浅析输电线路覆冰的危害与防范措施
输电线路覆冰的危害及防护

0前言在输变电工程中,导线覆冰现象较为普遍,输电线路覆冰引起的故障严重地影响了电力系统的正常运行。
覆冰可以引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塌、断线及绝缘子闪络,从而造成重大事故。
导线覆冰是一个复杂的过程,覆冰量与导线半径、过冷水滴直径、含风量、风速、风向、气温及覆冰时间等因素有关。
根据全国覆冰情况的统计数据,发现北方地区虽然气温低,但因气候干燥,所以较少出现重覆冰。
即使偶尔出现,也由于覆冰量很少,对送电线路不构成太大的威胁,在冬季,有高空西南暖湿气流的长江以南高海拔地区受覆冰灾害影响较严重。
1导线覆冰的危害根据对我国输电线路覆冰事故的分析,覆冰线路的危害可以归纳为以下4类。
文章编号:1003-8337(2006)02-0012-03输电线路覆冰的危害及防护李政敏,庾振平,胡琰锋(西安供电局送电工区,陕西西安710032)摘要:输电线路覆冰可引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塌、断线及绝缘子闪络等问题。
要减轻导线覆冰带来的危害,在新建线路时,首先要充分掌握该地区的冰雪情,并仔细研究输电走廊的微气候、微地形,尽量避开重冰区;无法避开时,应在重冰区采取抗冰设计。
为加强已有线路的抗冰害能力,应视具体情况区别对待,可增大爬电距离,改善绝缘子伞裙结构,在绝缘子表面涂憎水涂料以及对杆塔横担和绝缘子进行清扫,这些都是解决覆冰绝缘子冰闪的有效方法。
最后,简述了应用在输电线路中的除冰技术。
关键词:导线覆冰;绝缘子冰闪;抗冰设计;除冰技术中图分类号:TM726文献标识码:BTransmissionLineRegelationHarmandProtectionLIZheng-min,YUZhen-ping,HUYan-feng(PowerSupplyBureauofXi’an,Xi’an710032,China)Abstract:Transmissionlineregelationmaycauseconductorgalloping,poleleaningorcollapse,conductorbreakingorinsulatorflashoveretc.Forrelaxingharmcausedbyconductorregelation,theiceandsnowsituationatnewlinesiteshallbeknown,andthemicroclimateandgeographicmicro-fea-turesoflinerouteshallbecarefulevaluated.Theheavy-icingareashallbedetoured.Incaseifitisnotpossible,thedeicingmeasureshallbeconsidered.Forstrengthingrelegation-resistanceabilityofaexistingline,someeffectivemeasurecanbeadoptedsuchasincreasingcreepagedistance,improvinginsulatorshedprofile,hydrophobiccoatingoninsulatorsurface,andperiodiccleaning.Deicingtech-nologywasalsointroduced.Keywords:lineregelationharm;ice-flashover;deicingdesign;clearingicetechnology收稿日期:2006-01-12作者简介:李政敏(1971-),男,陕西渭南人,工程师,主要从事送电线路检修工作。
输电线路覆冰

输电线路覆冰输电线路覆冰:问题与解决方案引言输电线路是现代电力传输的重要组成部分,其通常由高高架设的电杆和跨越数百公里的导线组成。
然而,在寒冷的冬季,输电线路可能会面临覆冰的问题。
