摘要：本文通过湟中盘道地区地形、地貌和气候的分析，认为该地区存在一个重冰区，确定覆冰厚度为25mm。针对重冰区对该地区已有的3条330kV线路提出了“避”、“抗”、“改”三字概括改造方案，对该地区以后的线路设计具有较大的意义
关键词：覆冰；改造；线路
1、情况简介
湟中盘道地区为青海省省少有的重冰地区，从此处盘道乡西台村与湟源县蒙古道董家垴两县交界处海拔3321～3348m之间大山上通过的多条330kV线路在1992年和2003年两次发生严重的覆冰倒塔断线事故，其中1992年的覆冰倒塔断线事故造成龙羊峡水电厂退出系统，直接经济损失达500余万元，2003年10月，整个青海省的天气突变，阴雨、低温持续数天，盘道地区受大山的影响，形成易覆冰的“微气象”条件。三条线路覆冰严重，覆冰厚度据现场目测，在21mm~33mm(比重为0.9g/cm3),导致330kV湟源-花园线路29#塔(ZM5-28) 自第三段以上部位弯曲折断倾倒，28#塔身有轻微的变形，源花线退出运行。本文结合龙羊峡330kV送出线路抗冰改造工程，就该重冰区线路的覆冰范围和覆冰厚度、路径、导线、铁塔及对线路的改造，谈几点抗冰改造工程时的体会，以供大家在今后工作中借鉴。
2覆冰范围和覆冰厚度
2.1覆冰范围
青海省的降水分布自东南向西北逐渐递减，该地区海拔高度在3321m-3348m之间，地面潮湿，地下水茂盛，在白水乡-盘道乡之间地形陡然增高，形成一道自南向北的天然屏障，从而使该地区成为我省的一个重冰区。
2.2覆冰厚度
覆冰厚度的确定是关系到线路造价的另一个重要决定因素，它直接导致导线排列方式不同及铁塔计算原则不同，进而决定塔型的选取和单基铁塔重量,从而影响线路的整体经济指标。
根据运行单位提供的文字资料，，几次冰害的积雪厚度为80mm，导线覆冰直径均在140～200mm，地线覆冰后直径约80～110mm，原线路在该段的设计覆冰厚度为15mm（密度0.9 g/cm3），设在湟源刘家台的覆冰观冰站，观测年内共积冰5次，积冰重量在6.3-25.1g之间，密度在0.1157-0.4987g/cm3之间，观测成果如下表。
积冰重量及密度
对导线覆冰厚度取值、覆冰范围的确定是在分析现有资料的基础上，结合各线路的实际运行经验，覆冰灾害出现的概率，以及现场的居民、通讯线运行情况的调查综合确定，不能盲目加大，也不能估计太小，应基本符合客观实际，覆冰厚度取25mm较合适。
3.改造方案
本次改造，作共提出6种改造方案，现简述如下：
3.1避冰改线方案
将最北侧的330kV龙黄线改至湟源峡以北，使之完全避开重冰区，龙花Ⅱ回、源花线不动。改线路径长约38km,原线路废弃约28km. 龙黄线改线需常规铁塔约98基。
3.2局部改线及改造方案
将330kV源花线、龙黄线在原走廊内局部进行改线，并按25mm重冰区对两条线路进行设计。
3.2.1源花线改线改造方案
为消除330kV源花线23#~24#（原330kV龙花I回153#~154#）间的大档距，对源花线22#~26#（原330kV龙花I回152#~156#）之间线路进行局部改线，需将源花线28#、29#、30#（原330kV龙花I回158#、159#、160#）改为耐张塔，使大档距变为孤立档，以增强杆塔抵御不平衡张力的能力。330kV源花线抗冰改造共需重冰铁塔约23基。
3.2.2龙黄线改线第一方案
即在将重冰区内的原138#、139#塔换为重冰铁塔后,将330kV龙黄线140#塔拆除换为重冰耐张塔。330kV龙黄线抗冰改造共需30基重冰铁塔。
3.2.3龙黄线改线第二方案
即将330kV龙黄线140#塔拆除换为重冰耐张塔，左转跨过西岔沟、东岔沟后右转与147#相接。改线路径长约4.5km, 改线需13基重冰铁塔。同时除147#、148#、149#已换为重冰铁塔，不需更换外，另外需将原重冰区内剩余的7基塔全换为重冰铁塔。330kV龙黄线抗冰改造共需重冰铁塔约20基。
3.3杆塔补强方案
粘钢加固方案，是在原结构上不能焊接补强，也不宜钻孔附加杆件加固时采用。其工艺方法是通过结构胶，使新、老构件连成一体，共同工作．该方法能满足不打孔，不施焊的工艺要求。
