覆冰导线脱冰国内外研究简述
输电线路导线覆冰的国内外研究现状
输电线路导线覆冰的国内外研究现状摘要：架空线路是把发电厂变电站及用电设备连接起来，起着输送、分配电能的作用，因此架空线路是电力网的重要组成部分。
由于其暴露在野外，长期受到风吹日晒、严冬酷暑、污秽侵袭、雷电冲击及外部环境的影响，随时可能导致线路故障，影响安全用电。
严重时将会导致大面积停电事故。
架空配电线路点多、面广、线长，运行环境差，绝缘水平低，外界因素的作用和气候的干变万化易对线路的安全运行造成影响。
本文分析了国内外线路覆冰问题的现状，并提出了相关的解决方案。
关键词：输电线路；覆冰；国内外研究状况1覆冰问题形成原因以及影响因素1.1物理过程分析了解高压输电线路覆冰情况，会发现温度、湿度、风速是其中的关键因素。
当三者达到标准之后，就会在线路上出现覆冰问题。
调查研究表明，气温在0℃以下，且空气之中的水分含量高于80%，且风速要大于1m/s，符合覆冰的情况。
在冬季或者春季，气温相对较低，其风速较快，如果遇到小雨、大雾等气候，水滴量大，且周围气温较高，那么水滴散发的速度就相对较低，在输电线路周围可能会出现雨凇问题。
在降雨之后，气温突然下降，或者雨雪天气交加，那么雪水和冻雨，就会粘在雨凇表面，而且厚度也明显增加。
在形成过程中多次出现晴冷的情形，出现混合凇，提升了线路覆冰的概率。
1.2影响因素在大气环境之中，水分在0℃基本就会出现冷却的情形，被冷却水包裹的输电线路，如果与其他冷却水滴粘结，或者与其他冷却水滴相互碰撞，就会导致线路表面覆冰。
在同一地区，海拔的高低也会影响覆冰的速度。
如果高压线路的海拔较高，那么在水分、温度的影响之下，出现覆冰问题的概率增加。
如果是海拔较低的区域，那么覆冰的概率相对较低。
在每个地区，都会出现一个特定的起始结冰的高度，这便是凝结高度。
在输电线路之中，输电导线出现覆冰的问题，还会受制于山脉的走向、风口等条件。
输电导线覆冰量的大小，与电场的强度有密切联系。
如果电场强度较小，出现电场强度增发的情形，那么导线覆冰量明显提升，电场强度增大，不带电的覆冰量相对于带电导线覆冰量也会比较大。
电力系统输电线路抗冰除冰技术研究进展综述
电力系统输电线路抗冰除冰技术研究进展综述摘要：电力系统输电线路出现覆冰以后，不仅会影响整个电力系统运行维护工作，严重的还会导致线路短路，电缆弯曲，或者是断线倒塔等现象，因此，为保障整个电力输电线路的正常稳定运行，就应当充分了解掌握影响输电线路覆冰的主要因素，并准确分析输电线路覆冰的危害，不断的研究抗冰除冰的技术，研究出提高抗冰防并的技术措施，从而有效的保障整个电网运行的安全性。
关键词:输电线路；覆冰；抗冰除冰；技术一影响输电线路出现冰灾的因素1.1海拔因素一般条件相同的地区，海拔越高就越容易结冰，导线覆冰也相对较厚，并且雾凇比较多。
对于海拔较低区域，虽然导线上的冰厚比较薄，但大多数是雨凇或者是混合冻结。
1.2气象因素通常输电线路主要是发生在每年的11月份到次年的3月份期间，在入冬和春寒时线路出现冰灾的频率比较高。
当外界气温低于0度时，大气环境中的小水滴会出现冷却现象，气流中过冷却水滴和处于过冷却水滴包围的输电线路导线发生碰撞，并且会在导线的表面冻结形成覆冰，从而影响正常的电力输送运行。
1.3线路走向因素通常东西方向的导线的覆冰要比南北走向的导线覆冰严重。
这是因为冬季的覆冰天气一般都是北风或者是西北风。
所以，咋进行线路敷设时，应当避免导线呈东西走向，降低导线覆冰现象。
1.4电场强度因素经过大部分的现场观测以及试验表明，当电场强度比较小时，导线覆冰量以及覆冰厚度和密度会随着电厂的强度增加而增加；当电厂强度较大时，带电导线的覆冰就比不带电导线的覆冰少很多，并且覆冰量和电压的极性有很明显的关系。