这种现象会导致诸多电力供应方面的挑战,例如加重输电线的重量、增加输电线路的传输损耗和破坏导线与绝缘子的绝缘性能。
本文将探讨输电线路覆冰的现象、问题以及可能的解决方案。
一、输电线路覆冰的现象输电线路覆冰是指在严寒天气条件下,导线上结冰的现象。
在低温环境中,输电线路常常暴露在大气中,且电流正常工作温度较高,使得导线表面辐射热量不足以融化附着在导线上的冰。
结果,冰会积聚并逐渐增厚,形成厚厚的冰帽,导致输电线路的性能下降。
输电线路覆冰会导致以下问题:1. 重量增加:冰的附着会增加导线的重量,进而增加线路对电杆的负荷。
2. 传输损耗:冰的热阻特性会导致异常电导,降低导线的导电能力,造成电流损耗增加和电压下降。
3. 绝缘性能破坏:覆冰导线加重了电杆的负荷,可能会导致电杆的倾斜和断裂,进而损坏绝缘子。
二、输电线路覆冰的解决方案为了解决输电线路覆冰带来的问题,许多新技术和设备已被开发出来。
以下是一些可能的解决方案:1. 冰除器冰除器是一种用于去除覆冰的设备,通常采用机械或化学手段来清理导线表面的冰。
机械冰除器通过高速旋转或振动来震落冰块。
而化学冰除器则释放一种化学物质,使冰块迅速融化。
这些冰除器可以随时组装和拆卸,以适应不同的线路需求。
2. 阻冰涂层阻冰涂层是一种应用于导线表面的特殊涂层,可减轻覆冰的形成和积聚。
这种涂层通常具有良好的阻冰性能和较强的耐候性,能有效地减少冰的附着并帮助冰块快速融化。
3. 导线预热导线预热是一种预防覆冰的技术。
通过在导线表面加热导线,可以增加导线的表面温度,使其超过冰的融点,并防止冰的附着。
这可以通过电阻加热、感应加热或太阳能加热等多种方式实现。
4. 线路改进在设计和建设输电线路时,可以采用一些改进措施来减少覆冰的影响。
浅谈输变电线路的覆冰及其消除措施

浅谈输变电线路的覆冰及其消除措施摘要:输变电线路覆冰可以导致输电线路的跳闸、断线、倒杆事故,对电力系统的安全稳定运行造成了严重的危害。
本文主要对输电线路覆冰产生的原因、事故行了分析,并有针对性地提出了相关防止消除的措施。
关键词:输变电线路覆冰消除措施随着近年来雪灾等自然灾害的影响,由覆冰、舞动引起的输电线路倒杆(塔)、断线及跳闸事故,严重威胁到电网的安全稳定运行及供电可靠性。
在输变电线路的运维过程中,如何解决好这一问题,一直是广大工作人员关注的重点问题之一。
一、架空线路覆冰的原因架空线路的覆冰是在初冬和初春时节(气温在-5 ℃左右),或者是在降雪或雨雪交加的天气里,在架空线路的导线、避雷线、绝缘子串等处均会有冰、霜和湿雪混合形成的冰层。
这是一层结实而又紧密的透明或半透明的冰层,形成覆冰层的原因,是由于在自然界物体上附着水滴,当气温下降时,这些水滴便凝结成冰,而且越结越厚。
有时,也会在导线表面上结上一层白霜,呈冰渣性质,其质量比坚实的覆冰轻得多,但其厚度却大得多。
一般当空气中有大量水分且有微风时,最易形成霜。
在湿雪降落时,湿雪一方面粘在导线上,同时又会浸透正在结冰的水,使冰层越来越厚,最厚可达10cm 以上。
当风向与线路平行时,覆冰的断面呈椭圆形;当风向与线路垂直时,覆冰的断面呈扇形,即在导线的一个侧面;当无风时,覆冰则是均匀的一层。
此外,覆冰还与线路走向有关,在冷、热空气的交汇处经过的线路,覆冰就更严重。
覆冰在导线或绝缘子上停留的时间也是不同的,这主要决定于气温的高低和风力的大小,短则几小时,长则达几天。
二、因覆冰而发生的事故导线和避雷线上的覆冰有时是很厚的,严重时会超过设计线路时所规定荷载。
如果导线、避雷线发生覆冰时还伴着强风,其荷载更要增加,这可能引起导线或避雷线断线,使金具和绝缘子串破坏,甚至使杆塔损坏。
尤其是扇形覆冰,它能使导线发生扭转,所以对金具和绝缘子串威协最大。
常见的线路覆冰事故有以下几种:杆塔因覆冰而损坏。
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。
输电线路防冰、除冰措施

