低溫環境下輸電線路覆冰問題的解決途徑

張 敏

（南京供電公司，江蘇 南京210000）

輸電線路產生覆冰的原因不同， 導致了覆冰出現了多種類型，主要可以對其進行幾下劃分：①根據冰的變現形式可以分為晶狀、粒狀霧凇、混合凇和濕雪；②根據成冰的原因可以分為云中、降水、升華三種覆冰；③根據輸電線上冰的增長情況可以分為干、濕兩種增長過程覆冰；④根據輸電線上冰的形狀可以分為，新月形覆冰、圓形覆冰、翼形覆冰以及不規則形狀的覆冰。其中濕雪以及混合淞對電力系統的正常運行產生的影響最大。

1 輸電線路覆冰的影響

（1）覆冰導致輸電線路過載引發事故。主要包括：輸電線路表層發生斷裂；導線抽出；導線離地面過近，出現閃絡，或者導線之間有接觸發生起火；懸垂線斷裂，拉線線夾斷裂；塔體傾斜，出現倒桿現象等。

（2）相鄰輸電線路覆冰、破冰不均勻引發的事故。相鄰的輸電線路覆冰或者脫冰的不均勻，會在線路上產生較大的張力差異，導致導線發生滑動，會造成輸電線路表層發生破損或是斷裂；輸電線路上較大的張力差異會傳輸到直線桿塔上去，改變絕緣子串的位置，使其發生破損或者斷裂；如果這種輸電線上的張力差達到臨界值，將導致橫擔出現轉動現象，拉線和導線之間產生相互撞擊，對拉線造成破壞，嚴重的會導致桿塔的傾斜或倒塌。

（3）絕緣子串位置出現的覆冰，會引發冰閃事故。作為污閃的一種形式，冰閃事故也會帶來嚴重的危害。絕緣子串位置出現覆冰時，使得其絕緣性變弱，減小泄漏的距離。 在覆冰融化時，電解質和水的作用，形成了一層導電膜，最終導致該絕緣子串的閃絡電壓下降，在低溫情況下覆冰的融化，通常都在有霧的情況下進行，這就使得導電膜的導電性增強，引發冰閃事故。

（4）覆冰輸電線路的抖動破壞有關的電力設施。 輸電線路在覆冰不均勻時成扇形或者新月形時，若是風力較大，輸電線路發生大幅度抖動，這對輸電線路的安全產生的很大的影響。

2 低溫環境下輸電線路覆冰問題的解決辦法

輸電線路覆冰其安全穩定運行產生著很大的危害，因此要解決好輸電線路覆冰問題，做好除冰和防冰的工作。

2.1 交流融冰法

交流融冰法指的是，將交流電輸入到覆冰的輸電線路當中，提高覆冰輸電線路的溫度，為融冰工作提供必要的熱量，使所覆的冰均勻快速的融化。

交流融冰法目前主要由三種，分別是交流短路融冰、零起升流融冰和負荷融冰。

交流短路融冰是指對覆冰輸電線路整體三相短路，短路后，利用斷路器想短路線路施加電壓，電壓的增大，會導致電流的迅速增強，對覆冰輸電線路就行加熱，使其覆冰均勻的進行融化。

零起升流融冰是指對覆冰輸電線路的末端進行三相短路，這樣就在變壓器組與覆冰輸電線路之間形成了單獨的電氣回路，使用變壓器組的勵磁升壓增強輸電線路中的電流強度，當電流強度達到某一臨界值時，輸電線路的溫度達到融冰的條件，冰層開始進行均勻的融化。

負荷融冰是以電網調度的安全正常運行為基礎，最大限度的增強覆冰輸電線路的負荷，使得其電流增大，為覆冰的融化提供足夠的熱量。同時，在實際的工作中，我們要盡量在安全使用的輸電線路中留有一些電流，這樣能夠有效地緩解輸電線路覆冰的產生。