二输电线路冰灾的危害2.1过负载的危害过负载危害，即导线覆冰超过设计抗冰厚度而导致的事故。
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。
导线覆冰预测研究综述
运行与维护80丨电力系统装备 2020.19Operation And Maintenance电力系统装备Electric Power System Equipment2020年第19期2020 No.19导线覆冰是空气中的水分在接触温度低于0 ℃或者以下的导线时发生凝结的产物。
这里空气中的水分包含了固态的冰雪、气态的水、液态的降水（空气中过饱和析出的部分水）。
导线覆冰预测是防冰抗冰工作的开展的指导性研究。
防冰抗冰工作的预案建立在覆冰预测的的基础上，可将防冰抗冰预警时间大大提前，为防冰抗冰工作争取更多的时间。
2008年，我国的电网安全建设工作遭遇了前所未有的危机。
远超历史记录的覆冰灾害，对我国的各个方面都造成了巨大的损失，暴露出我国对于覆冰灾害的预警工作还有许多不完善的地方。
针对线路覆冰原理、计算模型等方面很多学者进行了大量研究，并基于此研究成果继续开展预测预报技术工作。
但是各种覆冰预测模型也由于其自身理论的局限有着各自的不足之处。
本文主要对线路覆冰预测预报方面进行详细综述，对目前已经形成的理论体系进行梳理归纳，同时指出今后针对线路覆冰预测方面的主要的工作重点。
1 导线覆冰预测方法的发展历程国外20世纪50年代开始出现关于导线覆冰的早期半经验模型（统计模型），如Imai （1953年）认为导线覆冰主要与空气温度有关，建立了覆冰与风速温度以及累计时间的关系模型[1]。
Lenhard （1955年）认为覆冰主要与降水量有关，忽略了风速温度湿度等的影响建立了简单的雨凇冰重模型[2]。
此后人们在统计模型研究中不断引入物理机理，研究的重点逐步从统计模型向着机理模型转变。
这种研究状态一直持续至1984年。
芬兰的Makkonen （1984年）建立了均匀圆柱雾凇覆冰模型，其考虑了雾凇覆冰过程的主要物理机理[3]。
Makkonen 模型的提出标志着机理模型的研究走向成熟。
1984年之后，我国的科研学者也投入到了导线覆冰研究领域中，也取得了一些适合我国覆冰易发区域的研究成果[4-10]。
输电线路覆冰危害及防冰除冰技术分析
输电线路覆冰危害及防冰除冰技术分析摘要:输电线路覆冰不仅会对运行及维护工作产生影响，如果不及时解决，严重时还会导致重大事件事故的发生，比如发生短路、绝缘子闪络、断线倒塔等。
当前，我国对覆冰厚度的设计取值范围还不够全面，正是很多气象台站关于输电线路覆冰厚度的资料不够，所以大部分都只是根据现场调查为主，这还有太多的不确定性。
输电线路覆冰的伤害持续时间会比较长、而且发生频率较高、所占的面积也很广、影响非常大，已经严重威胁电网的安全以及稳定运行。
关键词:输电线路；覆冰危害；防冰除冰技术如今，输电线路导线覆冰已经严重影响着电网的安全稳定运行，为导线覆冰现象的发生，必须要采取有效的防范措施。
正常而言，应该尽可能的避开覆冰严重的地区以及考虑避开不利地形，也就是绕开覆冰严重之地，更要在阶段采取有效的措施，防止输电线路冰害事故的发生。
拉线时，尽可能避免横跨垭口、水库等容易覆冰的地方和线路应该往较为平坦的地形走线，翻过山岭时要考虑档距大、高度差的问题，沿山岭通过时，为了达到减少覆冰情况和覆冰程度变小的目的，尽量不要把转角点安札在开阔的山脊上，而且角度要合适。
一、输电线路覆冰危害以及意义输电线路覆冰是我国电力系统中比较严重的自然灾害之一，经常导致输电线和杆塔的机械性能和电气性能被破坏，电网大面积停电的恶劣后果。
