探讨高压输电线路覆冰问题.doc

1、1探讨高压输电线路覆冰问题摘 要：架空高压输电线路一旦出现覆冰问题，将对线路的正常运行，以及电力系统的正常供电产生极大影响。首先进行了线路覆冰的原因分析及覆冰的类型说明，然后分析了覆冰引发的各种事故，最后对如何防冰除冰提出了几点措施。 关键词：架空高压输电线路 覆冰问题 事故 措施 中图分类号： TM7 文献标识码： A 架空高压输电线路出现覆冰问题，会引起导线舞动、线路倒杆和绝缘子闪络等事故，严重威胁到电力系统的正常运行。在当今社会对电力的需求与日俱增的形势下，做好架空高压输电线路的各种风险防控措施，尤其在我国南方地区天气严寒时做好线路的防覆冰工作，对保证电力系统的正常运行及保障人们的正常工

2、作和生活具有极为现实的意义。 1 线路覆冰的原因分析 架空高压输电线路覆冰问题的出现，主要由于大气温度、风力、空气湿度等影响因素，既要具备低温条件，又要保持一定的空气湿度及风速。当具备形成覆冰的温度与湿度条件之后，风力就会将水滴吹向高压输电线路，一旦碰触导线，就会逐渐形成大面积的覆冰；因此覆冰往往在导线的迎风面最先形成，如果迎风面的覆冰已经达到一定厚度，那么在不平衡力的作用下，导线就会出现扭转现象，进而产生新的迎风面，继续覆冰，如此反复多次，就会在导线中形成圆形或者椭圆形的覆冰。 2导线覆冰具有一定的空间分布特点，与冷空气的入侵通道、海拔、地形、山脉走向、相对高度以及微地形、背风坡、迎风坡、水

3、汽条件等相关；由于气温随着海拔高度的上升而逐渐递减，那么高海拔地区的气温将低于低海拔地区的气温，因此在高海拔地区更容易出现覆冰问题。处于微地形的垭口或者风口位置，尤其在微地形的迎风面如果有水库或者河流，那么覆冰情况也比较严重；一般覆冰在80时最容易形成，如果气温过低，过冷却的水滴就会变成雪花，而不会形成覆冰，因此我国北方地区的冰害比南方地区较轻。 2 覆冰类型 （1）湿雪。指自然降雪粘附在电线上形成的一种覆冰，主要呈现灰白色或者乳白色，一般密度较小且粘附力较弱。湿雪粘结在到导线中，如果气温持续下降，将变成冰冻体。 （2）雨凇。在冬季前后，大陆上的干冷空气吸收了来自海洋的湿暖气团，遇到水汽后变得

4、十分潮湿。这种情况下，如果遇到北方的冷气团上升，雨水降落到温度等于或低于 0的导线上时，形成的玻璃状的冰层，这种覆冰因密度大且粘附力很强，且不容易脱落，因而对输电线路的危害很大。 （3）雾凇。有两种存在形式，一种是晶状雾凇，由冷却雾凝华而成，密度大，结构松散，吸附力不强。由于晶状雾凇主要由于气温的骤然下降，造成饱和状态空气中的水汽升华，因此即使在晴天、无雾的情况下，也可能产生；另一种是冷却雾冻结后在电线表面形成的冰状雾凇，密度较大，对电线的吸附力强，危害较大。 3（4）混合淞。冷却的水滴在电线上形成的由雨凇和雾凇混合冻结形式的覆冰，又可称作冰雪混合物或者勃雪，主要由于北方地区的干冷气团向南移动

5、，与南方暖湿气团相遇之后，就会在交界位置产生静止的锋面。由于高空中的暖湿气湿度较大，就会形成毛毛雨或者雨夹雪，如果地面温度在 0以下，则产生混合冻结。混合冻结以乳白色为主，体积和密度较大，吸附力强，也颇具破坏性。 3 覆冰引发的事故 3.1 导线舞动事故 在风力的作用下，架空线路就会出现高频振动、低频振动以及次档距振动三种形式，而架空线路的舞动就是在特定自然环境下产生，主要由于水平方向的风力对非对称回转截面的导线形成升力的变化，因此造成大振幅、低频率的振动；覆冰、导线结构参数以及风激励等，都是形成误动的原因；而覆冰舞动具有随机性、非线性特征，可能引发电气故障或者机械故障。 3.2 倒塔、断线事

6、故 覆冰经过不断积累到达一定程度时，由于体积和重量很大，使得线路承载的重量过大，弧垂增大，与地面之间的间距逐渐缩小，很容易出现闪络事故。如果此时风力一并作用，则很可能出现两条导线之间或者导线与地面之间碰触现象，出现短路跳闸，甚至导线被烧的事故。若覆冰的重量超过线路的负荷能力，很可能出现导线因受力过重，从压接管内崩裂出来的情况，甚至出现杆塔倾斜和爆裂，以及折断的现象，导致线路瘫痪。 43.3 冰闪事故 架空高压输电线路出现冰闪现象，是病害其中一种；当绝缘子产生了覆冰现象，在特定温度作用下，绝缘子的表面形成覆冰，绝缘强度有所影响，进一步缩短泄漏的距离；在进行融冰过程中，冰体表面或者冰晶体表面的水膜