输电线路防冰、除冰措施①输电线路路径宜避开高山风口和林区 (1)②加强输电线路日常维护工作 (1)③提高电网规划设计质量 (2)④加大对架空导线的研发力度 (2)⑤采用防止电网覆冰的技术措施 (2)1)热力熔冰法 (3)2)机械破冰法 (3)3)自然被动法 (4)4)其它法 (5)持续的低温、雨雪、冰冻极端天气给我国南方和西北多省的生产生活带来了严重影响,电力输电线结冰严重,出现输配电线路大面积压断等状况。
如何加强和改善输电线路的抗覆冰能力,保证电力线路安全、可靠、经济的运行,关系到社会经济的稳定发展,人民的安居乐业。
因此,有效地避免和防止冰灾对输电线路造成的危害,是电力、线缆企业等必须面对的课题。
只有多措并举,才能积极防治电网覆冰灾害。
目前,常用的防治措施包括以下几个部分:①输电线路路径宜避开高山风口和林区在冬季,高山风口由于地理位置特殊,气温更低,风也较大,更易在导线上形成积冰,覆冰厚度较通常地段来说要厚得多,因此是输电线路的薄弱地带。
在南方林区,由于树木增长很快,有时线路巡线员没能及时发现有些树木因覆冰或积雪重量过大而倒向输电线路,给线路运行造成严重的事故,容易造成大面积倒塔(杆)断线。
②加强输电线路日常维护工作线路巡线员在巡视高压输电线路时应仔细观察电力线路可能存在的问题:如拉线位置,钢线卡螺栓的松紧,拉线的检查,导线绝缘子的完好,线路通道内树木的生长高度等,这样也可以及时地发现问题,对所发现的问题进行及时的处理,避免倒塔、倒杆及断线事故的发生。
③提高电网规划设计质量在电网规划设计阶段要进行广泛的调查研究,搞清楚电网区域历史上出现过的覆冰灾害状况,确定正确的抗御覆冰灾害的标准。
国家电网公司2008年3月1日宣布,将调整电网设计、建设的企业标准,以提高电网大范围抗冰能力。
电线电缆行业为电力公司重要的供货商,摆在线缆企业面前迫切的任务就是全面分析这次事故中导线断裂的各种原因,从而找到适合中国国情的解决方案。
浅谈输电线路防冰

新
疆
有
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金
属
7 3
浅 谈 输
电 线 路
杨 芳 辉
防 冰
( 葛洲坝新疆工程局( 限公 司) 有 第二分公 司 乌鲁木 齐 802 ) 30 1
覆 因受 大 气 环 流 异 常 影 响 ,09年 1 20 2月 1 0日 以来 , 更易在导线上形成积冰 , 冰厚度较通 常地段相对来说
确 成一个椭圆或者形成其他形状 , 在大气 当中构成 了一个 现过的覆 冰灾 害状 况 , 定正 确 的抗 御覆 冰 灾害 的标 迎风面 , 当风 的角度和冰的迎 风面角度合适 的时候导线 准。其次东西走 向的导线 覆冰普 遍较 南北走 向的导线 就会舞动 , 由于受风力舞动 的幅度大 , 持续 时间长 , 轻则 覆 冰严重。因为冬季覆冰天气 大多为北风或西北风 , 因 在严重覆 冰地段 选择 线路走 廊时 , 应尽 量避免 导线 引起相间闪路 , 损坏 导 线、 金具 、 附件 等部 件 , 重则 导致 此 ,
结构不破坏 , 但是它 的绝缘失去 了, 一闪路 , 电就送不 出
高强导 线等 名词 , 出现 于多种 报刊 , 目不 暇接 , 可 去 了。第 三种也是最普遍的 , 导线覆冰载 面随低 温天气 导线 、 的持续而逐渐增 大。这是 由于持续 的低温 使导线 表面 是真正在我 国电 网中应用 的几乎 不见 。鉴于近几 年输 的覆冰无法融化 , 间断的雨雪使 导线表面 的覆 冰越来越 电线路受冰冻灾 害的影 响 , 我们应 深刻 反思 , 尽可 能采 厚, 由于负载过重 , 致使支架变形或把结构整个压垮 , 导 取抗覆冰能力较强 的导线并保证具有足够 的安全裕度 。
因此是输电线路 的薄弱地带。有时线 路巡线 新疆 昌源水务集 团准 东供水工 程设施 遭遇 了罕见 的灾 要厚得多 ,
浅谈冰雪对输电线路的危害及防治

二, 电网规划设计中的覆冰预防 2 1新建线路的抗冰设计 .
浅谈覆冰的预防。
瑟 麟
冰损 害预 覆 失危 防
木棍 、竹竿等最原始的 工具对最 严重的 覆冰线 对于 新建 的输 电线 路 ,在按 照 国际通 行 路段进行敲击 ,就可 除去 线路上的覆冰。这种 的做法在制定设防标准时 ,要根据 已掌握的气 方法在我国比较常用。
.