覆冰事故严重地威胁了我国电网电力系统的运行安全，解决线路覆冰是一个迫在眉睫的问题。
输电线路覆冰之后，对电力系统有十分严重的危害，其中最常见的为以下4种。
（1）过负载的危害，（2）不同期脱冰或者不均匀覆冰的危害，（3）覆冰导线舞动的危害，（4）绝缘子冰闪的危害二、输电线路覆冰主要融冰方法1 .线路覆冰输电线路覆冰的危害很大，很容易对电网产生不可逆的后果，所以国内外学者对输电线路导线与绝缘子的覆冰特性和机理的研究从未间断过，也有了许多的成果，目前常用的除冰方法有4类：1.1热力除冰法通过加大导线电流，如使覆冰导线断路，来提高导线温度，从而使坚冰融化的方法称为热力除冰法。
输电线路导线覆冰的国内外研究现状
输电线路导线覆冰的国内外研究现状作者：杜明经来源：《中国科技博览》2019年第07期[摘要]输电线路是保障电力安全生产的关键，然而由于天气原因输电线路常出现导线覆冰现象，不利于电力网络的安全稳定运行。
本文首先分析了输电线路出现导线覆冰的原因及带来的危害，之后分别分析了输电线路导线覆冰的国内和国外的研究现状，并介绍了国内外解决输电线路导线覆冰常用的方法。
[关键词]输电线路；导线覆冰；破冰；激光除冰中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0130-01引言电力系统是由发—输—变—配—用等环节组成，其中输配电线路是电能量传输的关键设施，当输配电线路出现故障时，将直接导致电力生产的中断。
由于季节气候等因素的影响，尤其是在北方冬季天气较为寒冷时期，输电线路常发生导线覆冰现象[1]，给电力的安全生产和电力系统的安全稳定运行带来严重的安全隐患。
配电线路的电压等级较低，且很多配电线路都采用电缆线路，发生覆冰现象的影响范围也不广，故本文主要探讨输电线路覆冰的原因及危害，以及国内外的相关研究现状。
1 输电线路覆冰的原因及危害输电线路可将处于不同地区的变电站相互连接起来，而变电站常处于较为偏远的地区，故输电线路常需要跨越高山等较为偏僻的地方，所需的线路长度一般也很长，从几十公里至几百公里不等[2]。
然而，由于冬季天气原因，以及降雨降雪等因素的影响，输电线路不可避免出现导线覆冰现象。
输电线路一般都较长，当导线出现导线覆冰现象后，将增加导线的重量，增大线路铁塔的荷载，若此时再发生线路舞动现象，将很可能导致线路铁塔倒塌，线路供电中断，带来巨大的电力设施经济损失。
例如2008年我国出现的特大雨雪冰冻灾害，导致大量的输电线路铁塔倒塌，造成南方地区大面积停电，严重影响了居民的正常生活用电，给我国带来巨大的经济损失。
为此，有必要深入研究输电线路导线破冰的方法，本文系统分析总结了国内外对输电线路导线破冰的方法，为实际的电力生产提供了参加依据和方法选择。
覆冰导线风动脱冰研究
Ｍｙ ２ ０ ｏ ２ ａ
覆 冰 导 线 风 动 脱 冰 研 究
周 迪 ，黄 素逸
（ 中科 技 大学 能 源 学 院 ， 北 武援 华 期 ４０７ ） ３０ ３
摘 要 ： 用半椭 圆雾 讲覆 冰模型对导缱在风力 作用下的机械脱冰机理进行 丁分析研究 ， 了最大 剪切力及最大 盛 获得
能、 能 ． 得 导线 向上跳跃 ， 位 使 造成 导 、 线间 闪烙 或 地 短路 ， 伤 导 线 ．９ ４年 ２月 ， 川 西 昌永 乐 山 的 烧 １８ 四 ２ ０ｋ ２ Ｖ南 九线 穿越高 海 拔 重覆 冰 的蓑 衣 岭 地段 。 据 实地观测 ， 生 了多起 困 导线 脱 冰 跳跃 引起 的 线 路 发
迪 （９５） 女 ． 南祝 寿 ＾ ． 中科 技 大 学 能 源学 院工 程 师 ， 士 ． 要 从 事 工程 热物 理 的 研 究 Ｉ６． ． 朝 华 学 主
