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摘要：输电线路覆冰作为一种严重的自然灾害，可能引发输电线路导线舞动、绝缘子闪络等事故，严重危害电力系统的安全运行。化工厂、水泥厂等高污染企业的排放使线路上的污秽物或浮尘增加，极大地影响了其输电设施表面的光滑度、降低其憎水性能，更容易形成覆冰和积雪。四川、湖南等地都曾发生过十分严重的输电线路覆冰事故，造成严重的事故影响和巨大的经济损失。因此，对输电线路覆冰的机理与防治措施及时掌握并有效防控，对提高电力系统的安全运行具有重要意义。
关键词：输电线路；防治；措施
1 输电线路覆冰形成与危害的机理
可能对输电线路造成影响的大气覆冰，主要有云雾结冰和降水结冰。云雾结冰是指云或雾中悬浮的过冷却液滴遇到暴露于气流中的输电线路等物体时迅速冻结，根据产生覆冰的密度不同被称为雾凇和霜淞，当覆冰增长发生在融点时表面形成水膜则被称为雨凇。降水结冰通常以冻雨、湿雪、干雪等形式发生：冻雨中的过冷却液滴作用于输电线路迅速冻结形成的覆冰也称为雨凇；雪花通过温度略高于冰点的空气层时会部分融化，变得粘稠而依附到输电线路上形成湿雪冻结；在很低的风速条件下，环境温度显著低于冰点温度时，干雪会积聚在输电线路上形成干雪冻结。通常，在一次覆冰事件中，导致覆冰可能是多个过程共同作用的结果。
对于输电线路，覆冰厚度、冰重、冰荷载等指标超过一定程度，将形成严重覆冰导致输电线路机械性能和电气性能急剧下降。造成重大覆冰事故的主要危害形式有：1）严重覆冰引起线路过荷载；2）不均匀覆冰或不同期脱冰引起张力差，导致线股断口有缩颈和导线跳跃；3）绝缘子串覆冰闪络引起绝缘子的绝缘强度降低；4）不对称覆冰或脱冰引起输电导线舞动。
2 输电线路冰害防控措施
输电线路覆冰可能导致导线/架空地线断线、导线短路、绝缘子击穿、铁塔变形或倒覆等事故，造成严重的负面影响和经济损失。面对可能发生的冰灾事故，重要的是做好输电线路冰害防控措施：
2.1 认真研究以往发生的冰灾，调整覆冰设计分区图，对调整区域的线路进行复核校验，对不满足覆冰设计要求的进行差异化改造，进一步增强线路抗覆冰能力。
2.2 加强线夹压接等隐蔽工程的检查验收，确保输电线路施工质量；逐步对输电线路普遍采用的合成绝缘子串进行倒Ｖ型布置结构改造，以有效预防绝缘子冰闪事故的发生。
2.3 制定科学合理的输电线路巡视计划，掌握输电线路易发生冰灾事故的区段以及相应的气象、地理特征。根据季节性特征布置相应的运维力量，同时结合人工观冰、建立观冰站等多样化手段保障线路安全运行。
2.4 完善输电线路覆冰状态监测系统，配置相应监测装置，对温度、湿度、风速、风向等进行监测。深化覆冰荷载计算、导地线舞（摆）动机理、杆塔金具荷载承受和绝缘子覆冰闪络等方面的研究，并依靠计算机网络进行大数据分析和传送分享，结合专家知识库和理论模型给出灾情预报，有效预防冰灾事故发生。
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2.5 建立冰灾专项应急预案，并从先期预防、 预警条件、信息分析、监测系统支持、危险防范、物资装备、抢险组织、后勤保障等方面进行完善，以确保冰灾发生时能快速应对，尽可能减少冰灾对电网造成的损失。
除了在线路路径选择时避开冰区外，到目前为止，还没有完全可靠的方法和技术能做到线路完全不覆冰，因此需在设计、改造、运行中采取“避”、“抗”、“改”、“防”、“融”五字防冰害冰灾综合技术措施，逐步增强电网抗覆冰能力。
同时，面对不可避免的输电线路冰灾事故，目前大约有30多种处于各种实验、研究及推广阶段的除冰方法和技术。其大致可分为以下3大类：1）机械除冰法，利用机械手工或者自动强制使导线上的覆冰脱落，主要有强力振动法和滑轮铲刮法；2）自然脱冰法，在导线上安装阻雪环、平衡锤等装置可使导线上的覆冰堆积到一定程度时，在风或其他自然力的作用下使冰雪自行脱落，简单易行、但可能会引起导线跳跃而发生线路事故；3）热力除冰法，利用附加热源或导线自身发热，使冰雪在导线上无法积覆或者融化，如带负荷融冰方法和短路电流融冰法即利用焦耳热效应来加热导线，还可通过电阻丝伴随加热及铁磁线圈因交流电感应出的边际电流间接加热。
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论文作者:杨江平,李逢兵
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/15
标签：线路论文; 导线论文; 绝缘子论文; 事故论文; 荷载论文; 冷却液论文; 发生论文; 《电力设备》2017年第21期论文;