上所述，适当提高输电线路的设计标准，尤其是覆冰较严重的线路走廊，进一步深入研究输电线路抗冰融冰技术。除推广应用成熟的过电流融冰、机械除冰及机器人除冰等方法外，开展基于新技术电磁力、带负荷融冰技术及新材料的抗冰防冰措施研究，以达到防止冰害事故的目的。
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论文作者:徐海博
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/12
标签：导线论文; 线路论文; 电路论文; 机器人论文; 除冰论文; 事故论文; 输电线论文; 《电力设备》2017年第32期论文;