维普资讯
第 １ 第 ２ ７卷 期
周 迪 等 ： 球 导线 风 动 脱 球 研 究 疆
跳 闸 事 故 Ｊ １．
收 稿 日期 ：Ｏ ｌ１． ：Ｏ 一 １ ２ ２ ｏ 基 金 项 目： 湖南 省 自然 科 学 基 垒 资助 项 目（９Ｉ ０８ ９Ｌ ０） Ｙ］ 作者俺舟： 周
张力差不 能平衡 而 导致 塔 杆顺 线 倒 塌 ； 如 导线 脱 又
冰而地线不脱 冰 ， 致导 线 弹性储 能变 为导 线 的动 导
覆 冰导线 在气温升 高 、 自然 风力 、 空气含 湿 或 或
量 降低 时会分 别产 生热 力 融 冰 、 械破 冰及 升 华 脱 机 冰现象 、 冰导 线在 自然力 作 用 下 的不 均匀 脱 冰 或 覆 不同期脱 冰 ． 但影 响导 线 以后 的再覆 冰过程 ， 不 而且 由于瞬 时拉力 的骤 变 。 还会 对 输 电线路 产 生危 害 很 大的机械 或 电气事故 ． 如相 邻档 导线不 同期 脱 冰 。 困
谈输电线路导线覆冰的研究现状
的水滴 与导线相撞 ，被导线所吸 附加速 覆冰的形成。分数与风 向共 同作用影响覆冰的形成，当含有大量水汽的风在一定风速的吹动下 撞向导线时 ，如果这时风 向与导线之间 的夹脚小于 四十五度或 者与 导线平行，覆冰形成 的可能性较小 ；如果风 向与 导线 的夹脚 小于四 前 言 十五度或处于垂直方 向，覆冰现象较为严重 ，而 且在 覆冰形成的过 自改革开放 以来的最近几十年 ，电力作为最重要 的动力 ，越来 程 中，风 向总是不断变化 的，总有 一些 时间的风 与导线成一定的夹 越成为国民经济 建设的重中之重，各行各业 、各个领域都 离不开 电 角 ，促使输 电线路导线覆冰的形成。 力的支持，电力系统成为 了国民经济发展 的基础性支柱性 的产业 ， （ ２ ） 地形与地理因素 。 在冬季 时候 ， 北方大部分地区温度极低 ， 由于甩 电量的逐年增大 ，各发 电集 团也在逐年增大 自己的发电量， 会 出现 大风 、大雪、霜冻 、低 温等一系列极端天气，给这些地区的 并且电量的运输也越来越趋于远程化 ，因此输 电线路的安全问题又 生产生 活带 来了极为不利 的影响，对输 电线路的影响尤为严重 ，在 成为了输 电安全 的核心 问题 。输 电线路在运输过程 中要 经受环 境、 东北 地 区这 种 现 象特 别 严 重 ， 输 电 线 路 导 线 覆 冰 直 径 能 达 到 二 十 毫 温度等因素的种种考验 。 米以上，这 种重量对输电线路导线来说是危害极大的 。而近几年 以 输 电线路所遇到 的故障中，季节性故障 占一大部分 ，输 电线路 来，南方 的冬天也是极为寒冷 ，２ ０ ０ ８年的雪灾令南方一些地 区的输 导线覆冰又是 引起季节性 故障的主 要原因，在初 冬或初春季节 ，或 电系统损失严重 ，因此，地形与地理因素对我 国大部分地 区都有着 者是 降雪 的时候 ，在输 电导线表面 会形成曲冰层 ，使导线的负重增 较 为 严 重 的 影 响 。 加 ，导致 断电甚 至电网瘫痪 故障的出现。在最近几年 ，我 国接连 出 ２输 电线路导线覆冰的防范措施和除冰技术 现 极 端 天 气 ，不 管是 冬 季 一 直 寒 冷 多 雨 的 中 原 地 区 还 是 近 两 年 屡 有 ２ ． １输 电线路导线覆冰的防范措施 雨雪的南方 ，输 电线 路导线覆冰都成了影响输 电线路安全 的最大隐 从 一 般 情 况 来 看 ，在 选 择 初 期阶 段 采 取措 施来 防 治 输 电线 路 导 患 ，因 此 我 国 也 加 快 了 对 输 电 线 路 导 线 覆 冰 的 研 究 ，探 究 防 治措 施 ， 线 覆 冰 是 很 效 果 的 。