重覆冰地區10KV配電線抗冰策略研究

何聯鵬

摘 要：配電線路出現覆冰現象，將會導致線路在輸電過程中發生故障，嚴重影響電力系統的運行。本文立足于重覆冰地區，對影響線路覆冰的危害以及有效的防冰抗冰策略進行了分析，希望能夠幫助本地域和其他地域的供電機構針對線路覆冰的問題上起到良好的解決效果。

關鍵詞：重覆冰;10KV配電線;抗冰;策略

引言：

重覆冰地區一旦出現配電線覆冰的現象，將會極大的提升安全事故發生的概率，對配電網的整體安全運行起到直接性的消極影響。尤其是近幾年來，桿塔倒塌和電網跳閘等事故頻頻發生，如何有效的預防和阻止線路覆冰，提出合理化的建議和路徑是電力企業應該思考的重要問題之一。

一、10KV配電線路覆冰的危害

根據我國輸電線路重覆冰現象而造成的安全事故進行分析，主要有以下幾種類型的危害：第一，線路超荷載，配電線如果外部包裹了一層冰面，會增加線路的重量，超出了最初設計的允許的最大值范圍，就會導致架設的電力線路和桿塔出現倒塌崩毀的現象;第二，如果線路的外部覆冰出現了不平衡的狀態，導致桿塔桿塔兩側受力差異性明顯，就會導致線路跳躍，左端線間距，從而發生電力線路短路的事故;第三，導線低頻震動，導線在架設工作期間會受到風力因素的影響，從而造成震動，但是當輸電線路不僅要承受自身和覆冰的雙重壓力之后，還要承受風力的擠壓，就會導致配電網線路出現低頻不間斷震動，從而產生安全隱患，加大了事故發生的概率。

二、重覆冰地區10KV配電線路抗冰的策略探究

10KV配電線路覆冰現象是電力企業不容忽視的重要問題，相關電力部門應該加大抗冰工程的資金投入并采取行之有效的措施和技術手段進行防冰和除冰的處理工作，為電力線路正常的運行傳輸做好安全保障。

（一）防冰策略探究

對于防冰策略的實施，國家電力部門和電力企業要具體實際具體分析，結合地域氣候特征和冰雪頻發的概率、程度、災害情況等進行綜合考量，以考察的實踐行動作為檢驗工作檢驗真理的唯一標準，對地域內往年的冰雪天氣覆冰數據和冰雪災害的特性和規律傾向進行有目的的覆冰現象預防和整治。

首先，相關電力部門要制定好覆冰厚度的警示標準，在供電范圍內的區域線路出現覆冰情況，根據覆冰的厚度，以厘米為單位可分為常規、重大、緊急三個層次的程度性警告。一般來說，常規的輕度覆冰影響在可控制范圍內，如果發生重大和緊急的程度較高的覆冰現象，電力企業就要立即攜帶好消冰除冰的工具，第一時間內趕到現場對覆冰線路進行細致的檢查和正當處理，防止配電線路因為覆冰問題而導致電力輸送遭到影響，干擾人們的日常生活。其次，電力企業在10kv配電線路的設計過程中和架設以及運行的階段在統籌預防多種因素的措施時，也應該把防冰措施考慮進去。在配電網設計中盡量的避開易發生覆冰的地域、在架設中加強抗冰的工作的準備、在運行期間做好除冰管理，針對線路工作時出現的覆冰現象，要及時的采用合理的設備進行第一時間的除冰，充分考慮覆冰荷載的復雜性[1]。再次，要普及防冰意識，做好宣傳。在宣傳方面，根據我國南北地域氣候差異性的判斷，北方對防冰的宣傳工作和防冰意識的普及要更高，尤其是東北地區的冬季冰雪災害較為嚴重的地區，更是把防冰工作作為季度工作的重中之重。最后，要增強線路的抗冰能力。在寒冬到來之前，電力企業應該對供電區域內的桿塔螺釘進行加固，預備好必要的且多種類的桿塔材料來為加固工作提供充足的材料支持。一方面絕緣子的絕緣程度和抗冰效果呈現正比例關系，對絕緣子的絕緣水準進行提升，將有效增加線路的抵抗冰雪災害的侵襲。另一方面，可以在配電線的種類上作出改變，例如根據覆冰現象而研發的防覆冰導線比傳統的鋼芯線路要具備更加明顯的抗冰效果，減少冰雪在線路上的堆積程度，也就相應的降低了配電線上的覆冰厚度，確保其處于可控范圍之內，不會造成供電系統的失靈，或者影響電力的正常傳輸。

