本文摘要：摘要：架空輸電線路覆冰對電網(wǎng)有著很大的危害，進而對電網(wǎng)運營和經(jīng)濟發(fā)展造成很大的負面影響，導線發(fā)生覆冰后易;誘發(fā)舞動，其脫冰引發(fā)的導線跳躍也容易致使斷線、倒塔等事故發(fā)生。為使高壓電網(wǎng)安全可靠地運行;對輸電線路覆冰形成機理的研究以及覆冰荷栽下的
摘要：架空輸電線路覆冰對電網(wǎng)有著很大的危害，進而對電網(wǎng)運營和經(jīng)濟發(fā)展造成很大的負面影響，導線發(fā)生覆冰后易;誘發(fā)舞動，其脫冰引發(fā)的導線跳躍也容易致使斷線、倒塔等事故發(fā)生。為使高壓電網(wǎng)安全可靠地運行;對輸電線路覆冰形成機理的研究以及覆冰荷栽下的力學研究是一個重要課題。
關(guān)鍵詞：架空輸電線路;覆冰問題;研究
1覆冰形成原因和過程
導線覆冰首先是由氣象條件決定的，是受溫度、濕度、冷暖空氣對流、環(huán)流以及風等因素決定的綜合物理現(xiàn)象。云中或霧中的水滴在0℃或更低時與輸電線路導線表面碰撞并凍結(jié)時，覆冰現(xiàn)象就產(chǎn)生了。
覆冰按形成條件及性質(zhì)可分為A、B、C、D、E五種類型。
A型稱雨凇覆冰，是在凍雨期發(fā)生于低海拔地區(qū)的覆冰，持續(xù)時間一般較短，環(huán)境溫度接近冰點，風相當大，積冰透明，在導線上的粘合力很強，冰的密度很高，雨凇覆冰是混合凇覆冰的初級階段，由于凍雨持續(xù)期一般較短，因此，導線覆冰為純粹的雨凇覆冰的情況相對較少。
B型稱混合凇，當溫度在冰點以下，風比較猛時，則形成混合凇。在混合凇覆冰條件下，水滴凍結(jié)比較弱，積冰有時透明，有時不透明，冰在導線上粘合力很強。導線長期暴露于濕氣中，便形成混合凇�；旌馅∈且粋�復合覆冰過程，密度較高，生長速度快，對導線危害特別嚴重。
C型稱軟霧凇，是由于山區(qū)低層云中含有的過冷水滴，在極低溫度與風速較小情況下形成的。這種積冰呈白色、不透明、晶狀結(jié)構(gòu)、密度小，在導線上附著力相當弱。最初的結(jié)冰是單向的，由于導線機械失衡，逐漸圍繞導線均勻分布，在此情況下，這種冰對導線一般不構(gòu)成威脅。
D型和E型分別為白霜、雪，白霜是空氣中濕氣與0℃以下的物體接觸時，濕氣往冷物體表面凝合形成的，白霜在導線上的粘結(jié)力十分微弱，即使是輕輕地振動，也可以使白霜脫離所粘結(jié)導線的表面，與其他類型覆冰相比，白霜基本不對導線構(gòu)成嚴重危害。
導線覆冰的基本物理過程是嚴冬或初春季節(jié)，當氣溫下降至-5～0℃，風速為3～15m/s時，如遇大霧或毛毛雨，首先將在導線上形成雨凇，這時如果氣溫再升高，雨凇則開始融化，如天氣繼續(xù)轉(zhuǎn)晴，則覆冰過程就停止;這時如果天氣驟然變冷，出現(xiàn)雨雪天氣，凍雨和雪則在粘結(jié)強度較高的雨凇面上迅速增長，形成較厚的冰層;如溫度繼續(xù)下降至-15～-8℃，原有冰層外則積覆霧凇。在這樣一個過程中，出現(xiàn)多次晴～冷變化天氣，短暫的融化加強了冰的密度，如此往復發(fā)展將形成霧凇和雨凇交替重疊的混合凍結(jié)物，即混合凇。
2輸電線路覆冰的危害
2.1相間短路事故
當導線和避雷線上的覆冰有局部脫落時，因各導線的載荷不均勻使導線發(fā)生跳躍現(xiàn)象，從而使導線發(fā)生碰撞，造成相間短路。
2.2絕緣子串短路造成的接地事故
絕緣子串覆冰后，雖然其冰層厚度所增加的質(zhì)量不大，但會大大降低絕緣子串的絕緣水平。在懸式絕緣子串上的冰雪融化時會形成冰柱，使絕緣子串短路，從而引起接地事故。
2.3桿塔倒塌事故
這種情況一般是由于直線桿塔某一側(cè)導線斷線造成的。此時因帶覆冰的導線在該桿塔的一側(cè)形成較大的張力，使桿塔受到過大的載荷，從而造成桿塔倒塌。
2.4安全距離不夠引起的事故
由于各檔距內(nèi)線路覆冰不均勻，導致各檔距內(nèi)線路的弧垂發(fā)生較大變化。有嚴重覆冰的檔距內(nèi)導線載荷很大，使導線嚴重下垂，當小于安全距離時就會引起事故。
3預防思路
通過上述分析和研究，防治或減少輸電線路覆冰給電網(wǎng)帶來的危害，應基于“預防為主、綜合治理”的思路，從設(shè)計源頭貫徹消除或減少冰雪災害對輸電線路的危害的思維，切實提升輸電線路的本質(zhì)安全水平，提高其可靠性。
3.1基本思路
