输电线路除（融）冰技术探析

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1、输电线路除（融）冰技术探析作者：王振玉;高中楷;任伟霞　　摘要:本文主要分析了影响输电线路覆冰的因素及其危害，并系统介绍了除(融)冰技术的发展现状，提出了输电线路除(融)冰技术拓展应用研究的新思路。　　关键词:输电线路；除(融)冰技术；探析　　　　2008年1月中旬至2月初，受大面积降雪和冻雨天气影响，我国南方地区遭遇大范围降雨、雪天气，经历了有气象记录以来最严重的持续低温雨雪冰冻灾害。据统计：国家电网公司系统由于覆冰造成高压线路杆塔倒塌17.2万基，受损1.2万基；低压线路倒塔断杆51.9万基，受损15.3万公里；各级电压等级线路停运15.3万条，变电站停运884座。南方

2、电网公司系统杆塔损毁12万多基，受损线路7000多条，变电站停运859座。此次冰灾持续时间长、影响范围广、覆冰强度高、危害巨大实属历史罕见。这次冰灾的直接原因是大范围长时间低温、雨雪冰冻气候所致。那么，如何利用先进的科学技术快速、安全、高效地清除输电线路上的覆冰，是摆在我们面前的一个重要的研究课题。　　　　1.影响输电线路覆冰的因素　　　　1.1气象因素　　输电线路覆冰主要发生在11月至次年3月间，尤其在入冬和倒春寒时覆冰发生的频率最高。当温度低于０℃时，大气中的小水滴将发生过冷却，气流中过冷却水滴与处于过冷却水滴包围的输电线路导线发生碰撞，并冻结在导线表面而形成覆冰。　　

3、1.2海拔高程因素　　就同一个地区来说，一般海拔高程愈高，愈易覆冰，覆冰也愈厚，且多为雾凇；海拔高程较低处，其冰厚虽较薄，但多为雨凇或混合冻结。　　1.3线路走向及悬挂高度因素　　东西走向的导线覆冰普遍较南北走向的导线覆冰严重。因为冬季覆冰天气大多为北风或西北风，因此，在严重覆冰地段选择线路走廊时，应尽量避免导线呈东西走向。　　1.4导线直径因素　　在常见的小于或等于８m/s的风速下，直径小于或等于4cm的导线，相对较粗的导线的单位长度覆冰量比相对较细的导线重；对于直径大于4cm的导线，单位长度覆冰重量反比较细的导线轻；在大于8m/s的较大风速下，对于任何直径的导线，导线越

4、粗覆冰越重，但覆冰厚度随导线直径的增加而减小。　　1.5导线表面电场因素　　现场观测及试验研究表明，电场强度较小时导线覆冰量、冰厚及密度随电场强度增加而增加，可当电场足够高时，带电导线的覆冰比不带电导线覆冰少很多，覆冰量与电压极性有明显关系；此外，在强电场作用下，导线覆冰的密度也较无电场时小。　　　　2.输电线路覆冰的危害　　　　2.1过负载危害　　过负载危害，即导线覆冰超过设计抗冰厚度(覆冰后质量、风压面积增加)而导致的事故。机械事故包括：金具损坏、导线断股、杆塔损折、绝缘子串翻转、撞裂等；电气事故，是指覆冰使线路弧垂增大从而造成闪络和烧伤、烧断导线等。　　2.2不均匀覆

5、冰或不同期脱冰危害　　相邻档的不均匀覆冰或线路不同期脱冰会产生张力差，导致导线缩颈或断裂、绝缘子损伤或破裂、杆塔横担扭转或变形、导线和绝缘子闪络及导线电气间隙减少而发生闪络等。　　2.3覆冰导线舞动危害　　导线有覆冰且为非对称覆冰(迎风侧厚，背风侧薄)时，线路易发生舞动；大截面导线比小截面导线易舞动，分裂导线比单导线易舞动；0℃时导线张力低至20～80N/mm2易发生舞动。导线舞动的运动轨迹顺线路方向看近似椭圆形，由于舞动的幅度大，持续时间长，轻则引起相间闪络，损坏地线、导线、金具等部件，重则导致线路跳闸停电、断线倒塔等严重事故。　　2.4绝缘子冰闪危害　　覆冰改变了绝缘子

6、的电场分布，覆冰中含有污秽等导电杂质时更易造成冰闪。据统计，2003年我国500kV线路非计划停运原因中冰闪约占23%，在外力破坏类原因中居第二位。2004年10月到2005年1月我国华中地区连续发生了多起恶性覆冰闪络事故。1963年11月美国西海岸一条345kV线路发生绝缘子串覆冰闪络，在恢复送电3～4min内，覆冰绝缘子由微弱放电迅速发展到全面闪络。1988年加拿大魁北克省安那迪变电站连续发生6次绝缘子闪络事故，造成该省大部分地区停电。　　　　3.除(融)冰技术发展现状及应用　　　　目前，国内外对除冰技术的开发相当重视，提出了30余种除冰技术。根据工作原理，这些除冰技术

7、可归纳为以下四类:热力除（融）冰法、机械除冰法、自然被动除冰法和其它除冰方法。　　3.1热力除（融）冰法　　热力除（融）冰法是利用附加热源或者自身发热，使冰雪在导线上无法积覆，或使已经积覆的冰雪熔化。该策略是在20世纪30年代于参考　　（4）有潜力并期望在中短期内得到突破的是:电磁脉冲法和“ADHOC”法。为确保每次冰害后使用这种技术的操作人员的安全，“ADHOC”法需制定标准的使用规则。　　4.2拓展应用研究的思路　　4.2.1从输电线路的物理、电气特性出发，加强热力除冰技术的理论研究。如：研究导线覆冰厚度与融冰