2.2 直流融冰法

直流融冰法在處理輸電線路的覆冰問題時，最為有效和可靠。 輸電線路中上的交流抗阻十分大， 而且輸電線路的橫截面積也很大，在這種實際情況下，進行交流短路融冰的難度很大，因此不經常采用交流融冰法。 在輸電線路上的直流抗阻相比交流抗阻來說相當小，大約為其十分之一。所以，在日常的覆冰輸電線路的融冰工作中，常采用直流融冰法，在提供同等的融冰電流進行融冰時，直流法對電源容量的要求較低，更為經濟實用。

直流融冰技術的優勢主要有以下幾個方面：

①直流融冰技術能夠針對實際情況的不同調整電流和電壓的值，從而能夠更經濟有效的完成融冰工作，這些實際情況主要是指輸電線路中導線的具體長度和其寬度。

②采用直流法融冰對整個電力系統造成的影響較小，有效的避免了安全事故的發生。目前，在直流融冰法中也有許多不足的地方，主要包括：第一，相比其他方法，直流融冰法較為繁瑣，在實際應用中容易產生諧波，同時，功率損失情況嚴重。這就要求在使用直接融冰法時要配備適應的濾波器；第二，采用直流融冰法時，要有相應的保護設備進行系統的保護工作，使得其成本相對較高。

2.3 分裂導線融冰法

在220kV 到500kV 的輸電線路中， 較為常用的融冰方法就是分裂導線融冰。 由于220kV 到500kV 輸電線路中的分裂導線橫截面積較大，對融冰時的電源的容量要求也較大，這種方法能夠有效的增大電流的密集度，有效的增強融冰線路處的電流，更好的完成融冰工作。在利用分裂導線法融冰時，要確保分裂導線之間的絕緣性，安全起見，還要在各個子導線上分別安裝可遠程操作的斷路器，不僅能夠簡化操作還能更好的做好對融冰工作的監督。這種方法通常應用在較大面積覆冰的輸電線路中。

2.4 自然除冰法

借助于自然的條件進行除冰的方法叫做自然除冰法。這種方法廣泛的應用了自然的力量，借助于風力、引力以及自然溫度的變化進行除冰。在對輸電線路進行除冰時，需要在其上安裝一些簡單的設備，例如，除冰環、平衡錘、阻雪環等等。 相比其他方法，自然除冰法操作簡單，成本也較低。在自然除冰法中，較為常用的手段是對輸電線路涂抹相應的憎水和憎冰涂料，以便防止覆冰的產生。 目前使用的憎水和憎冰涂料主要有烷烴、有機硅、有機氟和烯烴等的化合物。自然除冰法的效果不如以上三種方法明顯，但是能夠起到一定的作用，并且不用對覆冰輸電線路進行復雜的處理，可用于降低覆冰帶來的影響，在日常中的應用最為普遍。

3 低溫環境下輸電線路覆冰問題解決技術的發展方向分析

在解決輸電線路覆冰問題時， 首先要考慮到除冰的效果和成本，為了更好地做好此項工作，在未來解決覆冰問題時，從以下方面進行改進：

（1）運用科學的方法，建立和完善除冰融冰的相關規定和準則。使得除冰融冰工作有規可循，在最短的時間內回復覆冰電路，使其正常工作，化解危險。

（2）加大對防冰涂料的研究工作，開發出性能更好的防冰涂料，使其在進行防冰時，不對輸電線路造成危害。

（3）加緊對導線、地線等的研究工作，使其能夠適應利用電磁除冰的要求，電磁除冰有著良好的應用前景，其效果明顯，對資源的消耗較少，但是對相關輸電線路的抗損性提出了要求，所以要加大對所用導線等的研究。

（4）利用太陽能進行除冰融冰。要對其可行性進行分析，通過在輸電線路上涂抹某種吸熱劑，到達高效、簡便、低成本除冰的目的。

4 小結

上文就對低溫環境下輸電線路覆冰解決途徑的討論。首先對輸電線路的覆冰種類和原因進行了介紹， 然后提出了相關的解決方法，最后指出了其發展的方向。 目的是為了更好地做好除冰融冰工作，保證電力系統的正常運行。

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