按照事故危害防范措施的優(yōu)先順序，著眼于輸電線路覆冰事故發(fā)生的根源――危險源，在選用防范措施時，首先考慮的是能消除或避免輸電線路覆冰事故的各類措施，使輸電線路覆冰危害不發(fā)生，是比較理想的結(jié)果;其次，當無法完全消除或避免輸電線路覆冰的時候，應考慮減少或削弱或避免輸電線路覆冰事故造成的后果或影響;以上兩種措施措施采用后，事故發(fā)生的概率會降到很低，最后再考慮當輸電線路覆冰事故萬不得已發(fā)生后的應急處置措施。
基于以上思路，防范輸電線路覆冰危害的綜合思路如下：
3.2優(yōu)先采用設(shè)計措施
在設(shè)計階段融入輸電線路覆冰防治措施，會使輸電線路覆冰事故發(fā)生的概率降到最低，且是所有輸電線路覆冰事故防治措施中成本最低的措施，據(jù)不完全統(tǒng)計，同一類事故的防范在設(shè)計階段做的成本是運行階段成本的10%左右。
3.2.1使輸電線路不覆冰的措施
對于新建的輸電線路，在設(shè)計過程中，多收集當?shù)氐臍庀筚Y料，尤其是最近年份極端惡劣氣候條件下的冰凍雨雪氣象記錄，包括要調(diào)查清楚已有線路、植物等的覆冰情況(冰厚、突變范圍)、季節(jié)風向、覆冰類型、雪崩地帶、冰凍雨雪氣候的持續(xù)時間、影響范圍、覆冰覆雪厚度、風速等資料，然后進行風險評估，根據(jù)評估結(jié)果，在輸電線路路徑選擇時，盡可能避開覆冰厚度達到20mm以上、風速大于8m/s的重冰區(qū)域，這樣盡管可能會因為路徑增加建設(shè)一次投資會加大，但是后續(xù)的運行維護成本會減少，特別是對于骨干、重要輸電線路，會大大提高其可靠性，減少因覆冰帶來的經(jīng)濟損失。
3.2.2減少輸電線路覆冰危害的措施
對于設(shè)計必須經(jīng)過重冰區(qū)的新建輸電線路或已運行在重冰區(qū)的輸電線路，在設(shè)計新線路或舊線路改造時，應考慮以下措施：
(1)在重覆冰的地區(qū)，架設(shè)耐覆冰式的線路，這種線路的桿塔較一般桿塔的機械強度大，檔距較短，導線張力較小。
(2)為了避免碰線，導線應采用水平排列的布置方法并應適當?shù)丶哟髮Ь�和避雷線之間的距離。
(3)重覆冰區(qū)的線路桿塔選擇盡量采用孤立耐張段且使線路檔距適當縮小布置形式，使線路即使覆冰導線在耐張段的位移最小，從而減少線路相間短路、與避雷線接地短路的幾率。
(4)適當增加絕緣子的片數(shù)或采用防污絕緣子，增加絕緣子的爬電距離，減少線路發(fā)生冰閃事故的概率。
(5)避免靠近湖泊且在結(jié)冰季節(jié)的下風向側(cè)經(jīng)過，避免線路在山峰附近迎風面?zhèn)韧ㄟ^，以免出現(xiàn)嚴重結(jié)冰現(xiàn)象。
(6)注意交通運輸情況，盡量創(chuàng)造維護搶修的便利條件。
3.3運行預防措施
3.3.1調(diào)度措施
根據(jù)運行經(jīng)驗，詳細記錄覆冰區(qū)域輸電線路的運行資料，掌握線路覆冰厚度與運行負荷、當?shù)販囟鹊年P(guān)系曲線，一方面，在冰雪雨凍的天氣情況下，及時調(diào)整運行負荷，特別是夜間的負荷，避免線路在低負荷情況下運行，防止線路覆冰;另一方面，當線路已經(jīng)覆冰，盡量使線路不要超負荷或在較高負荷區(qū)域運行，減少不均勻覆冰或不同期脫冰危害。
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3.3.2維護措施
每年覆冰期來臨之前，及時檢測線路弧垂情況，并進行設(shè)計校核，然后將線路弧垂偏大的導線段進行調(diào)整，減少導線位移，保持線間距離負荷覆冰期間的安全要求。
結(jié)束語
隨著我國高電壓、大電網(wǎng)建設(shè)速度的不斷加快，全國電網(wǎng)間的互聯(lián)互通的交換能力空前強大，但是大電網(wǎng)任何一個地方的任意一條輸電線路發(fā)生覆冰事故，均可能造成電網(wǎng)的崩潰或瓦解。在考慮電網(wǎng)抗冰雪雨凍天氣的措施時，要從實際出發(fā)，著眼于長遠利益，實施標本兼治的綜合防治措施，大力提高輸電線路的可靠性。
參考文獻：
[1]孫才新，司馬文霞，舒立春.大氣環(huán)境與電氣外絕緣[M].北京：中國電力出版社，2012.
[2]王守禮，李家垣.微地形微氣象對送電線路的影響[M].北京：中國電力出版社，2013.
[3]宿志一.直流絕緣子串覆冰閃絡特性[R].北京：中國電力科學研究院，2014.
[4]廖祥林.導線覆冰性質(zhì)分類和密度淺析[J].電力建設(shè)，2013(3)
作者：劉彥林
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