輸配電線路覆冰及其消除措施

胡宗良

廣西水利電業(yè)集團(tuán)有限公司蒙山供電分公司，廣西梧州 546700

由于架空線路分布很廣，又長(zhǎng)期處于露天之下運(yùn)行，所以經(jīng)常會(huì)受到周圍環(huán)境和大自然變化的影響，從而使架空線路在運(yùn)行中會(huì)發(fā)生各種各樣的故障。據(jù)歷年運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)，在各種故障中多屬于季節(jié)性故障。

1 架空線路覆冰的原因

架空線路的覆冰是在初冬和初春時(shí)節(jié)(氣溫在-5℃左右)，或者是在降雪或雨雪交加的天氣里，在架空線路的導(dǎo)線、避雷線、絕緣子串等處均會(huì)有冰、霜和濕雪混合形成曲冰層。這是一層結(jié)實(shí)而又緊密的透明或半透明的冰層，形成冠冰層的原因，是由于在自然界物體上附著水滴，當(dāng)氣溫下降時(shí)，這些水滴便凝結(jié)成冰，而且越結(jié)越厚。

有時(shí)，也會(huì)在導(dǎo)線表面上結(jié)上一層白霜，呈冰渣性質(zhì)，其重量比堅(jiān)實(shí)的覆冰輕得多，但其厚度卻大得多。一般當(dāng)空氣中有大量水分且有微風(fēng)時(shí)，最易形成笛。

在濕雪降落時(shí)，濕雷一方面粘在導(dǎo)線上，同時(shí)又會(huì)浸透正在結(jié)冰的木，使冰層越來(lái)越厚，最厚可達(dá)10cm以上。

當(dāng)風(fēng)向與線路平行時(shí)，覆冰的斷面里橢圓形；當(dāng)風(fēng)向與線路垂直時(shí)，覆冰的斷面呈扇形，即在導(dǎo)線的一個(gè)側(cè)面；當(dāng)無(wú)風(fēng)時(shí)，覆冰則是均勻的一層。

此外，覆冰還與線路走向有關(guān)，在冷、熱空氣的交匯處經(jīng)過(guò)的線路，覆冰就更嚴(yán)重。覆冰在導(dǎo)線或絕緣子上停留的時(shí)間也是不同的，達(dá)主要決定于氣溫的高低和風(fēng)力的大小，短則幾小時(shí)，長(zhǎng)則達(dá)幾天。

2 因覆冰而發(fā)生的事故

導(dǎo)線和避雷線的覆冰有時(shí)是很厚的，嚴(yán)重時(shí)會(huì)超過(guò)設(shè)計(jì)線路時(shí)所規(guī)定荷重。如果導(dǎo)線、避雷線發(fā)生覆冰時(shí)還伴著強(qiáng)風(fēng)，其荷重更要增加，這可能引起導(dǎo)線或避雷線斷線，使金具和絕緣子串破壞，甚至使桿塔損壞。尤其是扇形覆冰，它能使導(dǎo)線發(fā)生扭轉(zhuǎn)，所以對(duì)金具和絕緣子串威脅最大。常見(jiàn)的線路覆冰事故有以下幾種：

1）桿塔因覆冰而損壞

一般是由于直線桿塔某一例導(dǎo)線斷線所造成的。此時(shí)，由于帶覆冰的導(dǎo)線在該桿塔的另一側(cè)形成較大的張力，使桿塔受到過(guò)大的荷重，故造成倒桿或倒塔事故；

2）導(dǎo)線覆冰事故

如果導(dǎo)線在桿塔上是垂直排列的，當(dāng)導(dǎo)線和避雷線上的覆冰有局部脫落時(shí)，因各導(dǎo)線的荷重不均勻，會(huì)使導(dǎo)線發(fā)全跳躍現(xiàn)象，從而使導(dǎo)線發(fā)生碰撞，造成短路故障；

3）線路各檔距覆冰不均引起事故

由于線路各檔距內(nèi)的覆冰不均等原因，會(huì)使各檔距內(nèi)的弧垂發(fā)生很大變化。有嚴(yán)重覆冰的檔距內(nèi)的導(dǎo)線荷重很大，特使導(dǎo)線嚴(yán)重下垂，以致有時(shí)使導(dǎo)線離地面距離減小到十分危險(xiǎn)的程度，因而發(fā)生事故；

