摘要：输电线路覆冰是一种非常严重的危害，它会对整个电力系统的正常稳定运行产生直接的影响，因此，要高度重视其产生的原因。在具体实践中，要结合当地的具体情况合理设计输电线路，综合考虑经济因素和技术因素，合理选择防治对策，以保证输电线路的正常、稳定运行。
关键词：电网系统；输电线路；覆冰特征；防治对策
一、覆冰表观特性及形成过程
覆冰按照表观特性可分为雨凇、雾凇、混合凇和雪凇。雨凇是指粒径较大的过冷却水滴，碰撞在物体上，先散开成水膜然后冻结成冰凌，呈湿增长方式。冰体透明坚固，比重大，一般为0.7～0.9g/cm3，粘附力强，常伴有冰柱。
雾凇又称软雾凇是指粒径较小的过冷却水滴，随气流浮动，在碰击物体瞬间即冻结成冰凌，呈干增长方式。冰体白色疏松，比重小，一般为0.1～0.3g/cm3之间，粘附力较弱，通常在物体的迎风面冻结。
混合凇又称硬雾凇是当不同粒径的过冷却水滴，随气流浮动，在碰撞物体瞬间，部份呈干增长，部份呈湿增长。冰体呈半透明状，比重中等，一般为0.2～0.6g/cm3之间，常在物体迎风面冻结，粘附力较强。
雪凇又称湿雪，是冻结的雪片，在降落过程中，通过一段温暖层后，雪片趋于潮湿、融化，然后冻结在物体上，冰体呈白色堆积状，比重偏小且粘附力差，一般为0.2～0.4g/cm3之间。在导线振动或风吹下很容易脱落，一般只会在融雪时造成绝缘子串闪络，因此对线路安全运行威胁不大。
二、输电线路覆冰的危害
1、线路超重过载事故
当输电线路覆冰积累到一定体积和重量之后，输电线路的重量倍增，弧垂增大，输电线路对地间距减小，从而导致闪络事故的发生。同时，在风的作用下，两根输电线路或输电线路与地之间可能相碰，会造成短路跳闸、烧伤甚至烧断输电线路的事故。如果覆冰的重量进一步增大，则可能超过输电线路、金具、绝缘子及杆塔的机械强度，使输电线路从压接管内抽出，或外层铝股全断、钢芯抽出；当输电线路覆冰超过杆塔的额定承载限度时，可能导致杆塔基础下沉、倾斜或爆裂，杆塔折断甚至倒塌。
2、导线的舞动、脱冰跳跃
输电线路不仅承受自重履冰等静荷载，而且还要承受风力等产生的动荷载。在一定的条件下，覆冰导线受稳定横向风力的作用，可能会引起大幅度低频振动（舞动），导线脱冰时也会使导线发生舞动、跳动。当导线均匀覆冰时，虽然截面增大，但其形状如保持为均匀的圆形，在一定风力所引起的导线振动，其频率会低于裸线时的频率，振幅将比裸线小，且频率低到防振装置的有效运行范围内。当导线覆冰不均匀时，由于其断面不对称，在相应风力的作用下，导地线会发生低频、大振幅的舞动。从而导致金具损坏、导地线断股、相间短路、杆塔倾斜或倒塌等恶性事故。此类舞动的形成取决于4个因素：覆冰、风激励、线路结构与参数、导线不均匀脱冰。
3、绝缘子串覆冰造成频繁冰闪事故
覆冰过厚减小爬距使冰闪电压降低，2005年初冰闪跳闸前期雨雪天气明显减少了空气中悬浮尘埃，冰中污秽成分较轻，覆冰电导率不高(一般为17~60)，但覆冰严重程度明显高于上年底，部分绝缘了覆冰过厚己完全形成冰柱，绝缘了串爬距大大减少，目融冰时冰柱表面沿串形成贯通型水膜，耐压水平降低导致沿冰柱贯通性闪络。覆冰可以看成一种特殊的污秽，覆冰的存在改变了绝缘子的电场分布，冰中含有污秽等导电杂质时史易造成冰闪。雨淞时大气中的污秽伴随冻雨沉积在绝缘了表面形成覆冰并逐渐加重在绝缘了伞裙间形成冰桥，一旦天气转暖则在冰桥表面形成高电导率(现场实测覆冰电导率最高达300 ，显著高于清洁冰)的融冰水膜，同时杆塔横担上流下的融冰水也直接降低绝缘了串的绝缘性能。
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三、输电线路导线覆冰的防范措施
1、做好输电线路的覆冰预警系统
