中国葛洲坝集团电力有限责任公司南宁设计分公司 广西南宁 530000
摘要：电力线路持续稳定运行，对国家社会经济持续和人们生活水平的提升有着重要意义。但影响电力线路运行的因素也比较多，其中灾害性气候无疑是最大威胁，特别是冰雪灾害对电力线路的危害更大。一旦发生冰雪灾害，不但会导致线路被冰覆盖，从而引发断线，造成大范围停电。基于此，本文结合理论实践，先阐述了冰雪灾害的成因，然后分析了冰雪灾害对电力线路危害，最后重点阐述了电力线路防冰雪灾害的设计策略。
关键词：电力线路；冰雪灾害；恶劣气候；设计策略
引言：
一旦电力线路遭受到冰雪灾害，就导致导线被冰覆盖，甚至引发电力线路断线、杆塔倒塌等严重问题，引发大面积停电事故。在冰雪天气，道路结冰严重，抢修难度大，为工农业生产和居民生活造成严重影响。因此，需要切实做好电力线路防冰雪灾害工作，确保电力线路运行的稳定性。
1、冰雪灾害成因
1.1恶劣气候条件
形成冰雪灾害的主要原因是大气环流异常，冷暖空气交错，气温骤降，空气温度介于凝冻温度，雨水触及到电力线路后立即结冰，主要特征体现在以下几个方面：第一，冷空气持续时间较长，持续时间在8~15天之间，有时甚至长达30天左右。第二，凝冻天气满足电力线路覆冰条件，即气温在0~-5℃之间，空气相对湿度在85%左右，风速在1~10m/s之间，当水滴和导线碰撞后，立即在导线上凝结成冰，并形成逆温层【1】。
1.2电力线路覆冰超过原设计边界条件
电力线路覆冰一旦超过原设计边界，就会引发大范围杆塔倒塌、线路断裂、闪络等事故。此外，杆塔的荷载会随着覆冰厚度的增加而增加。比如：截面积为400mm2的导线，当覆冰厚度从10mm，增加到15mm、20mm、25mm时，冰荷载水平荷重为120%、450%、610%。电力线路覆冰主要发生在风口、台地、迎风坡面等区域中。当导地线的纵向不平衡张力超过原来杆塔纵向设防强度时，就会被电力线路顺着线路方向放倒，导致杆塔倒塌，引发停电事故。
2冰雪灾害对电力线路造成的危害
电线覆冰后会增大体积，容易被风吹动，而冰块无法均匀覆盖在电线上，结冰形状也不相同，两根相邻的线路如果被风吹到一起，就会引发短路故障，从而发生停电现象，并烧毁相关电力设备，造成更大的经济损失。第二，冰块容易引发闪络现象，虽然不致于损坏电力线路，但会给绝缘子造成较大的负面影响，降低绝缘性能。发生闪络现象后，并不能消除冰块，如果线路承受不住覆冰中重量，还会增加闪络弧度，一旦和地面接触，也会发生短路故障【2】。第三，冰雪灾害还会损坏电力线路结构，虽然电力线路具有一定的张力，但覆冰后，张力会不断增加，一旦超过极限状态，就会引发线路崩断现象。如果冲击荷载较大，甚至会引发一系列连锁反应，导致整个输电杆塔倒塌。
3电力线路防冰雪灾害的设计策略
3.1线路设计是采取的策略
针对可能发生冰雪灾害条件的地区，要按照30mm厚覆冰验算杆塔的强度、最小安全距离、对地距离等。如果电力线路杆塔为连续上坡或者下坡的直线杆塔，则要全面验算对地的安全距离。并对风口处 的电力线路安装防振装置，降低振动幅度，在电力线路材料选择时，要尽量选择耐振性比较强的金属材料。并在进行防冻环安装时，要先计算电力线路到地面的距离，避免电力线路在发生冰雪灾害产生旋转和脱冰跳跃状态。
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在容易发生冰雪灾害的区域建立融冰站，安装融冰变压器，通过提升电流，产生热量的方法溶解线路覆冰，或者在电力线路架设时采用复合线，促使线路自行相互覆冰。对于个别容易引发绝缘子串冰闪的区域，要在适当的位置，安装大盘径伞群绝缘子，避免融冰时形成的水帘引发冰闪现象。针对方防污闪能力比较低的绝缘子，则要定期进行测试，发现问题及时处理或者更换。此外，还要加强电力设备抵御外力破坏的能力，在冰雪灾害现场，大多数发生倒塌的电力杆塔，都受到了不同程度的外力破坏。