4）絕緣子串覆冰事故

雖然絕緣子上冰層厚度所增加的重量不大，但卻降低了絕緣子串的絕緣水平，會(huì)引起閃絡(luò)接地事故，甚至燒壞絕緣子，其后果也很嚴(yán)重。

3 覆冰的防止和消除措施

為了防止覆冰所引起的故障，設(shè)計(jì)桿塔時(shí)，應(yīng)考慮由于覆冰所形成的外加荷重。對(duì)經(jīng)常發(fā)生嚴(yán)重覆冰的地區(qū)，架設(shè)耐覆冰式的線路，這種線路的桿塔較一般桿塔的機(jī)械強(qiáng)度大，檔距較短，導(dǎo)線張力較小。為了避免碰線，導(dǎo)線應(yīng)采用水平排列的布置方法并應(yīng)適當(dāng)?shù)丶哟髮?dǎo)線和避雷線之間的距離。

選擇線路路徑時(shí)，應(yīng)注意避開(kāi)冷、熱空氣的交匯處。但是在覆冰特別嚴(yán)重的地區(qū)，上述措施還是不夠的，覆冰仍可引起破壞線路的事故。因此，在運(yùn)行中必須觀察導(dǎo)線上產(chǎn)生理冰的情況，并采取適當(dāng)?shù)拇胧┯枰韵?。消除?dǎo)線上的覆冰，有電流熔解法和機(jī)械打落法。

3.1 電流熔解法

這種方法，主要是加大負(fù)荷電流或用短路電流來(lái)加熱導(dǎo)線使覆冰熔解落地，達(dá)到除冰的目的。具體做法有以下3種：用改變電力網(wǎng)的運(yùn)行方式來(lái)增大線路負(fù)荷電流；將線路與系統(tǒng)斷開(kāi)，并將線路的一端三相短路起來(lái)，另一端用特設(shè)的變壓器或發(fā)電機(jī)來(lái)供給短路電流。

當(dāng)采用增大線路負(fù)荷電流來(lái)加熱導(dǎo)線的做法時(shí)，應(yīng)在覆冰開(kāi)始形成的初期即加大負(fù)荷電流，作為預(yù)防措施。但是這種辦法會(huì)使線路的電壓降低、增大電能損耗，所以不能長(zhǎng)期使用。當(dāng)用短路法來(lái)熔化覆冰時(shí)，則應(yīng)根據(jù)線路長(zhǎng)度，導(dǎo)線的截面和材料，淮備好必要的設(shè)備，其容量應(yīng)事先計(jì)算好，使之能夠滿足熔冰的要求。

在進(jìn)行熔冰以前，應(yīng)注意檢查長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)短路電流的系統(tǒng)結(jié)線和設(shè)備。用短路電流熔冰時(shí)最好不要使用發(fā)電廠和變電所的接地網(wǎng)，而采用單獨(dú)的接地裝置，以免發(fā)生危險(xiǎn)。用短路電流镕冰時(shí)，還應(yīng)派人到線路上去觀察覆冰的熔化過(guò)程，當(dāng)覆冰已開(kāi)始從導(dǎo)線上脫落時(shí)，應(yīng)立即切斷熔冰電流，否則時(shí)間一長(zhǎng)，會(huì)使導(dǎo)線過(guò)熱，特別應(yīng)注意導(dǎo)線的連接處。在一般的設(shè)備條件下，電流熔冰法是很難實(shí)現(xiàn)的，因此，除了在重冰區(qū)外，其實(shí)用價(jià)值不大。

3.2 機(jī)械除冰法

機(jī)械除冰主要采用下列幾種做法：

1）從地面上向?qū)Ь€或避雷線拋擲短木棍，打碎覆冰，使之脫落。也可以用木桿或竹竿進(jìn)行放抓使覆冰脫落。如果線路停電困難也可用絕緣桿來(lái)敲打覆冰；

2）用木制套圈套在導(dǎo)線上，并用繩子順著導(dǎo)線拉，便可消除覆冰；

3）用滑車式除冰器來(lái)除冰。

總之，機(jī)械除冰法是比較原始的，除冰器的樣式各地區(qū)也都不相同，其種類很多。 機(jī)械除冰法主要缺點(diǎn)是，必須停電進(jìn)行，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。采用機(jī)械除冰法時(shí)，必須保證導(dǎo)線和避雷線不發(fā)生任何機(jī)械損壞。

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