7、将污秽物中的电解质溶解，此时融冰水或者冰面水膜的导电率发生变化，造成绝缘子穿电压的异常分布，对覆冰绝缘子串的闪络电压造成影响。据大量实践表明，覆冰的重量越大，电压的分布变化就越大，在高压引线端的绝缘子就会承受较大的电压百分数，进而引发冰闪事故。 3.4 覆冰不均匀与脱冰不同期引发的事故 导线相邻档覆冰不均匀会加大导线的张力，使弧垂下降，与地面之间的距离变小，如果脱冰不同期也会出现类同现象，由于导线受力不均而出现跳跃现象，很容易引发电路跳闸，或者使导线被烧。另外，导线覆冰不均匀还会引起导线在线夹内的滑动，使线夹另一端的铝股出现颈缩，影响线路的正常使用。另外，出现脱冰现象，也将造成导线跳跃，造成导

8、线和地线的放电烧伤事故，或者导地线之间与短路靠近，造成横担的变形、损坏。 4 防冰除冰的措施 4.1 防覆冰的措施 （1）提高架空高压输电线路的工程质量。 1）输电线路在设计时，应认真考察当地的环境气候情况，尽量将线路建在不易出现重覆冰现象的地区。还应根据当地 30 年一遇的最大覆冰5厚度和风速强度进行极限设计，以尽可能保证线路的质量。另外，架线时，应尽量避开林区和高山风口，由于林区架线一般位置较高，相比而言更易受到气候的影响，且树木生长速度快，一旦掩蔽线路，在出现覆冰现象后，很难彻底进行清理；高山风口则因风大气温偏低，更易出现覆冰问题，且问题出现后，还不易抢修，给线路的使用带来不必要的麻烦。

9、2）导线、绝缘子以及金具等要严保质量，使用加强型的，铁塔在选用上要保证其具有承受力。3）在较易出现覆冰地区进行布线时，要尽量避免线路的交叉跨越，无法避免时，应在档端进行；且导线应进行水平排列布置，档距不能过大。4）要减少档距，多用耐张塔，多设耐张段，防止一旦出现事故波及面积过大。5）导线弧垂要严格按照设计要求进行布置，同时，塔基的浇筑要要保质量，确保稳固。 （2）减少导线舞动和覆冰。 鉴于导线舞动是一种容易因覆冰问题引发，并造成线路受损的现象，应在架设线路时，尽量做好预防工作。应提高杆塔强度，增强其承受力，同时提高导地线的张力，增加相邻导线以及导线与地线之间的间距，提高绝缘子和金具的负担安全性

10、，有条件的地区，可以在容易出现重覆冰问题的线路上，使用防舞装置，增强导线抗覆冰的能力。另外，虽然目前还未研制出防止覆冰形成的涂料，但可以使用一些降低覆冰与线路粘合力的涂料，比如，可以使用聚四氟乙烯，由于其与导线之间具有较好的粘合力，且热传导性较强，憎水憎冰能力高，使用后可以使附着的冰、水更快脱落，避免线路因长时间受到覆冰不断积聚的压力而引发较大线路问题，且可以为线路的抢修延缓一定时间。 6（3）加强日常保护和管理。 由于架空高压线的检修比较麻烦，因此在平时的防护中经常出现不到位的现象，应加强对线路的及时检查，尤其在特殊天气前后，要对线路通道内的树木进行适当清理，防止恶劣的覆冰天气树木倒斜在线路

11、上，影响线路的正常运行和检修。另外，在日常还应做好维护工作。巡线员应按规定认真查看线路，对于可能出现的隐患予以及时排查，对拉线以及绝缘子等各个部分均仔细检查，为线路的正常运行做好最大保障工作。5 结语 架空高压输电线路的覆冰问题是一种严重影响电力系统供电安全的问题，应充分了解和认识覆冰发生的各种类型以及造成的不同线路事故，及早做好预防措施，可通过制定防覆冰的相关规章制度，提高架空高压输电线路的工程质量，使用相关装置和涂料减少导线舞动和覆冰，以及加强日常保护和管理等方式做好防冰工作；同时，一旦出现覆冰问题，应选用合适的除冰方法，及早予以解决，保证线路的正常运行，避免电力系统出现问题给人们工作和生活带来不便。 参考文献： 1 王瑾.架空输电线路覆冰危害及防冰除冰的措施J.陕西电力，2008（07）. 2 甄宝辉.线路覆冰分析及保护对策J.民营科技，2008（10）. 3 周飞.高压输电线路防止覆冰灾害的预防J.科技咨询导报，2007（05）. 7