在预警系统中，一般情况下根据不同颜色的信号灯代表着不同程度的损害。比如某市的输电线路中的覆冰预警系统中分别设置了“黄、红、橙、蓝”四种等级的信号，他们的严重程度由高到低。红灯代表的是最为严重的覆冰程度，会导致设备故障、线路断电等现象。该市电力部门根据不同的程度采取相应的手段进行防控，运用这个预警系统提前预测到输电线路的覆冰情况。如在轻微的覆冰现象即将出现时，就是蓝色的信号闪现，此时电力部门为了防止其发展为严重的覆冰程度，可以及时的对覆冰进行控制，保证线路能够安全运行。这种方法改变了传统的人工巡视形式中效率低、时间长的缺点，运用科学的手段进行预测，提高了准确性，能将灾害控制在最小程度，并能够大大的减轻技术人员的工作量。输电线路覆冰预警系统可以运用覆冰成灾模型等对数据进行精确分析，利用摄相头传输气象数据，提高了预报的准确性和客观性。系统并已实现远程监控，将地区的容易覆冰线路设置监测点，各线路覆冰情况实时呈现在防灾减灾指挥系统的地理信息系统上。
2、线路设计阶段
在线路的设计阶段，要对抗冰厚度做准确的分析与评价，对地理位置与天气状况结合历史经验，对抗冰厚度做最坏的打算，尽量提高抗冰厚度的上限，保证以后的覆冰事故的冰雪厚度都在控制范围之内。当然抗冰厚度也不能无限度的大，那样会影响线路的施工与正常使用，一定要根据实际情况设定。在出现特大冰雪灾难时，如果仅仅采取“避、抗、融”措施并不能有效解决覆冰事故，就要求在设计阶段，将电网的设计标准做相应的提高，特殊地区设计抗病厚度也要有所增加。
3、加强日常维护管理，搞好线路通道内障碍物的清理（树木、灌、乔木、配电线路等）
进入覆冰季节前，运行单位及时组织线路巡线员对所辖输电线路进行巡视，仔细检查电力线路可能存在的问题，如拉线的松紧，导线绝缘子的完好，线路通道内树木的生长高度、输电线与配电线的交叉距离等，及时发现及时处理，避免发生覆冰后导线与交叉跨越限距不足的跳闸故障、倒塔、倒杆及断线事故。
4、已运行线路的防覆冰措施
针对已运行的输电线路，要根据地区实际情况，有区分地提高覆冰危害的抵抗能力。对于海拔较高的输电线路，例如：分水岭、峡谷、风道等相对比较跨越的路线，要进行线路改造；对于重冰区的输电线路要根据抗冰要求，对其进行彻底改造，其方法要根据新线路的抗冰方案进行。而对于无明显气候和地形变化的大面积覆冰区，不适合马上改造线路，这个地区可利用融冰措施来防危害。
5、导线覆冰后采取机械除冰
魁北克电力试验研究院（IREQ）研制开发了遥控破冰机器人。破冰机器人可将两铁塔之间线路上的覆冰剪碎，进行除冰，其不受线路金具影响，可以翻越线路上蓝球大小的障碍，物遥控破冰机器人使用蓄电池，在线路停电状态下进行工作（遥控破冰机器人除了清除线路覆冰，还可以检查、清扫架空地线、线路和线路金具）。
6、加强日常保护和管理
由于架空高压线的检修比较麻烦，因此在平时的防护中经常出现不到位的现象，应加强对线路的及时检查，尤其在特殊天气前后，要对线路通道内的树木进行适当清理，防止恶劣的覆冰天气树木倒斜在线路上，影响线路的正常运行和检修。另外，在日常还应做好维护工作。巡线员应按规定认真查看线路，对于可能出现的隐患予以及时排查，对拉线以及绝缘子等各个部分均仔细检查，为线路的正常运行做好最大保障工作。
结语
随着我国高电压、大电网建设速度的不断加快，全国电网间的互联互通的交换能力空前强大，但是大电网任何一个地方的任意一条输电线路发生覆冰事故，均可能造成电网的崩溃或瓦解。在考虑电网抗冰雪雨冻天气的措施时，要从实际出发，着眼于长远利益，实施标本兼治的综合防治措施，大力提高输电线路的可靠性。
参考文献
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[2]姚茂生.葛双Ⅱ回覆冰断线倒塔事故的原因分析[J].华中电力，2014.
[3]周飞.高压输电线路防止覆冰灾害的预防[J].科技咨询导报，2013（05）.
论文作者:宋楠
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/13
标签：线路论文; 导线论文; 杆塔论文; 绝缘子论文; 事故论文; 电网论文; 冰柱论文; 《电力设备》2019年第3期论文;