3.2户外变配电设备的措施
电力企业要和当地气象部门进行沟通联系，以便及时掌握天气变化情况，在寒潮到来之前，对户外所有的高压电器设备进行全面细致的巡检。当风雪停止以后，及时抄录高压电气设备在线监测数据并和电力线路运行的正常值进行对比，发现事故隐患及时处理，避免引发更大的安全事故【3】。
在巡检中，如果发现绝缘子或者主绝缘套管存在放电或者电晕现象，要进行详细记录，以便风雪过后及时清除覆并。还可以使用有憎水性的RTV涂料来提升电力线路中绝缘子的防冰效果，及时更换污闪绝缘子，采用复合材料作为绝缘套，提升电力设备在防污闪能力。
发生冰雪灾害时，要尽量减少室外高压电气设备倒闸和合闸操作次数，保持电力线路全方式运行。并关紧断路器控制箱和端子箱柜门，如果密封圈或者密封环损坏，要及时更换，并做好高压断路器事故处理预案，一旦发生事故立即启动预案，以降低损失。
3.3合理选择电力线路路径
利用无人机航摄技术掌握电力线路分布情况，以判断哪些区域、哪些杆塔属于微地形、微气象点。并和当地气象局进行深入联系，及时分析气象局传输来的气象资料，以掌握地区气候特征和稀有气候情况发生的概率，提前做好准备工作，将冰雪灾害造成的损失降到最低。并确定微地形对电力线路覆冰和风速增加的影响，尽量避开不良地质带。电力企业要借助高新技术，提升电力线路技术升级的步伐，全面提升输电能力，并全面优化设计线路规划，把电力通道的规划和当地社会经济发展相互结合，进一步提升电力线路设计的合理性，在保证电力线路持续、安全、稳定运行基础上，提升抵御冰雪灾害的能力。
3.4科技攻关，加强覆冰观测
我国现有的电力线路融冰、除冰技术还不够先进，再加上地区条件的限制，无法有效解决冰雪灾害对电力线路的影响。因此，各地政府要加大科技攻关的力度，根据本地区电力线路覆冰的特点，积极研究出更加有效的冰雪灾害防治技术。电力线路覆冰是影响电力线路设计质量和工程造价的主要因素【4】。就目前我国现有技术而言，在覆冰观测和量化分析方面比较薄弱，而气象局普遍没有覆冰观测相关数据，要求电力部门借助新型技术和工具，加强覆冰观测，不断收集覆冰数据，为我国制定电力线路防冰雪灾害的设计策略提供数据支持和理论指导。
3.5做好恶劣天气的准备工作
电力企业要建立自然灾害预警器，在容易自然灾害的期间内，对冰冻、雷电等自然在进行实时预警。在检测电力线路是否安全的同时，也要检查费杆塔的性能和规格，制定维护措施，如果发现杆塔损坏，及时上报处理，以提升电力线路低于冰雪灾害的能力。
结束语：
综上所述，本文结合理论实践，探讨了电力线路防冰雪灾害的设计策略，探讨结果表明，目前很多设备和仪器都需要电力的支持，一旦电力线路发生故障，必然会对国家和人民造成巨大的损失。虽然我国电力输送技术比较先进，但在解决和处理冰雪灾害时人类存在较大的局限性，需要相关部门切实做好防冰雪灾害设计策略，才能将冰雪灾害造成的损失降到最低，确保电力线路运行的稳定性、持续性。
参考文献：
[1]卢庆清. 电力线路防冰雪灾害的设计策略探讨[J]. 企业技术开发：中旬刊, 2016(6):101-102.
[2]赵阳, 安佳坤, 孟斌等. 基于覆冰动态增长的电力系统风险评估方法[J]. 科技创新与应用, 2016(33):193-194.
[3]王莹, 施通勤, 周鲲鹏,等. 自然灾害对鄂西电网影响数据的特征分析[J]. 湖北电力, 2017(04):29-34.
[4]晏鸣宇, 周志宇, 文劲宇等. 基于短期覆冰预测的电网覆冰灾害风险评估方法[J]. 电力系统自动化, 2016, 40(21):168-175.
论文作者:农珊
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/30
标签：电力线路论文; 灾害论文; 冰雪论文; 杆塔论文; 绝缘子论文; 线路论文; 发生论文; 《防护工程》2019年第4期论文;