输电线路覆冰舞动缺陷分析

2021-11-14 08:53 [电力论文] 来源于：互联网作者：互联网

导读：作者：张春宇王海乐摘要：架空线路覆冰现象会引起绝缘子覆冰闪络、倒塔断线等一系列事故，严重影响线路的安全稳定运行。2008年1月，由于冷空气影响，我国南方地区发生大面积冰雪灾害，持续的冻雨导致输电线路大面积覆冰，从而导致多条输电线路发生倒塔断线

作者：张春宇王海乐

摘要：架空线路覆冰现象会引起绝缘子覆冰闪络、倒塔断线等一系列事故，严重影响线路的安全稳定运行。2008年1月，由于冷空气影响，我国南方地区发生大面积冰雪灾害，持续的冻雨导致输电线路大面积覆冰，从而导致多条输电线路发生倒塔断线事故，部分城市电力供应一度中断，覆冰的危害极大。

关键词：输电线路，覆冰，舞动

引言：在输电线路工程中，导线覆冰、绝缘子覆冰和铁塔塔身覆冰现象较为普遍，输电线路覆冰引起的故障严重地影响了电力系统的正常运行。覆冰可以引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塌、断线、绝缘子闪络、不均匀覆冰及不均匀脱冰，从而造成重大事故。覆冰是一个复杂的过程，影响覆冰的因素很多，主要有气象条件、地形及地理条件、海拔高度、水滴直径、电场强度等因素有关。

一、覆冰形成的原因

线路覆冰现象主要是由气象条件决定的，是温度湿度、冷暖空气对流、水滴直径以及风速、风向等原因决定的综合物理现象，导线覆冰必须的三个条件是：

1，可冻结的气温：环境气温在-5℃～0℃。

2，较高的湿度：环境湿度值(RH%)>85%。

3，持续风速大于1m/s。

根据覆冰形成的条件和实际运行经验来看，工区所辖线路发生的条件一般为冬季风雪天气。 2020年1月6日晚间～7日早晨，开封地区普降大雪，实时风力达8.6m/s（5级），根据运维人员夜巡汇报情况来看，6日晚间暴雪时，线路金具和导线上有积雪，由于夜晚照明不足，不能很好的观测线路覆冰情况，7日清晨巡视时，地面有脱落的覆冰，冰厚2～3mm。

二、覆冰的类型

我国根据线路覆冰时的气温、风速、水滴直径等将其分为四类:雨淞、混合淞、雾淞及雪(含冻结雪)。

1，雨淞。通常在0℃-3℃和较大的风速(2-20m/s)时最易形成，其密度在0.6-0.9范围内。这类覆冰因为比重大，在导线上的附着力强，不易脱落。我国线路覆冰初始都是雨淞，随着气温降低，冰的形成发生变化。

2，雾淞。雾淞通常在大雾天形成，最多出现在风速小(7m/s) 和温度低(-3°C-59℃)时，也有在- 10℃时形成的，密度在0.62~0.83之间。这类覆冰的结构疏松，很容易自导线上脱落，且比重小，对导线的危害性相对小些。

3，霜凇。霜凇的产生条件与雨凇的产生条件相似，都为零度左右且风速较大的情况下，霜凇作为不断累积的冰体之一，其密度大大的高于雨凇与雾凇所产生的冰体。因此只要在有湿云的情况下，就容易产生雾凇，雾凇通过其晶体的不断累积不断的增加质量。

4，混合淞。温度越高，风速越大，形成的混合淞密度越大。混合淞是在雨淞表面上生长的，生长速度很快，根据最高速度为120mm/24h。混合淞对线路危害最严重，防冰对策主要针对混合淞。

5，冻结雪。气温在0℃左右(0℃-2℃左右)落下的雪花，部分溶化而变成湿雪，由于水的表面张力作用能使湿雪附着在导线上。当气温在+2C以上时，雪融化成水，不会造成积雪。

根据工区的实际运维经验，开封地区的覆冰类型主要为冻结雪。即线路覆冰过程是积雪-融化-冻结的一个过程，未发现有其余类型的覆冰情况。

三、影响覆冰的因素

1，线路所在区域的地形影响。地形对覆冰强度有很大的影响:南方河流较多，输电线路跨越河流的区段湿度大，风力强，在遇到冬季寒冷天气时极易出现覆冰情况；某些峡谷、垭口等微地形区域由于地形原型，可能形成易覆冰的微气象区；另外，根据一些资料反映，海拔高的地方比海拔低的地方覆冰严重，草原地区比林区覆冰严重。

