摘要：本文介绍配电线路出现覆冰的原因及覆冰所造成的配电线路故障，从设计和维护方面介绍预防覆冰的措施，并分析消除覆冰的几个措施。
关键词：覆冰；配电线路；安全运行
1引言
我国经济的快速发展和人民生活水平的提高对电力供应提出了更高的要求，在冰雪天气以及海拔较高的山区，容易发生配电线路的覆冰问题，对电网的安全稳定运行造成极大的影响，还容易引起较大的事故，造成较大的经济损失和人员伤亡。在目前全世界的范围内，没有十分有效的方法来预防和消除突发的暴风雪和冰雪天气时覆冰对配电线路的影响，电力公司只能根据线路敷设地区的气候大数据统计，对容易发生覆冰的地区在配电线路设计和敷设时采取相应的措施，并且在覆冰多发生时期采取适合本地区实际情况的除冰措施，来尽量降低覆冰对配电线路的影响，保证该地区的正常供电。
2配电线路出现覆冰的原因分析
配电线路覆冰现象多发生于初冬和初春时节，以及雨夹雪、降雪、湿冷等恶劣天气时，且在海拔较高的山区和寒冷地区较容易发生。覆冰的发生部位多在架空线路的导线、避雷线、绝缘子串等部位，是由冰、霜、湿雪等混合而成的冰层，这是由于水容易附着在这些部位上，当遇上气温骤降，水就会结冰，而且随着降雪的继续而越积越厚，厚度可达10～15cm。
另外，覆冰现象还与配电线路的走向有关系，在冷热空气的交汇处敷设的配电线路容易发生覆冰现象。覆冰的持续时间与气候、风力大小、温度变化和覆冰位置都有关系，且覆冰的断面与风向有关系，或呈现椭圆形，或是扇形，或是均匀的一层[1]，
3 覆冰对配电线路造成的故障
当配电线路或者其他部位的覆冰厚度超过一定程度，重量超过设计线路的规定荷重时就容易发生配电线路断裂等事故的发生，并且由于大风及周围环境中其他因素的影响，会增加事故的发生概率和事故的破坏程度，覆冰断裂后造成扇形覆冰还有可能造成导线的扭转，造成绝缘子串和其他金具的损坏。
3.1杆塔故障
当杆塔上的导线覆冰程度不同，导致杆塔的一侧承受的荷重较大而形成较大的张力，容易导致杆塔倾斜变形或倒塌，造成较为严重的安全事故，或者杆塔上的导线因覆冰过重而断裂时，容易导致杆塔的受力不均而发生损坏。
3.2线路故障
覆冰对线路的直接危害就是当覆冰的重量超过设计线路的承重载荷时，或者在大风天气的影响下，会增加导线的张力，使导线弧垂增加，容易导致导线的断裂，或者弧垂增加到一定程度使导线离地面距离过近，增加安全事故的发生概率；另外导线在杆塔上垂直排列时，如果导线上的覆冰在外力作用下局部脱落，导致导线的荷重不均匀而发生跳跃现象，导致导线碰撞而发生短路事故[2]。
3.3绝缘子串故障
覆冰在绝缘子串上的厚度通常较小，重量也不会太大，但是绝缘子串上出现覆冰，会降低其绝缘能力，引发闪络接地事故，严重时会导致绝缘子串烧坏而影响整个配电线路的正常供电。
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3.4覆冰对线路抢修的影响
由于冰雪天气造成的覆冰事故会增加线路抢修的难度，抢修人员可能会因为道路不通而影响线路抢修；而且在线路检修时，由于杆塔及其他设备上有覆冰现象，对覆冰敲击清除过程中很容易引起设备损坏；温度较低的湿冷天气下，容易导致测试和检修仪器的灵敏度下降，甚至不能正常工作，抢修人员的手套也容易粘在导线和杆塔上，影响抢修作业的进行；应覆冰发生的导线断裂或杆塔倒塌等事故多发生在山区，也给线路抢修带来很大的难度。
此外，覆冰还会造成配电线路周围环境中的树木或者建筑发生覆冰现象，容易造成树木和建筑的断裂和倒塌，有可能对配电线路造成损坏，造成人身安全事故。
4消除覆冰对配电线路影响的有效措施
4.1配电线路的防覆冰设计措施
