基于高壓輸電線路覆冰問題研究

何仕俊

【摘 要】高壓輸電線路一旦覆冰，就會影響線路的正常運行管理以及電力系統的正常供電。本文對高壓輸電線路覆冰現象進行了較為詳細的研究，并針對存在的問題提出相應的解決方案。

【關鍵詞】高壓輸電線覆冰問題；分析研究；直流融冰技術

0 前言

在科學技術快速發展的今天，電力對國家綜合國力的提高有著重要的作用。但是在我國普遍存在著高壓輸電線路覆冰的現象，近年來，我國南方大部分地區遭受罕見的冰雪災害，尤其是廣西境內在高寒山區新建的風電場發生的覆冰問題，造成巨大的經濟損失，輸電線路覆冰嚴重地威脅著國家電網的安全穩定運行以及供電的可靠性影響人們的生活。因此對高壓輸電線路覆冰進行研究分析具有重要的意義。

1 高壓輸電線路覆冰的原因以及影響因素

1.1 高壓輸電線路覆冰的原因

高壓輸電線路會覆冰主要是因為以下原因：對影響覆冰的因素不是非常的了解，所以輸電線的走向選擇的不合理；對于像我國南方容易發生冰雪災害的地區，由于惡劣的環境條件，輸電線路的機械性能、電氣性能以及抗冰的能力下降。

1.2 影響高壓輸電線路覆冰的主要因素

高壓輸電線路覆冰是一個物理過程，能否形成覆冰受到很多方面的因素影響。高壓輸電線路所處的地理位置，當地的環境、溫度以及輸電線所被懸掛的高度都會影響覆冰的形成。自然界大氣層中的水蒸汽在接觸0攝氏度以下的環境時，就會成冰，如果發生與高壓輸電線路碰撞，就會在輸電線上形成覆冰，廣西境內在高寒山區新建的風電場發生的覆冰問題，主要就是因為這種環境氣候因素。水結冰受溫度的影響，所以，冬季相對于夏季更易使高壓輸電線路覆冰，海拔較高的地區高壓輸電線路越容易形成覆冰，且覆冰越厚。有關調查顯示，冬季覆冰大多是處于北風或西北風，所以高壓輸電線路在構建時要盡可能的避免這種東西走向。

2 高壓輸電線路覆冰的危害

高壓輸電線路由于覆冰，會使得輸電線承受過大的壓力，一旦超過自身所能承受的最大值，就會發生輸電線路斷裂，甚至發生桿塔倒塌，在某種程度上對人們的生命造成威脅。高壓輸電線路覆冰時，形成的結冰會對輸電線產生一定的拉力作用，輸電線會形成一定的弧度，原有的形狀發生改變，破壞了輸電線原本的各個線之間的間距，當兩輸電線間距離小于安全距離時，會加大事故發生的概率。在建造高壓輸電線路時，電力工人會在輸電線上安裝絕緣子串，輸電線覆冰時，絕緣子串也會覆冰，會降低絕緣能力，這時一旦覆冰融化，就會使絕緣子串發生短路，進而造成接地事故。

3 防止高壓輸電線路覆冰的措施

3.1 防止高壓輸電線路覆冰的措施

為防止高壓輸電線陸覆冰，應盡可能避免導線呈東西走向，盡可能選擇海拔較低的地區。

3.2 高壓輸電線路除冰的措施

隨著科學技術的發展，應對高壓輸電線路覆冰現象，人們已經發現了很多種方法，并已經將其運用到解決高壓輸電線路覆冰問題的實際工作中。相關調查數據表明直流融冰技術與交流融冰技術是應用最為廣泛的除冰方法，此外還有熱力除冰、機械除冰、被動除冰等方法。

