架空輸電線路防過荷載、冰閃及倒塔斷線等冰害隱患的排查和處理方法

盧霄

摘 要：在持續的雨雪冰凍天氣中，絕緣子會嚴重覆冰并產生重力過荷載的現象，導致電網發生倒塔斷線、冰閃跳閘、導線舞動、設備損害等冰災事故，給人們的生產生活帶來很大的不便。因此，對于這種情況，應該采取科學合理的措施進行及時排查，并針對相應的問題予以解決，避免引發不必要的事故。

關鍵詞：架空輸電線路；過荷載；冰閃；倒塔斷線；冰害隱患；處理方法

引言

在輸變電工程中，導線覆冰是一種普遍的現象，情況輕一點的則造不成什么影響，而情況嚴重的則會引起導線舞動、桿塔傾斜、倒塔斷線、絕緣子閃絡等問題，造成重大事故。在我國北方地區，雖然冬季寒冷，但是降水相對于南方地區要少得多，所以溫度低卻沒有過多的水分用于結冰，覆冰量很少，對輸電線路不會造成什么影響，而在我國長江以南海拔高的地區，由于受高空西南暖濕氣流的影響，冬季降水豐沛，常常會造成嚴重的覆冰現象。對于這一問題，應在輸電線路設計階段和運行階段做好防冰措施，盡量避免或降低病害造成的損失。

1 輸電線路防冰害設計

1.1 認真調查氣候條件、避開不利地形

針對輸電線路的覆冰情況，應多建立一些觀測站進行觀測，能夠為有效解決冰害問題奠定良好的基礎，而縱觀我國專門解決輸電線路的觀測臺，數量并不是很多，鑒于這種情況，應根據氣候地形需要，適當的增加觀測臺的數量。設計部在選擇新建線路的氣象條件時，不僅要收集氣象部門觀測的歷史資料，還要對沿線現有的輸電線路的覆冰情況進行深入的調查與分析，向當地居民詢問歷年冰凌的頻數、性質、分布等，對當地氣象進行準確的把握。同時，對地形復雜的微氣象覆冰區，設計人員應在沿線建立前期觀測站，對冰凌的情況做一個具體的了解。

1.2 新建線路的抗冰設計

在新建輸電線路的抗冰問題上，設計人員應根據收集的氣象資料對冰區進行精準的劃分，根據不同的設計冰厚進行線路的規劃與設計，既確保線路的精準設計，又可以節省不必要的經濟開支。此外，輸電線路不是在一塊地方，而是要經過很長的一段距離，沿線的地勢、微氣候及微地形都有很大的差別，所以，不能單一的采取一個冰厚設計值，要因地制宜，根據具體情況而定。在線路的設計中，最重要的是要保證重冰段的安全，因為這是造成重大事故的關鍵，所以，要在已掌握的氣候資料的基礎之上，結合沿線的地形、地物、相對高差及覆冰時的風速、風向、適度等情況進行綜合性的分析，合理的劃分冰區，計算出合適的冰厚設計值。

此外，在選擇路徑方面，盡量避開嚴重覆冰段，沿著起伏不大的地形走線；同時避免橫跨埡口、風道、通風湖泊這些易于結冰的地段；如果線路要跨越山嶺，則不應采取大檔距、大高差；當線路沿山嶺經過時，最好沿覆冰時的背風坡走線。從源頭上避免出現覆冰嚴重的情況，為后續工作奠定良好的基礎。如果線路實在無法避開重冰區，可以采取抗冰設計。

2 已運行的輸電線路防冰害措施

2.1 絕緣子冰閃的預防措施

要防止絕緣子的冰閃，最簡單的辦法就是增大爬電距離。同時，還可以從改善絕緣子傘裙的結構入手，在相同的條件下，大小傘與等徑傘相比，大小傘對防治冰閃更有效。對絕緣子的外形結構進行適當的調整，這樣，在大雪的天氣變不會發容易發生積雪的現象，就算會積雪，也同樣會降低閃絡發生的機率，有效的避免覆冰現象，保證輸電線路的安全運行。同時，要經常清掃桿塔橫擔和絕緣子，尤其是在冰凍期之前將其清掃干凈，這種做法同樣可以加強抗閃絡的能力。

