输电线路除(融)冰技术探析的论文

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1、输电线路除(融)冰技术探析的论文作者: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1

2、5.3万公里;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。

3、.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。  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

4、/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

5、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,

6、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

7、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

8、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年代于参考文献[3][4]中提出的。目前讨论较多的热力除冰技术有:高压直流电流除冰技术[5]、交流电流除冰技术[6]、利用高频高电压激励产生的介电损失除冰技术[7]等。典型应用有:1987年日本研制的电阻性铁磁线、1988年由武汉高压研究所研制的低居里磁热线(这种材料在温度<0℃时,

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