输电线路覆冰原因分析及对策研究

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1、第l2卷(20l0年第6期)电力安全技术Z输电线路爱冰原因分折&时策研究赵芳良，马芳(天水超高压输变电公司，甘肃天水741000)[摘要]覆冰是造成输电线路倒塔断线的重要原因。分析了输电线路覆冰对电网的危害性，阐述了导线覆冰的形成机理、过程、分类及造成冰害故障的类型及特点，从设计及运行的角度提出了加强和改善输电线路抗冰冻能力的具体措施，指出应该采取“避、抗、溶、改、防”的方针来综合治理输电线路覆冰问题带来的危害。[关键词]输电线路；覆冰；气候；原因分析输电线路覆冰是影响电网安全稳定运行的重要风速为3m／s～l5

2、m／s时，如果遇大雾或毛毛雨天因素。输电线路覆冰，会导致杆塔荷载过大，导线弧气，首先将在输电线路导线上形成雨凇。这NeOn果垂变大，脱冰时导地线发生跳跃等现象。近几年来，气温再升高，雨凇则开始融化；如果天气继续转睛，大面积覆冰事故在全国各地时有发生，输电线路覆则覆冰过程就停止。这时如果天气骤然变冷，出现冰导致跳闸及倒塔的事故越来越严重。雨、雪天气，冻雨和雪则在粘结强度较高的雨凇面上迅速增长，形成较厚的冰层；如果温度继续下降1线路覆冰的形成机理至一l5℃～一8℃，原有冰层外则积覆雾凇。在这样线路覆冰首先是由气象条

3、件决定的，是受温一个过程中，出现多次晴、冷变化天气后，短暂的度、湿度、冷暖空气对流、环流以及风等因素影响融化加强了冰的密度，往复发展最终形成雾凇和雨的综合物理现象。云中或雾中的水滴在0℃或更低凇交替重叠的混合冻结物，即混合凇。温度时与输电线路导线表面碰撞并冻结时，覆冰现3线路覆冰的分类象就产生了。导线表面发生覆冰现象必须满足以下基本条件：大气中有足够的过冷却水滴，过冷却水线路覆冰是受微气象、微地形及温度、湿度、冷滴与导线接触，过冷却水滴立即冻结在导线表面。暖空气对流、环流以及风等因素影响的综合物理现象。按照线路

4、覆冰的表面外观特性分类，可分为：雨2线路覆冰的形成过程凇、粒状雾凇、晶状雾凇、湿雪、混合淞。它们的在严冬或初春季节，当气温下降至5℃～O~C，特性见表1。表1导线覆冰类型及特性按冰的形成机理，覆冰可分为降水覆冰、云中即空气温度、风速风向、空气中或云中过冷却水滴覆冰、凝华覆冰。其中，降水覆冰多产生雨凇，云直径以及空气中液态水含量。这4种因素的不同组中覆冰多产生雾凇，而凝华覆冰则多产生晶状雾凇。合确定了线路覆冰类型。输电线路导线表面产生覆冰，必须达到以下气象条件：①气温及导线表面温4线路覆冰的必要条件度达到0℃以下

5、；②空气相对湿度在85％以上；4．1气象因素的影响③风速大于1m／s。影响输电线路导线覆冰的气象因素主要有4种，上述4种因素中，风在线路覆冰过程中起着重一一Z电力安全技术第12卷(2010年第6期)要的作用。风将云和水滴吹送至输电线路，过冷却路轴线基本平行，单位时间与单位面积内输送到线水滴与线路导线相碰撞后被导线捕获，使导线表面路上的水滴及雾粒较少，覆冰睛况相对较轻；线路加速产生覆冰。除了风速的大小对覆冰有影响外，为东西走向时，风向与线路约成90。的夹角，单位风向也是影响线路覆冰的重要参数之一。风向与线时间与单

6、位面积内输送到线路上的水滴及雾滴较多，路导线平行以及与导线的夹角小于45。或大于l50。使导线覆冰较为严重。因此，在严重覆冰地段选择时，覆冰较轻；风向与导线垂直以及与导线的夹角线路走廊时，应尽量避免导线东西走向。东西走向大于45。且小于150。时，覆冰比较严重。同时，风的导线不仅覆冰严重，而且线路上容易产生不均匀向还会对覆冰形状产生影响，当风向与导线垂直时，覆冰，可能会诱发覆冰舞动。结冰会先在迎风面上生成，产生不均匀覆冰，可能4．6输电线路导线本身的影响会诱发覆冰舞动；而当风向与导线平行时，则容易导线本身条件包

7、括导线的直径、刚度以及通过产生均匀覆冰。的电流大小等。4．2季节的影响4．6．1导线刚度输电线路导线覆冰主要发生在每年11月至次年导线覆冰时往往总是在迎风面上先出现扇形或3月之间，尤其在入冬和倒舂寒时发生的概率最高。新月形积冰，产生偏心荷重，迫使导线扭转，让导1月、12月几乎是所有重覆冰地区平均气温最低的线未覆冰或覆冰较少的表面对准风向，继续覆冰。月份，但湿度相对较小；而在l1月、2月底至3月导线的刚度大小决定其抗扭转的性能，刚度愈小，初，由于湿度较高，虽然平均温度相对1月、12月在扭矩作用下，导线的扭转愈大，

8、覆冰将进一步增较高，但导线覆冰情况较这2个月份更为严重。加。4．3高度的影响4．6．2导线直径4．3．1海拔高度的影响导线的直径影响着过冷却水滴能够达到导线表就同一地区来说，一般海拔高度越高，越易覆面的有效空气层的厚度。在常见风速(8m／s)以下，冰，覆冰也越厚，且多为雾凇；海拔高度较低处，覆对直径40mm以下的导线，较粗的导线覆冰量重于冰厚度较薄，多为雨凇或混合凇。这是由于近地层内较