浅谈输电线路冰害事故及原因

浅谈输电线路冰害事故及原因【摘要】近年来，由于输电线路上覆冰引起的线路断线频繁发生，对电力系统的安全运行以及经济损失造成了巨大的影响。

本文主要从输电线路发生覆冰的原因以及影响覆冰的不同因素等角度出发，提出了些许防止冰害事故的技术措施。

【关键词】输电线路；事故；覆冰；防治1.引言据统计，2003年电网有500kV的输电线路是因覆冰导致的线路跳闸有12次，因覆冰产生的事故有7次，其主要发生在我国的西北、华东、东北地区。

2005年全网220kV及以上的输电线路因覆冰舞动而引起的跳闸有98起。

覆冰事故引起的输电线路故障已经严重影响到了电力系统的安全运行，电网供电的可靠性也被冰害事故严重威胁着2.冰害事故的主要类型以及原因分析2008年我省由于受到雨雪冰冻灾害使得110kV输电线路有83处倒杆，18处倒塔。

60处杆塔偏斜受到损坏，49处杆塔横担的部件弯曲折断，421处地、导线发生断线；35kV电路中受损的线路长度约为273千米；10kV线路中16935处杆塔受损，受损的线路长度约3615千米，0.4kV受损的台区约2551个，损坏的配变台区约680台，8992处电杆基受损，线路受损的总长度约2300千米。

2.1冰害事故的成因分析通过长期对覆冰的分析和观测，我国输电线路的覆冰事故发生原因可以归纳成以下几点：①对输电线路的覆冰规律在认识方面不足，设计线路时，线路选择的路径不合理，缺乏抗冰害经验，使得冰害的事故时常发生；②有些设计的输电线路抗冰厚度比实际的覆冰值要低，当遭遇严重的覆冰时，就会发生覆冰事故；③某些输电线路在重冰区，虽然具有一定抗冰的能力，但因为气候十分恶劣，某些环节依然较薄弱，当遇到恶劣的气候条件，输电线路的电气和机械性能降低，导致覆冰事故。

2.2冰害事故的类型输电线路形成覆冰通常是在初春或严冬的季节，当气温下降到-5摄氏度到0摄氏度，且风速在3到15米每秒时，若遇到了雨夹雪或大雾，首先在输电线的路上将会形成雨淞，这个时候若是天气突然变冷，出现了雨雪天气时，雪和冻雨就在粘结强度比较高的雨淞上面开始迅速地增长，最后形成了较为厚的冰层。

2008年我省的轻冰区主要多为110kV的线路，据统计，该区110kV输电线按照5毫米冰区所设计的，但实际的覆冰厚度约达60毫米左右，局部地区覆冰80毫米以上。

巡视110kV线路的跳闸故障时，测得地、导线覆冰的直径约200毫米左右，通过观察拉线覆冰的情况，覆冰的结构以雾凇夹雪为主，相对的密度是0.4到0.6覆冰的厚度折算为40到60毫米。

之后通过对其的运行与观察，发现该区110kV每年都会发生覆冰，其厚度为50毫米左右。

但是该区最大的设计覆冰厚度约20毫米，因此输电线路覆冰所导致的事故主要有以下几种：2.2.1覆冰导线舞动事故导致输电线路跳闸以及停电，甚至发生断线倒塔等严重的事故。

舞动时有可能会导致相间闪络，对导线、地线以及金具等一些部件造成损坏。

2.2.2绝缘子冰闪事故当冰中所参杂的污秽等一些导电的杂质更容易导致冰闪事故的发生，而且覆冰还会改变绝缘子电场的分布，就是能够将覆冰可看作为是一种比较特殊的参杂物。

2.2.3过负载导线都会针对覆冰事故进行抗冰的设计，当覆冰超过了设计时抗冰的厚度范围，就会导致烧断导线，闪络以及烧伤等事故的发生，以至于对金具造成损坏，甚至发生断线倒塔、地线断裂、绝缘子串翻等现象发生。

2.2.4覆冰不均匀或者脱冰时期不同的事故导线电气的间隙减少导致闪络、绝缘子与导线闪络的发生、对绝缘子造成破裂或损伤、使得杆塔横担变形或扭转以及导线发生断裂等多种情况，大多数是因为相邻档覆冰不均匀或者是线路脱冰的时期不同所产生的张力差导致的。

3.覆冰的影响因素当水汽与温度为覆冰创造了形成的条件后，而且风也对导线覆冰有着非常关键的作用。

在风作用之下，大量过于冷却的水滴由此进入了送电线路，之后和导线发生了碰撞并且被截获，继而导致了水滴逐渐开始增大，最终导致覆冰的现象发生。

据观测的结果显示，覆冰先成长部位为导线的迎风面，当这个迎风面接近了某一个覆冰的厚度时，在重力的作用影响之下，将让导线发生扭转，使得新迎风面的“诞生”。

之所以覆冰逐渐开始增大主要是因为导线不断的扭转，而在该作用之下，导线的上面也形成了椭圆形或者圆形的覆冰。

另外，对覆冰造成影响的因素不只是风速，其中风向也对导线覆冰有着影响，较轻覆冰的现象主要是发生在导线和风向平行的状况，或者是风向与导线间的夹角大于150度或小于45度；然而当导线和风向垂直．或者是二者间夹角为45到150度之间时，此时覆冰的现象较严重。