（二）除冰策略探究

1、熱力除冰法

熱力除冰是現階段諸多電力企業普遍認同的最為有效的除冰方法技術，以焦耳效應作為融冰的原理基礎，采用持續提升配電線的溫度，來進行對外部覆冰的融化，但是要保證線路的溫度要在可承受的范圍之內。熱力除冰主要有三種形式，其一是潮流除冰法，這種方式要通過科學的計算，對10KV配電網的潮流分配作出改變，保證線路內的電流溫度達到線路可融冰的溫度臨界點，不僅能夠有效除冰，而且可以起到很可觀的防冰效果。其二是短路除冰法，短路除冰的工作形式是依靠線路的一端供電，另外一端由工作人員進行三相導線短路操作，造成電流短路，使得電線溫度持續升高，起到加熱效果，對外覆冰進行融化。其三是采用直流融冰，切換線路系統內的繼電保護裝置，由于此種方式實施起來與前兩種比較有很大的難度，因此使用頻率不高。

2、機械除冰

機械除冰法是通過機械的動力作用使外部覆冰受到劇烈震動而脫落，離開配電線表面。雖然機械除冰的方式耗能較少、成本較低，但是利用各種機械的工作震動破冰所需要的強度較大，長時間使設備處于高效運轉，易造成內部零件損傷，而且該種方法受到地形限制較為嚴重，適用面不廣泛。

3、被動除冰

被動除冰法是指利用外力進行破冰的操作，外力主要是以自然力為主，如風力、太陽能等自然元素將冰融化或者強行破碎脫落。正常情況下，被動除冰的方式產生的破冰效果并不理想，而且耗費的時間長，外界力不穩定，不能完全除掉外覆冰。

（三）實施線路加固改造技術

1、改善桿塔運行現狀

（1）更改路徑

電力企業在進行線路鋪設之前可以根據待鋪設環境的地形地勢作出綜合考量，原計劃的路徑是否適合線路的鋪設、受外界因素影響程度如何、工程量工期等多樣化因素。如果原計劃在某些方面，尤其是覆冰問題明顯的話，就可以考慮更換路徑，減少線路鋪設經過山區的風道、地勢較高的風口或者氣流向上明顯抬升的迎風坡等覆冰易形成的地段。而且海拔較高、喀斯特地貌、以及上山下山連續性較強的地段形成的重覆冰區要盡量避開，防止出現桿塔兩側檔距的差值過大。

（2）放松導地線張力

如果在線路的鋪設和架設過程中無法更改路徑，在重覆冰區就要結合具體的冰雪災害受損情況，考慮放開導地線的張力。采用增設桿塔的數量和縮小桿塔之間的距值，來達到減小縱向不平衡的張力問題，從而提升導地線的安全指數[2]。

（3）個別情況個別分析

如果在施工期間遇到了檔距差值大、荷載線路段垂直性明顯的難以確保配電網在日后的工作中正常運轉的情況，就可以及時更換配電線，將傳統的鋼芯鋁合金導線換成防覆冰導線或者提升地線的型號等方式，為線路遭受的沖擊起到緩沖的作用。

2、加固桿塔結構

首先應該根據重覆冰區地形條件和桿塔的使用情況，來考慮如何加強桿塔在縱向的不平衡張力，一般的電力企業都會在局部作出改動，如對局部桿件的型號作出調整，適當加大，更改材料的材質和增加材料的強度，從而改善桿塔在縱向的不平衡張力，使其抗壓性得以增加。其次在重覆冰區計算直線桿塔覆冰的情況是，應該兼顧導地線和縱向不平衡張力的影響，及時進行復查并采取相關措施對縱向強度的直線桿塔進行提高。最后，如果電力企業對局部的工作受到地形的影響而無法進行時，就要考慮整基塔的更換。

結語：綜上所述，重覆冰區是導致10KV配電線基塔倒塌和斷線事故發生的重要原因。電力企業在冰雪較為嚴重的季度要及時對配電線路進行檢修，采取多樣化的防冰、除冰、破冰的方式，來保證線路外覆冰的去除，保障配電線路的電力系統正常工作，有效防止安全事故的發生。

參考文獻：

[1]鄢秀慶，何松洋，王健鐘，劉洪昌，周建軍.環境惡劣地區輸電線路設計對策研究[J].電力勘測設計，2021（11）：1-5.

[2]魯修學，朱本玉，張建平.重覆冰地區輸電線路不平衡張力研究及應對措施[J].江西電力，2020，44（10）：38-40.