粘钢加固的施工工艺过程如下：粘贴面打磨，至露出金属光泽；化学清洗打磨面；现场按比例调制双组份的高强建筑结构胶，立即涂抹在新老构件交接面上；将新构件粘贴于老构件上，加压使结构胶多余部分挤出，保证粘贴面结构胶密实；待固化后拆除加压装置。
通过上述工作，使被加固构件断面加大，新、老构件共同工作，达到补强加固的目的。加固后，330kV龙黄线，330kV源花线能满足抗25mm覆冰的要求．
3.3.1杆件加固
角钢内侧粘钢角钢，补贴角钢遇螺栓处开孔，外直角导圆，保证新、老构件紧密粘贴。用结构胶粘贴后用包箍锚固。
3.3.2节点加固
在节点连接板一侧补贴新节点钢板，新节点钢板遇原结构钢角处切槽，遇螺栓处开孔，尽可能使新、老节点板靠近。新节点钢板与新补角钢焊接，与老节点板之间灌结构胶连接。
3.3.3基础加固
先用螺旋土钉锚入土基中或利用自锁锚杆锚入基岩中，浇砼加大砼基座，与原基座通过植筋连成一体。加大埋铁，与加大基座锚筋连接。然后将塔架新增角钢通过加劲板与加大埋铁板焊接构连。
3.4重冰铁塔方案
将330kV源花线、龙黄线在原走廊内进行改造，并按25mm重冰区对两条线路进行设计。原线路按10mm冰区设计，改为25mm重冰区后，导线的弧垂发生很大的变化，导致大部分档距中对地距离不够，需增加铁塔，以保证对地安全。本方案就是将两条线路的铁塔全部采用重冰铁塔。
3.5重冰铁塔和原铁塔局部塔材改造方案（混合使用方案）
将330kV源花线、龙黄线在原走廊内进行改造。原线路按10mm冰区设计，导线按覆25mm冰设计后，导线的弧垂将发生很大的变化，导致大部分档对地距离不够，需增加铁塔，以保证对地安全。本方案就是对两条线路进行改造时，新增的铁塔采用重冰铁塔，线路原先使用的铁塔,并对局部塔材改造后，继续在线路中使用。
该方案新增的铁塔具备抗25mm覆冰的能力，但局部塔材改造后的原有塔不具备抗25mm覆冰的能力，根据国内抗冰的经验及1992年、2003年覆冰倒塔均出现在大档距的现象，缩小档距是提高线路抗冰能力的有效的方法，因此，该方案中的原有塔抗冰能力得到加强。线路的安全储备裕度也相应加大。
330kV源花线抗冰改造共需铁塔约27基，其中原塔改造加固18基，新增重冰铁塔9基。330kV龙黄线抗冰改造共需铁塔约31基。其中原塔改造加固17基，新增重冰铁塔14基。
3.6换导线方案
改变相导线结构的主动抗冰方案：通过改变相导线的结构，即将现在的双分裂导线布置，改为大直径单导线布置，从而大大降低杆塔所承受的覆冰破坏荷载，来达到抗冰的目的。线路输送容量通过提高大直径单导线的运行温度，来达到与常规子导线双分裂布置导线输送容量一致的效果。即将330kV源花线、龙黄线在原走廊内通过换线（将原先的2*LGJQII-400导线换为NRLH55GJ-500/70型耐热铝合金钢绞线），并对线路原有的铁塔进行局部换材，使线路原有的铁塔可以抵御25mm的覆冰荷载，保证铁塔在覆25mm冰的状况下，不倒塔。本方案不需增加、更换铁塔。
以上6种方案中换导线方案、混合使用方案相对较好，杆塔补强方案虽然投资也较少，但该种处理方法在高原寒冷地区从未采用过，其使用的结构胶在长期寒冷状态中是否可以保持其粘性，也有待于实验，因此，建议不采用该方案。
4.结束语
导线覆冰是一个十分复杂的过程，其覆冰机理至今还不十分清楚，对其仍需进行长期的观测和研究，才能完全掌握其规律和特点，我省目前仅在湟源刘家台建有覆冰观测站，该站建站时间短，观测数据少，数据可信度低，因此，还需加大该方面的投入，以建立我省的覆冰数据，为我省的经济建设服务。
参考文献:
1.刘其顺.覆冰文集[M].贵阳：贵州省电力工业局，1992.
2.龙羊峡330kV送出线路抗冰改造工程[R].西宁：青海省电力设计院，2004.
论文作者:袁有恩
论文发表刊物:《防护工程》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/3
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