首 先 ，在 地 段 选 择 上 ， 要 尽 量 避 开 一 些 不 利 地 采用积极有效 的方案来避免和 防治冰 灾给输 电线路 带来 的危害 。 形 ，如 风 １ ： ３、 台地 垭 口 、水 库 等 ，或 者 选择 覆 冰 较 轻 的 地 段 来 减 小 １输电线路导线覆冰的分类和影响因素 伤 害 。输 电线 路 的建 设 应 该选 择 地 段 高 度差 不 大 的 地 方 ， 避 免 大 档 １ ． １输 电线路导线覆冰 的分类 。 距 、大 高 差 ，若 迫 不 得 己 要经 过 山 岭通 过 时 ， 也 要 沿 覆 冰 季 节 背 风 线 路 导线 覆 冰 按 照 形 成 方 式分 类 有 以 下 几种 方 式 。 向 阳而 走 线 ，并 且 不 能把 转角 点 架 设在 山 脊 的 开 阔 处 ，转 角 角 度 尽 （ １ ）雨凇 。雨凇是 由空气中的过冷却水滴 在导线的迎风 面形成 力减 小等 ，令覆冰概率和覆冰程度的得到最大程度 的降低 。 的覆冰 ，其光滑 、透 明、 ２ ． ２ 除 冰 技 术 清澈，他 的黏 附能力很 强，一且形成 以后 ，不管起始的厚度如 （ １ ）热力除冰 。 这 种除冰 方式是 利用外加 热源或 导线 自身的热 何 ， 如 遇 天 气 下 雪 或 环 境 不 好 ，覆 冰 厚 度 将 会 快 速增 加 ， 导 线 负 重 量来 提高导线温 度， 以达到覆冰的融化点 。我 国目前所运用 的技术 也 会 迅 速 增 加 ，又 雨 凇 形 成 的覆 冰 密度 较 大 ， 因 此其 产 生 的 机 械 负 是 使 用特 殊 的材 料 来制 作 导线 ， 现 在 最 多使 用 的是 低 居 里 铁 磁 材 料 ， 重 与 其 他 形 成 方 式 相 比是 最 大 的 ， 所 以 是对 导 线 对 电 路 系 统 的 破 坏 在温度小于零摄 氏度的时候，导线的磁滞损耗增加 ，导线表面 的温 力最大的，也是我们要重点防范的 。 度升高，这样就阻止了覆冰的产生和覆冰 的积 累，但 这种 方式的能 （ ２ ）雾 凇 。雾 凇现 象 ，即 水 汽 在 空 气 中 处 于 过 饱 和 状 态 ，当空 耗 很 大 ， 不 利 于 绿 色环 保 。 气温度 降低时 ，在 导线上会 附着饱 和析出的水结成的冰 ，形成 了结 （ ２ ）机 械 除 冰 。机 械 除 冰 有 着 其 他 方 式 没 有 的 优 点 ，他 成 本 低 晶，其密度与雨凇相 比要 小的多，所以又称软雾凇 ，这种原因形成 廉 ，能 耗 很 小 ，常 用 的 方 法 有 强 力 震 动 和 滑 轮 铲 刮法 ， 后 者 的 应 用 的导线覆冰吸 附力 小，对 线路造成的危害要远远小于 由于雨凇形成 范 围较 广 ，但 很 难 操 作 ，且 安 全 性 有 着 很大 的 漏洞 ： 强 力 震 动 法 对 的导 线 覆 冰 。 雾凇有一定作用 ，但是对雨凇的作用十分有限 。 （ ３ ）混合淞 。是雨凇和雾凇 混合作用 的结果，由此原因形成 的 （ ３ ）被动除冰。这种方法是借助风和其他 自然力令导线上的覆 覆 冰 密 度 比雨 凇 形 成 的覆 冰 密 度 小 ， 但 要 比雾 凇形 成 的覆 冰 密度 大 ， 冰 自然脱落 。这种方法简 单易行，只需在导线上安装平衡锤或阻雪 这 种 覆 冰 的 吸 附 能 力 也 处 于 两 者 中 间 ，危 害 程 度 也 是 中等 程 度 。 由 环 就 可 以 ，但 他 的缺 点 也 很 明 显 ， 它 会 使 导 线 不 同期 的 脱 冰 ，导 致 于 混 合 淞 形 成 的 覆 冰 比单 纯 雾 凇 形 成 的 覆 冰 坚 硬 ， 因此 又 称 为 硬雾 线 路 事 故 。 