高壓輸電線路覆冰研究

鄭云龍（廣東電網有限責任公司清遠供電局，廣東 清遠 511500）

高壓輸電線路覆冰研究

鄭云龍
（廣東電網有限責任公司清遠供電局，廣東 清遠 511500）

摘 要：高壓輸電線路覆冰是一種很嚴重的自然災害，可能引起輸電線路導線脫冰跳躍舞動、短路跳閘、斷股斷線、倒塔停運等設備運行隱患或事故事件，這些隱患和事故的發生會在很大程度上給電力系統的安全運行造成影響。鑒于此，本文主要對當前高壓輸電線路覆冰的形成原因、影響因素和危害等進行簡要分析，并在此基礎上探討如何有效解決線路覆冰問題，以此來進一步確保電力系統運行的安全性和穩定性。

關鍵詞：高壓；輸電線路；覆冰；危害；處理措施

輸電線路覆冰影響的不僅僅是電力系統的運行，嚴重的還會導致事故發生，例如絕緣子串閃絡和導線舞動等。我國大部分氣象臺關于輸電線路覆冰厚度的取值資料都比較少，厚度取值一般采用現場調查，主要以線路覆冰情況﹑海拔高度和當地居民描述為依據，但是這些都存在著不確定性。輸電線路覆冰危害具有發生頻率高﹑覆蓋面積大﹑持續時間長等特點，這些都嚴重威脅著電網的安全穩定運行。因此要對輸電線路覆冰的特點和原因進行分析總結，進行長期﹑定時觀測以便研究，要盡可能更加準確地掌握輸電線路覆冰的規律，不斷地總結防冰除冰措施，防治冰災事故的發生。

一﹑線路覆冰機理及影響因素

1 覆冰形成的物理過程

就目前高壓輸電線路覆冰現狀來看，主要是在三個因素的作用下形成的，即溫度﹑空氣濕度和風速，且只有三者同時達到特定條件，才能夠導致覆冰現象的形式，首先，氣溫要在0℃以下，其次，空氣相對濕度要達到85%以上；最后則是風速要大于1m/s。

寒冬或者初春季節，氣溫下降到-5℃～0℃，風速達到3m/s～15m/s時，如果遇到大霧或者小雨，水滴的直徑大，周圍氣溫相對較高，這樣水滴的潛熱散發就比較慢，輸電線路就容易形成雨凇；當氣溫下降﹑雨雪天氣時，雪和凍雨就在粘結強度很高的雨凇冰面上迅速增厚，形成了密度大于0.6g/cm3的比較厚的冰層。如果溫度繼續下降到-15℃～-8℃，水滴直徑較小，周圍氣溫較低，造成水滴潛熱能迅速散失，導線外的冰層就形成了霧凇。如果在形成的過程中出現多次晴冷的天氣，就會形成混合凇。

2 覆冰的影響因素分析

（1）氣象條件。一般來說，大氣中的水滴在0℃的時候就會出現冷卻現象，被冷卻水滴包圍住的輸電線路一旦與其他冷卻水滴相碰撞，就會形成線路表面覆冰。（2）海拔。就同一地區而言，海拔越高的地方，高壓線路覆冰現象就越容易發生，相反，海拔較低的地方，覆冰現象則很少發生。每個地區都有起始結冰的海拔高度，稱為凝結高度。（3）地形。輸電導線覆冰的程度還取決于山脈的走向﹑臺地﹑坡向與分水嶺﹑江湖水體﹑風口等因素，在山區輸電導線覆冰受到地形的影響更為嚴重。（4）電場強度。輸電導線覆冰量的大小與電場強度也具有直接關系，據觀察，在電場強度較小的情況下，一旦電場強度發生增加現象，導線覆冰量就會隨之增加，但如果電場強度較大，不帶電的覆冰量就會比帶電導線覆冰量大。除此之外，強電場的作用下輸電導線覆冰的密度要比無電場時要小。（5）線路走向及懸掛高度。通過對當前線路覆冰的觀察我們可以發現，覆冰較為嚴重的線路大多都是東西走向，南北走向線路的覆冰則不是很嚴重。所以，為了避免導線覆冰的現象發生，應該盡可能避免線路呈東西走向布置。其次是懸掛高度，就一個地區來說，懸掛高度越高，越容易覆冰，覆冰也越厚，且多為霧凇。所以，應結合線路應用的實際需求，合理設置懸掛高度。

二﹑線路覆冰的危害

線路覆冰而造成的危害有多個方面，（1）過負載導致桿塔倒塌事故；（2）導線舞動造成相間短路事故；（3）絕緣子串短路造成的接地事故。

三﹑除冰防冰的方法與措施

1 提高輸電線路覆冰設防的標準

一方面，在對輸變電工程進行設計的時候，應盡量避免在重冰區設置線路，同時，要嚴格按照系統差異性規劃原則，采取針對性的措施將線路覆冰設防標準提高。另一方面，應該根據線路運行的實際環境，采取必要的防冰設施配置，最大限度提高線路的抗冰能力。這樣一來，便可以有效避免線路受到覆冰的危害，提高線路運行的安全性和穩定性。

2 加強對易發冰災區域的監控，建立在線監測系統

為了防范輸電線路覆冰現象的發生，對于容易產生覆冰現象的線路，應該根據其所處的位置和線路運行環境，建立科學﹑完善的在線監測系統，通過該系統對線路的運行情況進行實時監測，一旦發現線路存在覆冰的預兆，應及時采取針對性的預防措施，以此來避免冰災事故的發

生。

3 制定合理有效的融冰方案

在輸電線路覆冰的情況下，通常開展除冰作業以避免或降低覆冰對輸電線路的危害，其中融冰是一項行之有效的除冰技術措施。融冰技術運用較多的是交流融冰﹑直流融冰和分裂導線融冰。這些技術各有各的特點和優勢，實際操作中需根據具體情況采用具體的融冰方式。要深入的分析現有的融冰技術，對易覆冰的線路進行具體的分析，根據電網的特點，研究并制定合理的融冰方案，為冰災事故時應急預案的及時啟動提供支持。

4 建立電網抗冰減災的應急機制

建立電網抗冰減災的應急機制是電網安全運行的必要保證，在易覆冰天氣條件下要加強設備的巡視和冰情觀測，及時消除安全隱患。必要時能夠及時啟動應急預案，積極應對惡劣的天氣。要健全事故搶修機制，在最短的時間內，將事故造成的危害控制到最小范圍內。

5 研究覆冰的相關技術，提高抗冰能力

輸電線路覆冰的防治要結合覆冰情況，系統的開展輸電線路覆冰機理﹑覆冰閃絡特性﹑防冰除冰技術等方面的研究，提高輸電設備的抗冰能力，為電力系統的安全運行提供保障。

結語

本文在介紹輸電線路覆冰機理的基礎上，分析了輸電線路覆冰的影響因素以及帶來的危害。由于覆冰現象受到很多因素的影響，所以在進行防冰除冰時不能一概而論，要建立因地制宜的防治體系。我們應該從冰災事故中總結經驗，加強防冰除冰技術研究，建立電網抗冰減災應急機制，提高電網安全穩定運行能力。

參考文獻

[1]趙大樂，姚秀平，紀冬梅，雷一鳴.高壓輸電線路覆冰問題研究[J].上海電力學院學報，2011（01）.

[2]牛文娟，張婧，蔣春芳.線路負荷融冰方案研究[J].紅水河，2010（02）.

[3]王少華.輸電線路典型覆冰事故及防治技術分析[J].高壓電器，2010（10）.

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