对于容易发生覆冰的地区，在进行配电线路设计时应采用高强度、抗拉力强的铝合金绝缘导线；且在对杆塔进行设计时，应增大其钢筋混凝土的强度和抗击折剪力，采用加强型杆塔；在配电线路敷设时，应科学设计杆塔与拉线的角度，通常控制在45°，在周围有高大树木的地区，还应在直线杆侧面增加拉线，转角杆增加双拉线等；对于配电线路档距的设计，应考虑线路敷设地区的实际情况，在覆冰严重地区尽量减小档距，比如10kv配电线路的档距缩小到40m左右；杆塔上的开关、高压计量设备和变压器等设备的裸露带电桩头应安装绝缘罩，减少短路和接地事故；线路的敷设应尽量避开生长有高达树木和冷热空气交汇的地区。
此外对于经济条件允许的情况下，尽量在覆冰严重地区选择电缆下地的敷设方式，从根本上解决配电线路覆冰的问题，而且对于海拔较高、较为陡峭的高山上设立杆塔时，为确保杆洞洞深并用混凝土浇灌护墩，应在护墩上部与电杆接合的部位增加一层橡胶垫，以降低杆塔杆基折断的概率。
4.2配电线路的防覆冰维护措施
首先应加强易覆冰地区的线路巡视工作，检查的重点为杆塔的路基是否出现松动、裂纹、倾斜等问题，导线有无断股，绝缘子是否破损，以及拉线的松紧程度；对于易覆冰地区配电线路周围的树木应经常修剪，确保在大风天气时与导线不接触，且在覆冰情况严重而断裂时对导线不会产生影响；而对于覆冰时会对导线有影响的名贵树木，应采取夹板拉线的方式将树木保护起来，即保护树木又不至于对导线产生影响；另外在覆冰易发生时期之前，应做好物资准备工作和制定相应的应急预案，做到未雨绸缪，一旦覆冰引发事故能及时进行抢修和应急处理。
4.3配电线路的覆冰消除方法
配电线路的覆冰消除方法主要有电流融冰法和机械除冰法两种。电流融冰法的原理是增加导线的负荷电流或者用短路电流来对导线进行加热，使导线上的覆冰融化而掉落。如果是采用增大导线负荷电流的方法，则应在覆冰形成初期开始操作，起到预防覆冰形成的作用，但是此方法有明显的缺点，就是会导致线路的电压降低而增加电能的消耗，因此只能临时使用；如果是采用短路法来消除覆冰，应按照线路的长度、导线截面积和材料的不同来计算容量，并准备好必要的设备，但是此方法不适用于发电厂和变电所的接地网，需要采用单独的接地措施，而且在用短路法除冰时，应有专业人员去现场检查覆冰融化过程，当覆冰开始脱落时就应切断短路电流，否则容易损坏导线。电流融冰法的应有局限性较大，因此应用范围较小，实用价值不大。
在实际的配电线路覆冰清除作业中，机械除冰法是最为常用的方法，常用的措施有用绝缘杆或者木杆对覆冰线路进行敲打使覆冰脱落，或者采用绝缘套管套在导线上，采用在下方顺着导线放线拉动除冰的方式，亦可以采用滑车式除冰器来除冰的方式。但是，采用机械除冰法需要在停电下进行，而且还要保证线路和设备不被损坏。
5结语
配电线路的覆冰现象极易发生在冰雪天气时和海拔较高的山区，覆冰严重时容易导致配电线路发生较大的事故，影响电力的正常供应。覆冰容易造成配电线路中杆塔发生倾斜或倒塌、导线发生断裂或短路、降低绝缘子串的绝缘能力等危害，需要在配电线路设计、敷设和维护过程中采取有效措施预防和清除覆冰所造成的危害，确保电力的正常供应。
参考文献：
[1]周宏.庐山地区配电线路的覆冰特点及防御措施[J].电网技术,2008,32(6):106-108
[2]荆宝义.覆冰对输配电线路安全运行的影响[J].农村电气化,2015(12):57-57
论文作者:王锐,凌光学
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/18
标签：线路论文; 导线论文; 杆塔论文; 发生论文; 绝缘子论文; 地区论文; 事故论文; 《电力设备》2019年第8期论文;