输电线路覆冰的危害
。
根据对我国输 电线路 覆冰事故的分析 ,覆
冰线路的危害主要为以下四类。 ()线路过荷载事故。当覆冰积累到一定 1 体积和 质量之后 ,输 电导线 所承受重力倍增 , 弧垂增大 ,导线对地 间距减 小 ,从而有可能发
地物情况 、相对高差 、路径走 向及覆冰时的风 高。这样的融冰方式能量 消耗高 , 且存在各 而 速 、风向 、湿度等进行综 合分 析,合理划分冰 种各样的缺陷。 区和确定相应的冰 厚设计 值。设计中应采取如 ( )被动除冰法 。利用风 力、地球 引力、 4
下防覆冰措 施。
随机散射能和温度变化等 来 自大 自然的外力脱 ( )输 电线路设计 ,应依据 当地 气候 条 冰的方法称为被动除冰法 。一般来说 ,在工程 1 生闪络事故 。如果覆冰的 质量进 一步增大 ,则 件,尽可能避开线路 重覆冰区。 上首先考虑这种方法 。被动除冰法 虽然 不能保 可能超过导线 、金具 、绝缘 子及杆塔的机械强 ( )在输 电线路重覆冰 区,应尽量减少线 证可靠除冰 ,但无需附加能量 。被 动除 冰技 术 2 度 ,导致杆塔基础下沉 、倾 斜或 爆裂 ,杆塔折 路交叉跨越 。若 一定要跨越时 ,在高差不大的 1能阻止冰的形成 , 但有助于限制冰灾。 断甚至倒塌。 情 况下 ,应选择靠近档端 ,而 不要选 在弧垂 最 32 .提前做好冬季常规电网维护工作 ( )相邻档不均匀覆冰或不同期脱冰造成 2 低点 。 ( )提 前做好防 覆冰技术改 造和补强加 1 的事故 。输电线路相邻档不均 匀覆冰或 不同期 ()对重冰区线路的设计档距不宜过大 , 固工作 。对 已经建成投运并 曾经发生过 覆冰灾 3 脱冰都会产生张 力差 ,使导 线在线夹内滑动 , 线路的导线应采用水平排列布置。 害 ,而 又没有进行技 术改造 的电力线路 ,在迎 严重时导线外层铝线在线 夹出 口处全部断裂、 ( )防止覆冰绝缘子发生闪冰。最简单的 峰度冬来临之前 ,提前做好技术改造和缺 陷检 4 钢芯抽动 ,造成线夹 另一侧 的铝 线拥挤在线夹 办法就是增大爬 电距离 ,改善绝缘子 伞裙的结 修及补强加固工作。 附近 。导致直线杆承受张 力的能 力变差 ,悬垂 构 ,可以采用利于防治冰 闪的大小伞结构等方 ( )提前做好线 路除污 工作 ,加强 日常 2 绝缘子 串偏移很大 ,碰撞横 担,造成绝缘 子损 法 。同时 ,采用绝缘子水平 悬挂 、V型串、斜 维护管理。在冬季到 来之前 ,做 好清扫或清洗 坏或破裂 ;也可使横担转动 ,导 线碰撞拉线 , 向悬挂等形式阻水帘以提高冰 闪电压 。采用大 导线、绝缘子 、杆塔等工作 ,以增加导线 的光 烧伤或烧断拉线 ,杆塔在失 去拉 线的支持后倒 盘径伞裙 ,在绝缘子 串中间隔布 置防 止冰凌桥 滑度 ,防治积雪和覆冰 ;对有些覆冰特 别严重 塌。 按 。加强清扫杆塔横担和绝缘子 ,也 可以有效 的线路段 ,还需要在导线表面刷一种特制 的油 ( )绝缘 子 串覆 冰造成频 繁冰闪事 故。 3 地提高抗闪络能力。 漆, 使导线具有更强的光洁性 。 冰闪是污闪的一种特殊形式 ,绝缘 子在严重覆 22 已 . 运行线路改造 中的抗冰害措施 ( )准备充足的抢修材料和交通工具。要 3 冰的情况下 ,大量伞形冰凌桥接 ,绝缘 强度降 对于已运行的线路 ,为加 强其对覆冰灾害 准备的抢修材料包括导线 、拉线 、绝缘子 串 低 ,泄漏距离缩短 。融冰过程 中,冰体或者冰 的抵御能力 ,应视具体情 况区别对待。海拔较 线夹 、塔材和变 电站的 电流互感 器、支柱 绝缘 晶体表面水膜很快溶解污秽 中的电解质 ,引起 高、翻越风水岭及横跨峡 谷、风道、垭 口等处 子等,还曼落实抢修交通工具 。 