不仅如此，导线悬挂的高度、线路的走向及导线直径也会对导线覆冰量造成一定的影响。

一般的情况之下，我国南北走向导线的覆冰要比东西走向导线的覆冰现象较弱一些。

所以，在覆冰较为严重的地区在可以确定线路的走向时，应尽量避免线路为东西走向。

另外．随着导线悬挂的高度越来越高，覆冰的现象就越严重，主要是由于导线悬挂的高度对其造成的影响，空气里液水的含量也会随之升高．从而导致覆冰的形成。

导线的粗细也会对覆冰量造成影响，一般而言，导线越粗，覆冰的量也会随增加。

4防治的措施输电线路的覆冰严重威胁到电力系统可靠安全的运行，所以采取要相应的防治措施。

4.1设计避冰对输电线路进行设计时，应避开覆冰区域。

在线路的路径进行选择时，要对覆冰进行调研，并比较技术的经济，避开重冰区，走线要沿着起伏不太大的地形；同时还要避免风道、横跨垭口、水库、湖泊等易发生覆冰的区域；翻山越岭时要避免大高差、大档距；沿着山岭通过的时候，要沿着阳面或背风向走线。

对于不能避开的覆冰区，设计线路时要充分的考虑线路的气象条件、走廊地形等，确保抗冰的强度足够，以防止电气和机械事故的发生。

4.1.1抗冰技术输电线缆抗冰雪的措施可从以下几点入手。

①发热融冰让输电线的本身发热，使得冰融化。

主要措施为：直流电的融冰技术。

用直流电在导线的电阻内产生热使得覆冰融化，要加装直流转换的调压装置。

交流电的融冰技术。

主要用于低压的线路之上，用特设的发电机或变压器断开和供给覆冰线路的短路电流。

使负荷电流增大来融冰。

利用电阻的发热融冰。

可用于绝缘架空的地线。

在线路的导线上通过比正常运行的电流值高的电流。

②振动除冰通过让输电线振动，来除冰。

具体的措施为：机械除冰。

线路在覆薄冰的时候用滑车式的除冰器来除冰。

手工除冰。

停运线路，让人员登杆，用榔头敲击，线路的覆冰加厚迅速而没有达到设计的值时，让导线振动来脱冰。

③改进结构减冰。

通过改进导线的结构，让冰雪不易附在导线上。

选用防积雪型的架空导线亦或是安装平衡锤、阻雪环在导线上。

④使用防冰材料。

使用新型的材料或刷涂防覆冰的材料在导线上，防止电缆覆冰。

4.2绝缘子抗冰的措施据统计，冰闪的几率和绝缘子的串型式有直接关系。

所以可采取以下措施：①加装大盘径的绝缘子加装大盘径的绝缘子可以把横担上流的冰水和绝缘子串的覆冰给隔断，达到防冰的目的。

②绝缘子串的插花在玻璃或瓷悬垂的绝缘子串上面插花再装上大盘径的绝缘子、插花在复合的绝缘子上面使大直径的伞裙增加，通过这些方法来融冰，形成不连续的短接冰凌。

③使用V型或倒V型配置悬垂绝缘子。

将悬垂的绝缘子串布置成倒V型或者V型，倾斜绝缘子串，不仅无法形成连续冰凌，还可以使绝缘子串自洁的性能增加，有较良好防冰的效果。

4.3输电杆塔抗冰的措施优先对线路发生冰灾的区域采取改道的方案，使线路在易覆冰区域减少。

在改建的时候，应对档距与相应高差进行限制，加以避免杆塔两侧的大小较悬殊的现象发生。

对无法改变路径，同时又在地形环境恶劣的线路而言，应与冰灾受损的情况相结合，采用放松地、导线的张力和适当的增设杆塔使得档的距离缩小等措施，让导线安全的系数提高，减少纵向不平衡的张力。

对于未发生倒塔和断线但有严重覆冰情况的区域，可减小耐张段的长度或是增加设置耐张塔，从而使线路抗冰的能力提高。

4.4建立监测冰情的预警系统，加强运行的管理对线路的参数进行检测，包括有现场图像、风速、风偏角、湿度、温度、导线的张力、重力、舞动的幅度、绝缘子的倾角、导线的弧垂以及风向等参数。

通过分析采集线路的参数，系统的作出判断，之后控制装置的动作。

研究在线检测的新型技术，随时对微气象进行掌握，具有视频和图像预报警及监测的功能。

5.结束语综合上述，输电线路覆冰对电力系统安全可靠的运行造成影响。

本文主要从输电线路发生覆冰的原因以及影响覆冰的不同因素等角度出发，提出了些许防止冰害事故的技术措施。

在运行的过程中，要加强运行的管理，建立对冰情监测的预警系统，在形成冰害之前要消除覆冰，确保输电线路安全的运行。

【参考文献】：[1]陆佳政,蒋正龙,雷红才等.湖南电2008年冰灾事故分析[J].电力系统自动化.2008.32(11):16-19;[2]黄新波.刘家兵.蔡伟等.电力架空线路覆冰雪的国内外研究现状[J].电网技术.2008.32(4):23-28;[3]申屠刚.电力系统输电线路抗冰除冰技术研究进展综述[J].机电工程.2008.25(7):72-75;[4]易辉.查宜萍.何慧雯.防覆冰涂覆材料的应用分析与研究[J].电力设备.2008.6(9):16-19;[5]贾雷亮.陈宝骏.输电线路绝缘子冰闪特征与防范[J].山西电力.2007.2(1):12-13.。