浅析超高压交流输电线路冰害及防冰害措施

浅析超高压交流输电线路冰害及防冰害措施

杨宇尘 黄云轩

国网上海市电力公司检修公司 上海 200433

摘要：近些年来发生的由于输电线路的覆冰引起的倒塔断线、冰闪及舞动等冰害事故给供电企业造成了巨大的经济损失，严重威胁了电网的安全可靠运行。本文通过对覆冰机理与冰害事故的主要特点分析，提出了超高压交流输电线路防冰害措施，以供参考。

关键词：超高压；输电线路；冰害；措施

超高压输电线路覆冰非常容易造成舞动，断线，冰闪，倒塔，进而发生停电事故。冰害不仅会威胁到架空输电线路的安全运行，还容易给线路的本体造成重大的破坏。因此为了保障居民用电稳定，在冰害天气保障居民的电力供应，解决超高压交流输电线路冰害问题是十分重要的环节。

1. 覆冰的机理

1.1 覆冰的气候条件以及形成

自然气候因素是造成输电线路覆冰的最直接、最主要原因，周围空气的温度和湿度等因素在很大程度上影响着覆冰的产生，从本质上说，这是一种物理现象。经过反复多次升温降温，更容易增加输电线路的负荷。覆冰是一个长期的过程，具有较强的附着能力，会对输电线路造成非常严重的损害。

1.2 覆冰的影响因素

达到了覆冰的温度湿度条件后，风向风速等因素也会影响到覆冰的产生，风将冷却的小水珠吹向输电线路，与输电线路发生碰撞进而出现覆冰现象。迎风建造的导线更容易发生覆冰现象，而且覆冰面通常比较厚，受到重力作用的影响会继续在别的迎风面覆冰。风向对覆冰的影响也非常显著，当风向与导线平行时，覆冰现象比较轻微，风向与导线越垂直，覆冰问题就越加严重。输电线路的直径、高度以及走向也会严重影响到最终的覆冰量。通过分析我国各地区输电线路可以发现，东西走向的导线的覆冰情况要比其他走向导线的覆冰情况要轻，所以未来要尽量防止设置东西走向的输电线路，合理控制输电线路的高度，因为线路离地面的距离越远，覆冰问题就更加明显。

2. 输电线路冰害事故的主要特点

2.1绝缘子冰闪问题

覆冰问题严重的时候，绝缘子串会被冰柱覆盖上，融冰过程中会在绝缘子表面行程水膜，如果泄露的电流达到一定程度时，就有可能导致冰闪问题的出现。随着水膜的增加，泄露的电流出现的弧光就会越强烈，当到一定程度时就会发展成为闪络问题。绝缘子表面的冰柱直接受大气压的影响，冬季的气压比较低，所以闪络现象更容易发生。

2.2覆冰导致线路两端张力不平衡

在某些地质地形条件较为复杂的地区，输电线路相邻的两个杆塔可能存在高差，一般状态下就有可能导致线路两端张力不平衡，但是这种情况比较轻微，覆冰时会加剧这种不平衡情况，超过了杆塔的承受范围就容易造成杆塔变形，电线接近杆塔的位置可能会发生断裂。有的杆塔设置在转角位置上，电线覆冰会增加杆塔一侧的负荷，容易给输电线路的正常运行带来较大的安全隐患。

2.3自激震动的发生

输电线路上的碎冰具有较强的黏着能力，不容易被风吹落，导线的重量只会越来越大，在有风的天气中，导线就会震动起来，长时间下去就可能会导致导线断裂，绝缘子等重要设备发生损伤或者故障。

3. 超高压架空输电线路防冰害措施

3.1设计避冰

避开覆冰区进行输电线路设计。在线路路径选择时，应当对覆冰情况进行认真调研，对技术进行经济比较，尽可能避开重冰区，在地形起伏较小的地方走线；另外，垭口、风道和通过湖泊、水库等这些容易覆冰的地带最好不要横跨；翻越山岭不要高差太大；沿山岭通过使，应当沿着背风或向阳面走线。如果输电线路无法避开覆冰区，那就要对线路走廊的地形、气象等条件充分考虑，来进行设计，保证抗冰强度足以应对覆冰，避免出现故障问题。

3.2使用抗冰技术

（1）发热融冰。让输电线路发热，而融化覆冰，可以采取方法有：①采用直流电流融冰技术。直流电流会在导线电阻中产生热量，这能够融化覆冰，因此要加装直流换流调压装置。②采用交流短路电流融冰技术。这主要应用于低压线路，用特设变压器或发电机供给与系统断开覆冰线路短路电流。

（2）振动除冰。让输电线路振动，达到消除覆冰的目的。可采取一下措施：①机械除冰。使用滑车式除冰器铲除线路上所覆的薄冰；②手工除冰。当线路覆冰严重，厚度不断加大时，应当停运线路，让人员登杆，用榔头敲击线路，是线路产生振动，以除去覆冰。

（3）改进结构减冰。改进导线结构，增加冰雪附着在导线表面的难度；具体采用防积雪型架空导线或将阻雪环、平衡锤安装在导线上。

（4）使用防冰材料。使用新型材料或将覆冰材料涂刷在导线上能够有效防止覆冰现象出现。

（5）绝缘子的抗冰雪措施。具有关统计显示，冰闪的出现同绝缘子串型式有着密切联系。因此可以采取一下措施防冰：①加装大盘径绝缘子。将大盘径绝缘子加装到悬垂绝缘子串上端，可以隔断横担上流下的冰水与绝缘子串本身的覆冰，从而有效防冰。②采用V型或倒V型来配置悬垂绝缘子。采用采用V型或倒V型来配置悬垂绝缘子，让绝缘子串倾斜，这样就不会形成连续的冰凌，还能够使得绝缘子串的自洁性能增强，防冰效果良好。

3.3长期监测线路附近的自然气候

长期全面分析输电线路附近的自然气候，掌握输电线路的覆冰规律，对往年出现的覆冰事故进行深入分析，可以为输电线路的防冰除冰设计提供重要的参考资料。根据自然气候的特点科学设计输电线路的高度、走向等参数，提前做好设计工作，实时监测自然因素的未来变化，为输电线路运行改造工作的开展提供有效资料，有利于不断完善我国输电线路的运行。

3.4做好巡视工作，定期维护

在日常工作中，一定要制定可行的安全防护巡视维护管理计划，并严格规范输电线路的维护管理工作，输电线路进行极度细致的检查，相关运行单位有必要根据当地的气象条件的变化情况为参考导向，针对线路重点区段加大力度巡视，掌握到最新最准确的线路途径地区的覆冰情况。做好巡视工作，分定期巡视、特殊情况巡视、故障性巡视、检修性巡视等等，通过巡检发现缺陷，并采取对应解决措施，时刻做好维护，避免冰害的发生。

4.结束语

输电线路在正常运行过程中经常会发生冰害事故，需要电力工作人员加强对冰害事故的重视，提前做好地形、气候等调研工作，根据当地的气候特点和地形走向科学设计输电线路并开展良好的施工工作，合理设置绝缘子，长期监测线路附近的自然气候，后期加强对输电线路的运行维护工作，必要的时候进行输电线线路改造，尽量降低输电线路发生冰害事故的可能性，为输电线路的正常运行提供充足的前提，奠定坚实的基础，为电力系统的安全稳定运行提供良好的运行环境，有利于给社会各个领域提供丰富而持久的电能，从而促进我国电力事业的长远发展，对未来国民经济的发展也将大有裨益。

参考文献：

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