绝缘子串电压分布及单片绝缘予表 面电压分布 的电力线路应进行改造 ;重冰 区的电力线路 应 ()制订应 急处理预案 。提前制订发生电 4 畸变 ,从而降低覆冰绝缘子 串的 闪络 电压。融 重新按抗 冰要求进行彻底改造 ;对没 有明显微 网覆冰事故时可能采用的 多套应 急处理预案 。 冰时期通常伴有大雾 ,使大 气中的污秽微 粒进 气候、微地形影响的大面积覆冰地 区 ,不宜立 多年的实践证 明,灾害发生时临时搞新 的运行 步增加融化冰水导 电率 ,形成冰 闪。闪络过 即进行线路改造 ,可以考虑采 用融冰 措施来防 方式计算往往会延误抢修时间。 程中持续电弧烧伤绝缘子 ,引起绝缘子 强度 治冰雪灾害 。 ( )对频 发覆冰 的输 电线路 ,可增加巡 5 降。 三 电网运行维护中的覆冰预防 视人 员和巡视次数 。在 出现 冻雨、湿血 、寒雾 ()输电导线舞动损坏电力设备。输 电导 4 3 1即使采用输电线路除冰技术 . 的天气时 ,要增派人手加 强对关键 线路 段的巡 线覆冰后形成非 圆形截面 ,在风 力作用下发生 目 ,国内外除冰、防冰的技术主要有以 视 ,一旦出现危及 电网安全的 覆冰 , 前 就立 即向 驰振 ,这是一种低频 、大幅度的振动 ,导线舞 1四种。 电 网调度 报告 ,申请停 电检 修 ,防止 倒塔断 动引起杆塔 、导线 、金具及部件的 损坏 ,造成 ( )人 工除冰方法 。输 电线路覆冰 最严 线、切负荷等造成大面积停电。 1 频繁跳闸甚至停 电事故 ,对输 电线路安 全运行
浅谈输电线路覆冰舞动的危害及对策

合适 的气温及 相对 的湿 度及 风速 是线路 覆冰 舞动不 可缺
少的因素 , 从天气情况来看, 铁 岭地区l 1 月上旬开始便 出现雨、 雾、 雪淞 与结 冰同时并存 的现象 , 直至来 年的3 月初 。 在 降水期 间随着气 温的波动 、 湿度 的增 大, 线路 导地线结 冰经历 了由雨 ( 雾) 淞到覆冰的反 复累加过程 。 覆 冰舞动原 因初步分析 : 雪落到温度较 高的导 线上溶化并 形成雨滴, 雨滴在本身 自重的作用 下向下运动 , 堆积在导线的下 方, 当阵风和雪停止而气温下降时, 堆积在导线下方的雨滴在 导 线下方 的背风侧形成 翼状覆冰 , 从而改变 了导 线的截面使之不 对 称。当风 吹向导线 时, 由于导线 上下方所受 风力不均, 从而使 导 线产生扭矩 , 导线 由于扭矩作用产生扭转 同时向上运动直到
分析了辽北地区近几年发生的线路覆冰舞动障碍对导线覆冰舞动形成原因进行了研究发现线路的舞动都与导线表面有不对称的覆冰密切相关线路舞动前均有降雪或冻雨随后的阵风致使线路舞动因此导线覆冰是造成舞动的必要条件
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D O I 编码: 1 0 . 3 9 6 9 0 . i s s n . 1 0 0 7 — 0 0 7 9 . 2 0 1 3 . 0 5 . 0 9 9
中图分 类号 : TM7 3 文献标 识码 : A 文章编号: 1 0 0 7 — 0 0 7 9( 2 0 1 3 ) 0 5 — 0 2 0 3 — 0 1
近几年来 , 辽北 地区 由于导线覆 冰舞动造成 的线 路跳 闸停
电时有发 生。2 0 1 0 年2 月2 4 日至 2 5 日铁 岭地 区遭 遇近 十年来罕
、
输电线路 覆冰的原因及特点
