本文選自國家級期刊《電源技術(shù)應(yīng)用》，《電源技術(shù)應(yīng)用》創(chuàng)刊于1998年4月，由國務(wù)院副總理曾培炎題寫刊名，中國電源學(xué)會、陜西省電源學(xué)會聯(lián)合主辦，是電源行業(yè)第一本面向應(yīng)用、具有較強學(xué)術(shù) 性、實用性和信息性的中級技術(shù)刊物。10年來一直堅持“致力于電源科技的發(fā)展進步，開展學(xué)術(shù)交流，傳播業(yè)界信息，推廣名優(yōu)產(chǎn)品”的辦刊宗旨，依托中國電源 學(xué)會的行業(yè)優(yōu)勢，立足電源領(lǐng)域，跟蹤報道業(yè)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)、管理理念以及最新的業(yè)界信息，在目標(biāo)讀者群中確立了獨有特色、與眾不同的媒體形象，成為電源行業(yè)領(lǐng) 域知名的品牌期刊。

　　摘要：當(dāng)架空輸配電線路冰雪過多,線路導(dǎo)線、避雷線上出現(xiàn)嚴(yán)重覆冰時,首先是加重導(dǎo)線和桿塔的機械負(fù)荷,使導(dǎo)線弧垂過分增大,從而造成混線或斷線;當(dāng)導(dǎo)線、避雷線上的覆冰脫落時,又會使導(dǎo)線、避雷線發(fā)生跳躍現(xiàn)象,因而引起混線事故。此外,由于瓷瓶或橫擔(dān)上積聚冰雪過多,進而引起絕緣子的閃絡(luò)事故。本文對輸配電線路覆冰及其消除措施進行了研究。

　　關(guān)鍵詞：輸配電,線路,覆冰

　　前言：

　　覆冰是一種分布廣泛的自然現(xiàn)象，尤其霧凇是一種美麗的自然景觀。但對于輸電線路，嚴(yán)重的覆冰則有可能導(dǎo)致故障，甚至?xí)�引發(fā)大面積停電等災(zāi)難性事故。自20世紀(jì)50年代開始，加拿大、美國等覆冰嚴(yán)重的國家相繼對輸電線路覆冰進行了觀測和研究。我國也是世界上覆冰嚴(yán)重的國家之一，長期以來，輸電線路工作者一直為解決覆冰問題進行不懈的探索，并獲得了許多重要的工作成果。1976年，在全國首次重冰線路設(shè)計運行經(jīng)驗交流會議上，提出了“避、抗、熔、改、防”五字方針，成為輸電線路抗冰的主要技術(shù)原則。隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的快速擴大，近50多年來，大面積冰害事故在全國各地時有發(fā)生，尤其2008年12月，我國南方電網(wǎng)出現(xiàn)了持續(xù)較長時間的大范圍雨雪冰凍天氣，造成1252條110500kV線路倒塔7377基、受損3092基，13888條1035kV線路故障停運，給當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娚�活和國民�?jīng)濟發(fā)展帶來嚴(yán)重影響。加強和改善輸配電線路安全、可靠運行，降低輸配電線路事故率，關(guān)系到電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和供電可靠性,關(guān)系到社會經(jīng)濟的發(fā)展和電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。由于架空線路分布很廣,又長期處于露天之下運行,所以經(jīng)常會受到周圍環(huán)境和大自然變化的影響,從而使架空線路在運行中會發(fā)生各種各樣的故障。據(jù)歷年運行情況統(tǒng)計,在各種故障中多屬于季節(jié)性故障。

　　1架空線路覆冰的原因

　　架空線路的覆冰是在初冬和初春時節(jié)(氣溫在-5℃左右),或者是在降雪或雨雪交加的天氣里,在架空線路的導(dǎo)線、避雷線、絕緣子串等處均會有冰、霜和濕雪混合形成曲冰層。這是一層結(jié)實而又緊密的透明或半透明的冰層,形成冠冰層的原因,是由于在自然界物體上附著水滴,當(dāng)氣溫下降時,這些水滴便凝結(jié)成冰,而且越結(jié)越厚。

　　有時,也會在導(dǎo)線表面上結(jié)上一層白霜,呈冰渣性質(zhì),其重量比堅實的覆冰輕得多,但其厚度卻大得多。一般當(dāng)空氣中有大量水分且有微風(fēng)時,最易形成笛。

　　在濕雪降落時,濕雷一方面粘在導(dǎo)線上,同時又會浸透正在結(jié)冰的木,使冰層越來越厚,最厚可達10cm以上。

　　當(dāng)風(fēng)向與線路平行時,覆冰的斷面里橢圓形;當(dāng)風(fēng)向與線路垂直時,覆冰的斷面呈扇形,即在導(dǎo)線的一個側(cè)面;當(dāng)無風(fēng)時,覆冰則是均勻的一層。

　　此外,覆冰還與線路走向有關(guān),在冷、熱空氣的交匯處經(jīng)過的線路,覆冰就更嚴(yán)重。覆冰在導(dǎo)線或絕緣子上停留的時間也是不同的,達主要決定于氣溫的高低和風(fēng)力的大小,短則幾小時,長則達幾天。

　　2因覆冰而發(fā)生的事故

　　導(dǎo)線和避雷線的覆冰有時是很厚的,嚴(yán)重時會超過設(shè)計線路時所規(guī)定荷重。如果導(dǎo)線、避雷線發(fā)生覆冰時還伴著強風(fēng),其荷重更要增加,這可能引起導(dǎo)線或避雷線斷線,使金具和絕緣子串破壞,甚至使桿塔損壞。尤其是扇形覆冰,它能使導(dǎo)線發(fā)生扭轉(zhuǎn),所以對金具和絕緣子串威脅最大。常見的線路覆冰事故有以下幾種:

　　1)桿塔因覆冰而損壞

　　一般是由于直線桿塔某一例導(dǎo)線斷線所造成的。此時,由于帶覆冰的導(dǎo)線在該桿塔的另一側(cè)形成較大的張力,使桿塔受到過大的荷重,故造成倒桿或倒塔事故;

　　2)導(dǎo)線覆冰事故

　　如果導(dǎo)線在桿塔上是垂直排列的,當(dāng)導(dǎo)線和避雷線上的覆冰有局部脫落時,因各導(dǎo)線的荷重不均勻,會使導(dǎo)線發(fā)全跳躍現(xiàn)象,從而使導(dǎo)線發(fā)生碰撞,造成短路故障;

　　3)線路各檔距覆冰不均引起事故

　　由于線路各檔距內(nèi)的覆冰不均等原因,會使各檔距內(nèi)的弧垂發(fā)生很大變化。有嚴(yán)重覆冰的檔距內(nèi)的導(dǎo)線荷重很大,特使導(dǎo)線嚴(yán)重下垂,以致有時使導(dǎo)線離地面距離減小到十分危險的程度,因而發(fā)生事故;

　　4)絕緣子串覆冰事故

　　雖然絕緣子上冰層厚度所增加的重量不大,但卻降低了絕緣子串的絕緣水平,會引起閃絡(luò)接地事故,甚至燒壞絕緣子,其后果也很嚴(yán)重。

　　3覆冰的防止和消除措施

　　為了防止覆冰所引起的故障,設(shè)計桿塔時,應(yīng)考慮由于覆冰所形成的外加荷重。對經(jīng)常發(fā)生嚴(yán)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(dǎo)線張力較小。為了避免碰線,導(dǎo)線應(yīng)采用水平排列的布置方法并應(yīng)適當(dāng)?shù)丶哟髮?dǎo)線和避雷線之間的距離。

　　選擇線路路徑時,應(yīng)注意避開冷、熱空氣的交匯處。但是在覆冰特別嚴(yán)重的地區(qū),上述措施還是不夠的,覆冰仍可引起破壞線路的事故。因此,在運行中必須觀察導(dǎo)線上產(chǎn)生理冰的情況,并采取適當(dāng)?shù)拇胧┯枰韵�除。消除�?dǎo)線上的覆冰,有電流熔解法和機械打落法。

　　3.1電流熔解法

　　這種方法,主要是加大負(fù)荷電流或用短路電流來加熱導(dǎo)線使覆冰熔解落地,達到除冰的目的。具體做法有以下3種:用改變電力網(wǎng)的運行方式來增大線路負(fù)荷電流;將線路與系統(tǒng)斷開,并將線路的一端三相短路起來,另一端用特設(shè)的變壓器或發(fā)電機來供給短路電流。

　　當(dāng)采用增大線路負(fù)荷電流來加熱導(dǎo)線的做法時,應(yīng)在覆冰開始形成的初期即加大負(fù)荷電流,作為預(yù)防措施。但是這種辦法會使線路的電壓降低、增大電能損耗,所以不能長期使用。當(dāng)用短路法來熔化覆冰時,則應(yīng)根據(jù)線路長度,導(dǎo)線的截面和材料,淮備好必要的設(shè)備,其容量應(yīng)事先計算好,使之能夠滿足熔冰的要求。

　　在進行熔冰以前,應(yīng)注意檢查長時間通過短路電流的系統(tǒng)結(jié)線和設(shè)備。用短路電流熔冰時最好不要使用發(fā)電廠和變電所的接地網(wǎng),而采用單獨的接地裝置,以免發(fā)生危險。用短路電流镕冰時,還應(yīng)派人到線路上去觀察覆冰的熔化過程,當(dāng)覆冰已開始從導(dǎo)線上脫落時,應(yīng)立即切斷熔冰電流,否則時間一長,會使導(dǎo)線過熱,特別應(yīng)注意導(dǎo)線的連接處。在一般的設(shè)備條件下,電流熔冰法是很難實現(xiàn)的,因此,除了在重冰區(qū)外,其實用價值不大。

　　3.2機械除冰法

　　機械除冰主要采用下列幾種做法:

　　1)從地面上向?qū)Ь�或避雷線拋擲短木棍,打碎覆冰,使之脫落。也可以用木桿或竹竿進行放抓使覆冰脫落。如果線路停電困難也可用絕緣桿來敲打覆冰;

　　2)用木制套圈套在導(dǎo)線上,并用繩子順著導(dǎo)線拉,便可消除覆冰;

　　3)用滑車式除冰器來除冰。

　　總之,機械除冰法是比較原始的,除冰器的樣式各地區(qū)也都不相同,其種類很多。機械除冰法主要缺點是,必須停電進行,費時、費力。采用機械除冰法時,必須保證導(dǎo)線和避雷線不發(fā)生任何機械損壞。

　　4結(jié)束語

　　輸配電線路覆冰是一種嚴(yán)重的自然災(zāi)害,可引發(fā)輸電線路過荷載、導(dǎo)線舞動、絕緣子串閃絡(luò)等事故,嚴(yán)重危害電力系統(tǒng)的安全運行，本文總結(jié)和分析了國內(nèi)外輸電線路典型覆冰事故、架空線路覆冰的原因，覆冰的防止和消除措施。以期為輸配電電路的覆冰的現(xiàn)象實現(xiàn)有效控制。

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