2，输电线路走向与风向的夹角。

当其他气象条件相同时，覆冰量与夹角成正比。导线位置和寒流方面垂直时，覆冰最严重。河南地区主要受西伯利亚冷空气影响，冬季多为北风，因此，覆冰情况多出现在东西走向的线路上。导线悬挂高度。通常情况请，高空风速比地面风速大，因此导线挂得越高，所处位置风速就越大，其他气象条件相同的情况下，覆冰情况越严重。有数据表明覆冰量和风速的平方成正比。

3，导线直径。

在导线受单向风作用时，开始形成覆冰。这种情况下，细导线的冰负荷一般说来要比粗导线严重。这是因为细导线形成单向覆冰时，由于冰的重力作用，使导线扭转，原来不受风的面也受风，最后使整个导线的各面都覆冰，这样就增加了细导线的冰荷载。

四、覆冰事故的表现形式

1，过荷载引起的事故

输电线路在覆冰后，荷载陡然增加。导线和地线覆冰严重会导致导地线从压接管中抽出，导线拉断等导致的断线事故。同时金具也可能会因负荷增加出现金属疲劳，发生断裂。导地线和杆塔覆冰会导致杆塔的负荷增加，由于覆冰多出现在冬季，低气温使得钢材性能下降，两种因素叠加最终导致杆塔超出设计负荷发生倒塔事故，部分基础可能出现下沉现象。由于覆冰导致的弧垂增大也可能引起对地闪络事故。

2，不均匀脱冰引起的事故

不均匀脱冰会使得导地线发生跳跃，从而引起导线张力瞬间增大发生金具断裂、倒塔等力学性能事故。导地线跳跃又可能会造成导线与导线间、导线与地线间的碰撞或闪络，导致线路跳闸。

3，绝缘子冰闪事故

绝缘子串覆冰过厚会减小爬电距离，使冰闪电压降低。严重时，绝缘子串会完全形成冰柱，绝缘子串爬距大大减小，且融冰时，冰柱表面沿串形成贯通型水膜，耐压水平降低，导致沿冰柱贯通性闪络。

五、有待解决的问题

就目前的电力发展形势而言，虽已经有了一些适宜的措施，但是很多措施只是通过相关的数据进行电脑构图的探讨，并没有进行实际的操作。而且模拟的措施与实际的运用有一定的差距，因此要将还未落实到实际中的措施运用到实际中，不能用数据来进行推算，防止发生后续问题。

六，覆冰事故的预防措施：

4，防雪环或防冰环：

防雪环即是与导线外径相等的金属扣环，利用弧垂和防雪环，使雪在防雪环上径向堆积一定量时，在风和导线自振时脱落。

1）机械除冰

利用冰镐、破冰机或铁链在导线上破冰，清除导线积雪。但此方法难度大，在国内并未广泛使用。

2）化学涂料防冰

在导线表面涂憎水涂料降低冰的附着力。

3）特殊导线防冰

复合导线防冰②耐热导线防冰③低居里磁热线防冰④不覆冰导线⑤采用铝包钢绞线作导线

4）融冰技术

短路电流融冰②带负荷融冰③增加负荷融冰④在覆冰线路上附加直流装置溶冰⑤附加电流脉冲

七，结语

综上所述，本文就覆冰导线出现舞动的原因和防止出现舞动的措施进行了探讨，但是探讨的结果发现输电导线不仅仅是关系着电力系统的运行，更关系到整个民生，因此对于输电导线中存在的严重问题就必须解决。在实际操作中更应该从覆冰导线的舞动预防开始，做好地域数据分析、做好前期防舞动装置，这样才能从根本上最便捷的避免舞动的产生。

参考文献：

[1]李路，李昊阳.输电导线舞动在线监测[J].中小企业管理与科技（上旬刊）.2014（04）

[2]李光辉.电力系统防冻融冰问题的分析及对策[J].大众用电，2007，

[3]李晓东.综述输电线路运行故障及措施[J].经营管理者.2014（27）

（编辑：东北亚）

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