3.2.1 交流融冰技術

由于交流融冰技術具有很多的優點，我國在20世紀80年代就開始采用此種方法來解決高壓輸電線路覆冰的問題。交流融冰技術需要與變電站進行連接，通過變電站來提供除冰過程中所需要的電力來源。交流融冰技術是一個整體的概念，包括很多的分支，其中主要分支為交流沖擊短路融冰、零起升流融冰和負荷融冰。交流沖擊短路融冰利用輸電線系統提供的電源，使輸電線發生短路的方法。相對于交流沖擊短路融冰技術，零起升流融冰需要借助一定的外界能量來提供增加輸電線的電流，使輸電線路的末端發生短路，進而使覆冰融化的技術方法。負荷融冰即是增加覆冰輸電線的負荷電流，當負荷電流達到一定的程度時會使覆冰融化的技術方法，減輕輸電線的覆冰載荷。上述3種方法是交流融冰技術中使用較為廣泛的方法。

3.2.2 直流融冰技術

作為當前公認的，解決高壓輸電線路覆冰問題的最有效，最安全的方法，直流融冰技術主要是利用較低的電壓來支持已經覆冰的輸電線融化覆冰所需的電流。直流融冰技術一般是通過電力系統提供所需的電量，經過一系列的整流變壓裝置進行融冰的過程。與其他各種融冰技術相比，直流融冰技術有很多的優點：融冰所需的電壓與電流可以被電力系統直接調節，其輸出的融冰電流會依據具體的輸電線的直徑以及長度情況而定；直流融冰技術操作較為簡單，需要的相關部件較少，并且對于輸電線系統的影響較小。

4 現有的融冰技術存在的問題及改進工作

4.1 現有融冰技術存在的問題

雖然已有諸多的融冰技術已被應用到實際中，但不可否認，國內外研究和應用的防冰除冰技術效果并不是很理想，在實施的過程中沒有辦法做到從根本上解決高壓輸電線路覆冰問題，這些方法目前還有待優化改進。方法與技術技術不成熟、操作困難、成本較高是目前融冰除冰方法中存在的主要問題。交流融冰技術雖然可以融冰，但是也存在一些不足：隨著科學技術對電力的更高要求，國家的高壓輸電線路系統變得越來越復雜，而交流融冰技術在電流以及電容量上根本無法滿足500kV以上等級輸電線路的要求；交流融冰技術在實際的操作過程中，更加復雜、麻煩；該系統效率較低，如果發生較大面積的全網線路覆冰現象，很難快速完成除冰；融冰刀閘易受覆冰影響，活動受到限制，不能正常操作，影響融冰的進程。直流融冰技術雖然應用較為廣泛，但也尚存在一些問題：由于工原理、性質的要求，直流融冰技術對設備與技術的要求較高，系統較為復雜，存在電量損失，耗電量多于其他的融冰方法，相比于其他的方法需要的資金投入更大。

4.2 提高融冰效果的改進工作

雖然國內外已經研究出很多的解決高壓輸電線路覆冰問題的措施，但從實施的效果來看，仍舊需要國家的有關部門作一些改進的工作：要加強對高壓輸電線路覆冰的成因與機理進行深入的研究，完善覆冰監測系統，實時對高壓輸電線路進行監測；利用計算機技術全面的收集、記錄觀測的覆冰數據，建立詳細的數據網絡系統；在已有的各種防止高壓輸電線路覆冰方法的基礎上，要結合科學技術，不斷研究新的技術，比如機器人除冰。架空線路絕緣化也是改造融冰技術的一個較好的方法。架空地線絕緣化改造相對較為簡單容易，但是改造的過程中，會對輸電線系統產生一定的影響，輸電線可能會發生斷裂與短路，在改造的過程中要充分考慮會發生的意外情況。在進行高壓輸電線路架空線路的絕緣化改造時，相關人員要注意自身的人身安全，做好相應的應對措施。由于架空線路絕緣化改造會對雷的反擊產生一定的影響，所以在進行架空地線絕緣化改造的時候，也要注意進行防雷害的改造。

5 總結

高壓輸電線覆冰問題，是全世界都要面對的共同的難題。雖然目前已經有很多的除冰技術，并且取得了一定程度上的進步，但仍舊存在一些不足，需要完善。各國在解決高壓輸電線路覆冰這一問題時，要根據本國的輸電線的具體情況處理，要完善已有的搶修與治理體系，保證輸電線路可以長期安全穩定的運行，更好地為人民服務。

【參考文獻】

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[責任編輯：湯靜]