2.2 倒塔斷線預防措施

倒塔斷線同樣是覆冰所造成的直接后果，這種情況通常在南方海拔較高且已形成霧凇、雨凇的山頂及風口處，對于耐張段較長的地方，應在其中間部位設置耐張塔，以免線路斷裂耐張塔承受不住張力而出現連環破壞的情況。另外，如果該線段在歷史上頻繁發生覆冰現象，那么，應參照已發生的事故，采取相應的措施對線路進行改進或加強，避免出現相同的事故。同時，對于地線上覆冰密度過大的情況，應采取加強地線支架的方法進行補強。

對于檔距較大的重覆冰地段，采取增加桿塔、縮小檔距的措施，以增加導地線的過載能力，減輕桿塔荷載，減小不均勻脫冰時導地線相碰撞的機率。對重覆冰區新建線路應盡量避免大檔距，使重覆冰區線路檔距較為均勻。對于35kV線路，檔距一般在250m以下；對于110kV線路，檔距一般在300m以下；對于220kV線路，檔距一般在400m以下；對于500kV線路，檔距一般在500m以下；當地形受限制必須采用較大檔距時，宜采用耐張塔或采用其他加強措施。

改善桿塔結構、擴大導線與地線的水平位移。加強桿塔、縮短耐張段長度。將事故頻繁、荷重較大、兩側檔距相差較大及垂直檔距系數小于0.6的直線桿塔采用加固措施后改為耐張塔；對于橫跨峽谷、風口處則改為孤立檔，并相應加強桿塔。例如，對前后檔距或高差角較大的鐵塔提高冰厚等級，鐵塔主材可選用Q390或Q420高強度鋼，提高強度。

2.3 導線舞動預防措施

改進鐵塔緊固方式，加強易舞動地區桿塔強度。220/500kV輸電線路耐張桿塔位于導線舞動系統的終端，相當于一個剛性阻尼器，舞動能量經橫擔、塔身到地面而消耗，其所受的交變應力最大，其緊固件最容易松扣或受到鋼材相對運動的剪切力。因此應加強易舞區耐張塔螺栓和塔桿強度，必要時采用高強度螺栓。對桿塔節點螺栓，特別是橫擔螺栓采取防松措施。

對易舞動區域線路（特別是<220kV的直線桿塔），設計時加大導線間距離（包括垂直距離和水平偏移），這不能避免導線舞動，但可避免它造成的相間短路。二是采用氣流干擾線，破壞導線覆冰后的空氣動力學特性，改變導線受力條件，以其阻尼性能抑制導線舞動。

2.4 加固桿塔

綜合考慮具體的地形條件以及桿塔的使用情況，仔細驗算桿塔的縱向不平衡張力，通過局部補強額措施，加強桿塔桿塔應對縱向不平衡張力的強度。根據具體冰災中上下曲臂等所受損害的程度，應對受損較多的塔形進行相應的驗算，通過局部不強的方法進行加固。此外，與自立式鐵塔相比，拉線桿塔的扛過載綜合能力較弱，所以，如果條件允許，可以適當的做一下替換，增強其扛過載的綜合能力。

3 輸電線路除冰方法

對輸電線進行防冰處理之后，還要對現實中已經出現的覆冰情況進行解決，這時就要采用除冰的方法，除冰方法是物體覆冰達到危險狀態后所采取的措施。如今，國內外用來除冰的方法有很多種，大致可以分為熱力融冰法、機械破冰法以及自然被動發三種，采取有效的除冰方法，能夠避免重大事故的發生，確保輸電線路高效運轉。

4 結束語

在雨雪冰凍天氣，架空輸電線路最容易遭受冰害的襲擊，因此，針對輸電線路的覆冰問題，相關單位要及時做好防冰工作，包括線路設計和已運行線路的防冰工作，同時，除冰工作也應積極落實，預防并解決輸電線路的覆冰問題，確保其正常運行。

參考文獻

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