摘要：随着经济的发展，国家加大了对电网工程的投资与建设，电力运输线路能否安全稳定的发挥作用越来越受到了国家的重视。由于高压线路的特殊性，输电通道常常集中在野外人迹稀少的地方。这些地方在冬季温度较低，冰冻天气多发，使得高压线路产生严重的覆冰。覆冰给电力线路的正常使用带来严重影响，覆冰情况极其严重时会发生一系列的事故，比如通电信号中断、线路发生跳闸、绝缘子发生闪络故障等问题。在天气情况比较恶劣时，若发生冰害事故，在实际维修时会因为电子通信设备不完善等多种因素影响而难以抢修，导致长时间大面积的断电，电力系统受损。
关键词：输电线路；覆冰；防治方法
一、架空输电线路的危害性
电气危害:架空线路覆冰后绝缘子被覆冰桥接，绝缘性能会下降导致泄露距离变短，极易发生绝缘子闪络；线路覆冰融化时，由于冰体污秽物中存在的电解质溶解，导致冰水的导电性提高，进而使绝缘子串电压分布产生畸变形成绝缘子闪络。机械危害:线路覆冰对输电线路最直接的危害就是机械危害，输电线路一旦覆冰就会增加导线、金属支架等设备的负载，随着覆冰层厚度的增加负载也会不断增加，当负载增大到一定程度就会导致导线或者金属支架出现断裂，严重的会造成杆塔倒塌；此外由于输电线路的覆盖冰层厚度不均匀使导线张力下降，容易引起导线摆动，造成导线折断、杆塔扭曲、绝缘子损坏。
二、覆冰的分析计算
某110kV输电线路工程位于阴山山脉北麓山区，大致走向为东西向，海拔高度在1950～2020m，为双回路架空线路，采用LGJ-150/25型钢芯铝导线，设计风速为30m/s;覆冰10mm。于2008年建成投运。
（一）覆冰过程分析
根据现场勘察导线和其它覆冰附着物，本次覆冰特点是:覆冰密度大、呈半透明玻璃状，白色。主要是11月13日晚，故障点附近发生罕见雨夹雪，及大雾天气，导线上形成了密度较大、破坏性较强的雨凇型覆冰;由于连续多日的持续大雾、雨夹雪和降雪天气，特别是高海拔地段大雾弥漫，空气湿度较大。
（二）覆冰取样
根据本次覆冰特点，在事故点内蒙古电力科学研究院进行了取样，于2015年11月25日进行了测量、称重和计算。成果详见图1。根据现场实测冰样数据计算出的样品密度，比较大，基本为雨凇状。
图1导线覆冰冰样密度检测数据
（三）覆冰计算
根据现场取得的冰样和塔位设计参数，参考《电力工程气象勘测技术规程DL/T5158-2012》中，覆冰计算公式，计算得出导线标准冰厚为31.0mm;地线覆冰为31.5mm。
B=KTK2KΦKfKbK1B0 （1）
三、输电线路覆冰的防治方法
（一）融冰方法及方案的选择
国家科技部在融冰技术上实现了重大突破和实质性创新，取得了多项原创性发明，研制了满足任意类型和长度导地线融冰需求的可控电流源型系列融冰装置，包括国内首创第二代直流融冰装置(基于晶闸管的6脉动和12脉动融冰装置，2008年)和国际首创的第三代直流融冰装置(基于全桥模块化多电平换流器的融冰装置，2013年)，建立起了完整的输电线路融冰理论和应用技术体系。尽管湖南省防灾中心对于覆冰的处理工作处于突出地位，但是他们也往往会因为选择了不合适的设备导致爆炸事故的产生，主要原因是融冰装置以SVC的状态运行时，互感器内部过热，因此对装置造成损害。
（二）加强观测，合理选用除冰方法