凇。 ３ 结 束 语 （ ４ ）积 雪。 自然界降雪过程形成 ，降雪 附着在线 路导线上，在 综上所 述，现在我 们对输电线路覆冰的起因和影响 因素分析 的 寒冷 的空气 下形成覆冰 。它又分为干雪和湿雪 ，干雪 的密度 小，吸 较为透彻 ，但现 在的除、防冰 技术普遍 能耗较大 ，效果欠佳 ，安全 附能力小，危害较小 ，湿雪 的密度稍大 ，多线路 的危 害相对 较大。 性不高，还 没有 一个相对 完美 的方案。今后的工作重点可 以放在建 但是，积雪原因形成 的覆冰十分常 见，尤其是近 两年 南方的降雪天 立导线覆冰 模型上，通过建设更准确的模型来研制更为节能有效 的 气增多，因此由于积雪原因形成的覆冰也是我们要十分注意的。 除 冰 装置 。 由其他原 因形成 的覆冰 由于 不太常见，且其危害主要集 中在对 参 考 文 献 ： 电晕 损 失 的 影 响 上 ，对 导 线 的危 害 较小 ， 所 以 我 们在 这 里 不 一 一 列 ［ １ ］ 杨 明． 冰冻雨雪再 袭技术装备确保 电网无 虞卟 中国工业报， ２ ０ １ ３ （ １ ） ．
电网输电线路覆冰故障分析报告
根据自治区气象局13个覆冰观测站电线积冰统计资料，导线覆冰大多在冬半年，即当年11月至次年3~5月中均有发生，比较集中出现在12~2月。近年来，AAAA电网输电线路覆冰故障也基本集中在这个时段。在北疆个别地区如qq地区，最早出现在9月，最晚到5月。天山山区部分高海拔地区全年各月均有可能出现结冰现象。
65
1966.2.3
10
雾凇
65
1983.10.22
11
雨凇
85
1964.7.29
12
雾凇
53
1985.1.4
13
雾凇
34
2001.12.25
2.覆冰事故国内外研究现状
2.1覆冰主要事故类型
输电线路覆冰事故一般可分为四类:①过荷载事故，即线路实际覆冰超过设计抗冰厚度，亦即线路覆冰质量增加、覆冰后风压面积增加，从而导致电气和结构方面的事故；②不均匀覆冰或不同期脱冰引起的电气和结构方面的事故；③绝缘子串覆冰过多或被冰凌桥接，引起绝缘子串电气性能降低；④覆冰引起的导线舞动事故。
3.历年覆冰故障统计分析
3.1总体情况
经统计，2005~2009年AAAA电网110kV及以上输电线路累计发生覆冰跳闸25次，占总跳闸次数的4.6%，总体比例不高，但2009年覆冰故障明显上升，达到11.8%，高出均值一倍以上，高出历史最好水平的2008年10个百分点以上。
表3：电线积冰观测极值（单位：mm）
序号
站点
覆冰种类
覆冰极值
发生时间
1
雾凇
54
1999.3.1
2
雾凇
59
1962.11.16
3
雨凇
69
1985.11.19
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机理 ， 总结 了国内外导线脱冰有限元模拟方法 ， 为脱冰 问题的进一步研究奠定 了基础。
【 关键词 】 覆冰 ； 国内外 ； 脱冰 ； 机理 １ 背 景
输电线路覆 冰对我 国的危 害 比较严重 ．其中南方省份尤 为严重 如： 湖南湖北等省份。输电线路覆冰可以致使线路的机 械性能和 电气 性能迅速下 降 ． 从而导致各种各样 的覆冰事故 发生 ． 目前 覆冰事故 的 发生 ． 已严重的威胁了我国电力系统的正常运行 。覆冰 事故主要 由以 下几种因素所引起 ： 输电线的覆冰过负载 、 覆 冰导线舞 动 、 覆冰导线脱 冰跳跃等 ， ｆ ｝ １ 于这些问题的出现 ． 从而导致输 电线路 断线 、 倒塔等一系 列事故。 覆冰在输 电塔 线体系上 的荷载主要有两 种 ．静力荷 载和动力荷 载。静力 荷载也 就是覆 冰的质 量直接性 的作用 在输 电线上 和塔上 ． 