线 路覆 冰发生在低温雨雪天气 里, 降水 I 生质 由开始的雨 至 雨夹雪最 后到冻雨或 大雪。 开始 的液态降水有助于空气中水汽 含 量的增加, 空气 中出现大 量过 冷水 滴, 随着气温的下降, 降水 现象从 液态到液 固态并存 到全固态, 冰水混合物在导 线表面越 聚越厚造成线路 覆冰。 覆 冰时空气相对湿度超 过8 5 %, 降水 量达到2 0 ~ 3 0 毫米 , 日 最低气温在1 . 0 ~ - 5 . O ℃左右 , 风速在1 2 . 5 米, 秒。 根 据覆冰后的现场观测 , 辽北地 区输 电线路 导地线覆冰厚
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浅析输电线路覆冰的危害与防范措施摘要:本文主要阐述了输电线路覆冰的危害与特点,并针对输电线路防冰除冰技术进行分析,最后也提出了输电线路导线覆冰的防范措施,仅供参考
关键词:输电线路;覆冰危害;防范措施
abstract: this paper described the hazards and characteristics of the transmission line icing, and
anti-icing de-icing technology for the transmission line analysis, the proposed transmission line icing precautions are for reference only
keywords: transmission lines; icing hazards; precautions 中图分类号:tm726.4 文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)
1输电线路覆冰的危害
1.1机械危害
线路覆冰直接的危害就是导线、金具和支架负载,随着覆冰厚度的增加输电线路的水平负荷也在增加,严重的覆冰会导致导线、地线断裂,杆塔倒塌和金具损坏;不均匀的覆冰或者不同期脱冰会引起张力差,容易造成导线舞动,会造成导线断裂、杆塔横杆扭曲变形、绝缘子损伤和破裂[2]。
1.2电气危害
绝缘子覆冰或被冰凌桥接后,绝缘强度下降,泄漏距离缩短,
容易引起绝缘子闪络;融冰过程中冰体表面的水膜会溶解污秽物中的电解质,提高融冰水或冰面水膜的导电率,引起绝缘子串电压分布的畸变,从而降低了覆冰绝缘子串的闪络电压,形成绝缘子闪络。
导线舞动时还可能造成相间短路故障。
2输电线路危害的特点
2.1输电线路覆冰倒塔(断线)的特点
输电线路覆冰倒杆(塔)断线的特点:一是由于覆冰时杆(塔)两侧的张力不平衡造成的。
在一些地形起伏较大的地区,两相邻的杆(塔)在高度和距离上存在很大的差距,在还未覆冰时两侧就形成了较大的不平衡张力,当输电线路上出现大密度的覆冰时,杆(塔)两侧的不平衡张力加剧,当张力不断加大,直至到达杆(塔)、导线所能承受的极限时,就出现了导线断落或杆(塔)倒塌的现象。
因此,在灾后恢复和未来的设计改造中,应尽量避免大高度差、大距离和大转角。
二是线路上有大密度的雨凇覆冰时,因为雨凇覆冰是“湿”度增长过程,其粘附能力强,不易掉落。
在风的激励下,导线会产生大振幅、低频率的自激振动。
当舞动的时间过长时,会使导线、绝缘子、金具、杆(塔)受不平衡冲击疲劳损伤。
2.2覆冰绝缘子串的闪络特性
绝缘子的冰闪是冰害的另一种,当绝缘子发生覆冰现象后,在特定温度下使绝缘子表面覆冰或被冰凌桥接后,绝缘强度下降,泄漏距离缩短。
在融冰过程中冰体表面或冰晶体表面的水膜会很快溶解污秽物中的电解质,并提高融冰水或冰面水膜的导电率,引起绝
缘子串电压分布的畸变(而且还会引起单片绝缘子表面电压分布的畸变),从而降低覆冰绝缘子串的闪络电压。
大气中的污秽微粒直接沉降在绝缘子表面或作为凝聚核包含在雾中,将会使绝缘子覆冰融化时,冰水电导率进一步增加。
另外有关试验数据表明,覆冰越重、电压分布畸变越大,绝缘子串两端,特别是高压引线端绝缘子承受电压百分数越高,最终造成冰闪事故。