首先，要对这一地区的冰雪情况进行观测，并且要熟悉当地的线路覆冰规律。对于重要地区的气象状况要做好长期的监测工作，及时掌握历年中出现的严重覆冰事故。这样一来，就可以为输电线路抗冰设计打下基础，同时也便于针对性防冰、除冰措施的制定。其次，覆冰输电线路应研究和分析覆冰的机制和特点，并对不同地区的覆冰输电线路积雪分布图绘制合理。另外，还要加强对覆冰监测装置的研究，对于覆冰舞动问题进行良好的解决，制定冰害事故应急预案，尽可能降低覆冰问题造成的严重后果。此外，还要根据覆冰问题的具体状况，合理选用除冰方法。一般来说，应用较为广泛的除冰方法主要有三种:(1)热力除冰法。对于热力除冰法来说，主要是借助附加热源或者是导线自身发热的特性进行除冰，这一过程中导线表面的冰雪将会出现融化，进而使得积覆问题得到有效缓解。该方法具体应用环节中，可以使用焦耳热效应来达到导线加热的目的。(2)还可以采用机械除冰法。所谓的机械除冰，主要是借助机械手工方式进行除冰，进而使得导线上的覆冰得以脱落。具体应用过程中，可以使用强力振动法或者是滑轮铲刮法。(3)自然脱冰法。该方法应用过程中需要在输电线路上安装相应的阻雪环以及平衡锤等装置，在受到风力作用的影响下，冰雪可以自动从线路表面脱离。这一方法较为简便，但是控制不好可能引发线路事故。
（三）电磁力法
电磁力法是将相邻的两根导线短路，通过控制短路通过的电流，产生电磁力，引起导线互相撞击促使覆冰脱落。这种方法不能完全清除导线上的覆冰，却可以使部分覆冰脱落。随着我国科学技术的不断进步与发展，电磁领域的技术水平也在不断提高。电磁工程在社会经济与生活中的作用越来越明显，导线电路运行出现问题不仅会给用户带来不便与困扰，而且还会造成一定程度的经济损失。电磁工程的应用有效地提高了电力运行的稳定性，减少了电路运行过程中故障发生的概率，因此，提高对电磁技术研究的重视十分必要。电磁化技术是一项充满活力的高科技技术，发展前景十分可观。近年来，电磁力工程在电路覆冰的防冰去冰工程上得到了广泛应用，在其他领域也逐渐受到重视并采用。
（四）机械除冰
所谓机械除冰，就是采用机械设备或者人工进行除冰的方式，常采用的工具有滚筒、机器人以及冲击波等。机械除冰的优点是操作简单，且能量消耗较低，但是缺点是除冰效率较低，且很容易受到架空输电线路地形的影响，尤其是一些山林区域很难采用该方法进行除冰，无法大面积的使用。
（五）直流电流法
目前直流电流除冰是唯一可行的热力法。将覆冰线路的两端断开接入直流电源，用较低的电压提供短路电流进行除冰。既减小了除冰所需的电流强度，又可以根据不同情况对电压进行调节。覆冰时如果有风吹过，造成冰晶摆动会造成地线与导线之间的碰撞，情况严重就会造成电线短路、烧线等事故。覆冰厚度不断增加，导线所承受的负荷力也会不断增加，造成电线杆塔扭曲下沉甚至倾斜，严重时会发生电杆倒塌事故。当覆冰积累到一定重量时，输电导线的重量也会随之增加，最终导致闪络事故的发生。同时，导线与导线之间、导线与地面之间在风力的作用下可能相碰，造成电线短路跳闸甚至烧断导线的事故。
四、结论
输电线路覆冰可以引起杆塔倒塌、绝缘子闪络、导线折断等电力故障，这些故障严重威胁着电力系统的安全稳定运行。随着经济的进步和电能需求量的增加，解决线路覆冰故障已经迫在眉睫，我们要深入探讨并结合实际情况提出更好更有利的线路防冰除冰措施，最终实现供电线路的安全稳定运行。
参考文献
[1]王雅斌.浅谈输电线路覆冰舞动治理技术[J].电子制作，2017(19).
[2]杨博.标准化高风110kV输电线路覆冰改造研究[J].中国标准化，2016(17).
论文作者:李泓廷
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/3
标签：导线论文; 线路论文; 除冰论文; 绝缘子论文; 电磁论文; 方法论文; 事故论文; 《电力设备》2019年第2期论文;