从 而直接增大 了输 电线 的张力 ： 动力荷 载主要也就 是由于覆冰 ． 使 得导 线 的截面被改变 ， 在温度影响的情 况下 ． 则会诱 发脱 冰跳跃１ ６ 导线脱 １ 冰跳跃会导致导线 间互相碰撞和鞭击 ． 可使导线 的线股磨损 ． 导线与 绝缘 子的连接处 反复拗折 ． 可导致 材料疲劳 破坏， 引起 输电线 断股 、 断 线， 更为严重的会引发倒塔 等一系列安全事故 在覆 冰的影 响下 ． 塔 线 体系覆 冰动力荷载的破坏性远 远大 于静力荷 载． 尤其是 在三相导线 呈竖直排列 的线路 中 ． 导线脱冰跳跃 不仅能造成 导线断股 、 疲 劳断线 事故． 而且还会 导致 相导线间距减小 ． 容易造成 导线闪络 和烧 伤等 事 故 在超高压输 电线路 中 ． 输电线 的截 面 比较大 ． 输电线 的分 裂数 比 较多， 因此如果遇上 冰雪 天气 ． 覆 冰重量 也会较 大。由于温度的影响 ． 引起 导线 脱冰跳跃 ．导线脱 冰跳跃容 易导致导线较 大幅度 的跳跃 ． 当 导线跳跃时 ， 将导致 ｉ相 导线之间 间隙变小 ， 严重 时可引起 闪络 此 外． 输 电线脱 冰跳跃 时， 还会影 响导线 的悬挂点 ． 也就是使得悬垂 绝缘 子 产生一个较大 的纵 向不平衡 张力 ， 从而使得铁塔产生较 大的动态拉 力． 严 重 可 引起 铁塔 破 坏 覆冰的输电线路 ． 如果不同期脱冰 ． 会给线路 带来 比较严重 的安 全 事 故 随 着 导 线 覆 冰 厚 度 的增 大 ． 导 线 的覆 冰 量 也 随 着 增 加 ． 与 之 对 应 的导线 张力电明显增 大 ． 那 么弧垂就会有所下降 ． ． 当覆 冰导线 的大 段脱 冰或 者整档脱 冰时 ． 输 电线 的弹性势能会迅速 的转化 为导 线的动 能． 导致 导线 上下跳跃 ． 使得导线相邻 的悬垂 串产生剧烈摆 动 ． 两端导 线 张力也有 显著 的变化 随着 目前线路的紧张 ． 增大了线路的档距 ， 导 线 电随着增多 了． 如果 覆冰厚度增大 ． 那么覆冰脱 落引起 的危 害将会 更 严 重 可 引起 导线 的跳 跃 幅 度 更 大 ． 导 线 的摆 动 导 致 输 电塔 的 瞬 时 振 动将更 加强烈 ． 所 以必须采取相对应 的措施对导线覆 冰脱落 进行控
科技・ 探索・ 争鸣
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ 国内外研究简述
陈开群 （ 国网江 西省 电 力公 司检修 分公 司 ， 江西 南 昌 ３ ３ ０ ０ ０ ０ ）
【 摘 要】 输 电线路 覆冰的危害是 巨大的。 本 文查阅 了国内外各 学者对覆冰研 究的现状 ， 阐述 了国内外脱冰研究的进展 ， 分析 了导线脱冰的
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多学 者研 究了微气象地 区的严 重覆冰会 引起输变 电设 备电气性能 乖 ¨ 机械性能 的下降。 严重覆冰引起 过荷载 、 不均匀覆冰或不 同期脱冰 引 起 张力差 、 绝缘子 串覆冰 闪络及覆冰导线舞动是造成覆冰事故 的主要 原 因 此外对冰 害事 故的监测手段和防冰除冰方法 电进行 了总结 ． 并 提 出了防止覆 冰事故 的技术措施和方法的研究方向 孟 晓波 、 王黎明等人运用 了中心差分 的计 算方法 ． 建立 ｌ ｒ 多档导 线 的模型 ． 所建模型应用于导线脱冰跳跃分析 而后 又根据线路实 际 参数建立特高压导线模型 ， 分析在脱冰量 、 覆冰厚度 、 档距大小 、 档数 、 导线悬挂点高差等几种不 同的丁况下 ． 