实际上,纯冰的电阻很高,完全可以满足电力系统安全运行的要求,只有当冰中混杂有导电杂质后,覆冰绝缘子的闪络电压才会降低。
这不仅因为冰闪是由于冰中含有污秽等导电杂质造成的,而且从污秽绝缘子和覆冰绝缘子的耐受电压和闪络机理也可发现其相似性。
图1为覆冰绝缘子交流耐受电压和污秽绝缘子交流耐受电压的比较。
图1覆冰绝缘子与污秽绝缘子交流耐受电压的比较
从图1中曲线可知,除了两者耐受电压的数值有差异外,覆冰绝缘子与污秽绝缘子的耐受电压随等值附盐密度的变化趋势基本一致。
3输电线路防冰除冰技术
3.1输电线路热力防冰技术
输电线路导线覆冰严重威胁着电力线路和电力通讯网络的安全可靠运行。
防止输电线路导线覆冰事故发生的方法从原理上可分为防冰和除冰两种。
防线路导线覆冰方法是在覆冰物体前采取各种有效技术措施,使各种形式的覆冰物体上无法积覆,或即使积覆其总
的覆冰荷载也能控制在物体可承受的范围内;除冰的方法是物体覆冰达到危险状态后采取有效措施,部分或全部除去物体上覆冰的方法或措施。
输电线路导线热力防冰有3种技术,即:铁磁材料线、电磁波微波激光器、热吸收器。
其缺点是:①需要较高的能量消耗,一般需要1~10kw/㎡的功率;②即使其效率达到100%,也仅在覆冰初期或对局部导线产生有效的防冰效果;③使用成本高。
在输电线路上运用较好的方法是低居里磁热线,其原理是利用具有低居里温度点的铁磁合金制作成各种满足防冰器件并安装在严重覆冰线路地
段的防冰技术。
有点主要有铁磁线能产生较高的热量,维持导线表面温度在冰点以上;磁性器件易安装不会对导线本身造成损伤;可根据不同的要求将铁磁材料制成不同形式的器件(如:铁磁线、预绞丝、防冻套筒等)可手工将其以固定螺距缠绕在导线上,从而达到有效防覆冰目的。
3.2输电线路热力除冰技术
热力除冰技术就是指物体覆冰后采取各种加热措施,使其表面上覆冰融化或脱落的方法。
目前热力除冰主要有阻性线、短路电流、过电流、热力、热水5种技术措施,其中过电流和短路电流技术比较适用于输电线路。
短路电流熔冰可分为三相短路熔冰、导线—导线型二相短路熔冰、导线—地线型单相短路熔冰三种方法;过电流除冰可分为带负荷熔冰,一种情况是在正常运行的基础上改变系统运行方式增大负荷电流而达到熔冰的目的;另一种情况是对重冰区
的线路进行改造,在熔冰冰点站内设置熔冰自耦变压器达到实现带负荷熔冰的目的。
还有一种方法是利用移相变压器熔冰,其具有可带负荷熔冰,在备用和运行的条件下可快速操作,也可以根据天气的气象条件来调整熔冰电流,根据设备情况将移相变压器安装在变电站内。
4输电线路覆冰的防范措施
输电线路导线覆冰对电网安全稳定运行产生很大的影响,因此必须采取有效的措施,防止导线覆冰事故的发生。
一般而言,防止输电线路冰害事故的最重要方法,是在设计阶段采取有效措施:按照相关规程规范中的规定选择合理的气象条件,同时考虑特殊地段微气象条件的影响,选线时尽量避开不利的地形,即尽量避开最严重的覆冰地段或“避重就轻”;如无法避开时,可适当提高设计覆冰厚度值。
线路宜沿起伏不大的地形走线,尽量避免横跨垭口、风道和通过湖泊、水库等容易覆冰的地带,翻越山岭时应避免大档距、大高差,沿山岭通过时,宜沿覆冰季节背风向阳而走线,应避免转角点架设在开阔的山脊上,且转角角度不宜过大等,达到减少覆冰概率和减轻覆冰程度的目的。
4.1设计中合理的选择铁塔形式提高线路抗冰能力
选择2008年后按照抗冰理念设计的新型铁塔,例如2011年版《国家电网公司输变电工程通用设计》—500 kv、220kv、110(66)kv等输电线路分册中各个模块中的铁塔,这些铁塔在设计时地线覆冰较导线覆冰增加5mm,同时提高了导、地线断线张力值,因此提
高了线路抗冰能力。