导线不均匀脱冰时对特高 输 电线路脱冰跳跃的影响 ． 最后得出 了导线跳跃 高度和纵向不平衡 张 力 随各种影响 因素变化的规律 ． 为特高压输电线路没汁提供 ｌ 『 理论 支 持。 三峡大学机械与材料学院盂遂民 、 单鲁平等人针对输电线覆 冰脱 落使杆塔承受动态 冲击荷载和不平衡张力 ． 且导线的上 下跳跃减小 Ｊ 相 间导线 电气间隙 ． 采用有限元软件构建 了某跨 越段线 路 ＝ ｉ 自南度税 型． 数值仿 真计算 了导线脱冰 的动力响应 ． 并 分析 了在风荷 载作用下 覆 冰厚度 、 脱冰方式及导线应力对中间档导线脱 冰的动力影响 ， 中国 电力科学研究院和清华大学等学者分析在几种不同因素的影响 下． 建 立 了三维多档导线模型 ． 进行 了导线脱冰跳跃 动力响应计算 ． 更深入 的研究 了导线脱冰跳跃高度及挂点荷载的变化 规律 许多学者数值模拟了单根导线在冲击荷载作用 下 ，在衙载幅值 覆冰厚度和线路档距 种不同的因素下 ．分析研究 对除冰半的影响 随着 冲击荷载幅值的增大 ． 除冰率也增人， 穆 冰厚度 和档 撼小 ． 除 冰 率越大 。 在研究覆冰导线脱冰时 ． 单纯的以单根导线作 为研 究刈象根本无 法代替多分裂导线的研究结果 所 以． 随着研究的深入 ． 浙汀大学的 位学者建立 了分裂导线一 间隔棒耦合体系 ．研究分裂导线与合成 单根 导线 的覆冰和脱冰等代性问题 得出如果在均匀覆 冰的情 况 下． 分裂 导线可以等效为单根导线进行计算 ． 导线 等效直 径和等效 冰厚度均 为分裂 导线 的、 ／ 倍 同时也分析 ｒｉ档分裂导线 中问档单根子导 线整档脱冰以及 中间档单根子导线上单段次档 不均匀脱 冰情况 得 出． 当单根 子导线发生整档脱 冰时 ， 脱冰档 内的位 移最大值 一般都会 发生在靠 近档 距中央 ： 单段 次档距 不均匀脱 冰时 ． 最大值 的响应规律 不太明显 这种将分裂导线等效 成一根 导线 的汁算 ， 为以后的研究提 供 了极 强 的可 用 性 方 法 浙 江 大 学 的某 学 者 研 究 采 用 了 有 限 元 分 析 方 法 研 究 输 电 塔 线 体 系覆冰 的静 力效 应 ． 再者对塔线体 系的不同参数 如 ： 档距 、 冰厚 、 脱冰 位置 、 脱 冰比例等进行分析 ， 比较覆冰作用 Ｆ 塔 线体系动 力响应的影 响。 华 中科 技 大 学 的 李 黎 等 研 究 了 输 电 塔 线 体 系 脱 冰 跳 跃 反 应 的 控 制研究 ， 建立 了两塔三线模型 ， 仅仅是中间档导线脱 冰 ， 研 究导线脱冰 对塔 的振动研究 ． 再者分析了在铁塔的关键点处 加装粘 弹铅芯阻尼 后。 分析安装粘弹铅芯阻尼器对铁塔关键 点的位移及减振效果 结果 证 明在塔头上半部分和塔头横担两处 布置粘 弹铅芯 阻尼器 ． 整 ’ 塔的 最大顺线 向位移和竖向位移均能得到较好的减 震效果 。 ２ ． ２ 国外 研 究 现 状 国外学者 Ｇ ． Ｍ． ｃ Ｃ １ ｕ ｒ ｅ数值模拟 了 ｌ １ ０ ｋ Ｖ线 路在脱 冰跳跃 时的 动 态效应 ． 仅 仅建立 了单跨 和三跨双 回路导线 的有限元模型 ． 分析发删 如果导线脱冰 跳跃 ． 可使 导线产 生振动幅度较 大 ， 所以需 要使 川 于 导线防舞器的装置 ． 用来防治当导线脱 冰跳跃 时带来的事故 国外学者在 ２ ０世纪 ９ ０年代利用 Ａ Ｄ Ｉ Ｎ Ａ软， ｆ ｑ ： ｘ ｑ ‘ 架空线路 的脱 冰 现象进行 了模拟 ． 并将之前得到的实验模拟结论与仿真结果进行 ＿ 『刈 比． 验证 了计算机仿真的 可靠性 ， 通过 比较说 明 了该种 方法的 坩 眭， 将砌 究方式 由实验转为计算机 ． 这 一 举措不仅使 脱冰问题能利用哩