输电线路覆冰危害及防冰除冰技术分析
电力系统中线路覆冰分析与融冰技术
电力系统中线路覆冰分析与融冰技术电力系统中的线路覆冰是一种常见的问题，尤其是在寒冷的冬季，线路上可能会产生大量的覆冰，对电力系统的可靠性、安全性以及经济性都将产生影响。
因此对于线路覆冰进行分析和采取融冰技术，是电力系统运行中必不可少的措施。
线路覆冰对电力系统的影响线路覆冰是指冰霜、冰雪等物质覆盖在输电线路上，其对电力系统的影响主要表现在以下几个方面：1. 减小导线截面积：线路上的覆冰会使导线的截面积减小，电线的有效截面积减小，会影响线路的输电能力。
2. 减小导线间距：线路上的覆冰也会减小导线间的距离，导致相邻导线短路或打火现象的发生。
3. 增加导线负载：线路上的覆冰会增加导线的重量，从而增加导线的负载，导致导线拉伸、弯曲等现象的发生。
4. 影响电力系统的可靠性：线路覆冰会使得电力系统的可靠性下降，导致断电、短路等故障的发生，影响电力系统的正常运行。
线路覆冰分析线路覆冰分析主要是对线路的冰覆盖情况进行判断和评估，以确定是否需要采取融冰措施。
线路覆冰分析一般从以下几个方面进行：1. 冰覆盖程度分析：分析覆冰的厚度和密度，以判断覆冰的影响程度。
2. 导线间距分析：分析覆冰对导线间距的影响程度，以评估导线间距是否过小，是否存在相邻导线短路或打火等现象。
3. 导线负荷分析：分析覆冰对导线负荷的影响程度，以评估导线是否存在过载现象。
4. 冰重心分析：冰重心对于冰覆盖导线的影响很大，冰重心如果在导线下方，则导线受力较大，如果在导线两侧，则会导致导线弯曲。
5. 覆冰形状分析：覆冰的形状对于冰覆盖的影响也很大，如覆盖面积大的冰盘会影响导线间距，导致相邻导线短路或打火等现象。
融冰技术为了全面解决线路覆冰的问题，电力系统对于线路覆冰采取了多种融冰技术，其中常用的融冰技术主要有以下几种：1. 电热防冰：通过电加热的方式，使导线散热能力降低，从而抵抗冰凝结在导线上的可能性。
2. 空气悬挂式融冰：通过吊挂式喷雾嘴向空中喷射加热风，使覆冰处受到热波照射，从而使覆冰瞬间融化。
浅谈冰雪对输电线路的危害及防治
浅谈冰雪对输电线路的危害及防治作者：沈雷来源：《中国科技财富》2010年第04期又是一年冬来到,2008年发生在我国南方的雪灾导致电力方面的大量损失及人员伤亡,是因为之前对输电线路覆冰的危害了解和准备不足,2009年的暴雪又让我们认识到了解冰雪对输电线路的危害及防治是非常有必要的。
一、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。
(1)线路过荷载事故。
当覆冰积累到一定体积和质量之后,输电导线所承受重力倍增,弧垂增大,导线对地间距减小,从而有可能发生闪络事故。
如果覆冰的质量进一步增大,则可能超过导线、金具、绝缘子及杆塔的机械强度,导致杆塔基础下沉、倾斜或爆裂,杆塔折断甚至倒塌。
(2)相邻档不均匀覆冰或不同期脱冰造成的事故。
输电线路相邻档不均匀覆冰或不同期脱冰都会产生张力差,使导线在线夹内滑动,严重时导线外层铝线在线夹出口处全部断裂、钢芯抽动,造成线夹另一侧的铝线拥挤在线夹附近。
导致直线杆承受张力的能力变差,悬垂绝缘子串偏移很大,碰撞横担,造成绝缘子损坏或破裂;也可使横担转动,导线碰撞拉线,烧伤或烧断拉线,杆塔在失去拉线的支持后倒塌。
(3)绝缘子串覆冰造成频繁冰闪事故。
冰闪是污闪的一种特殊形式,绝缘子在严重覆冰的情况下,大量伞形冰凌桥接,绝缘强度降低,泄漏距离缩短。
融冰过程中,冰体或者冰晶体表面水膜很快溶解污秽中的电解质,引起绝缘子串电压分布及单片绝缘子表面电压分布畸变,从而降低覆冰绝缘子串的闪络电压。
融冰时期通常伴有大雾,使大气中的污秽微粒进一步增加融化冰水导电率,形成冰闪。
闪络过程中持续电弧烧伤绝缘子,引起绝缘子强度下降。
(4)输电导线舞动损坏电力设备。
输电导线覆冰后形成非圆形截面,在风力作用下发生驰振,这是一种低频、大幅度的振动,导线舞动引起杆塔、导线、金具及部件的损坏,造成频繁跳闸甚至停电事故,对输电线路安全运行危害很大。
二、电网规划设计中的覆冰预防2.1 新建线路的抗冰设计对于新建的输电线路,在按照国际通行的做法在制定设防标准时,要根据已掌握的气象资料,合理划分冰区,选取不同的设计冰厚进行线路设计,力求做到确保线路安全运行而又不过分增加线路的造价。
输电线路防冰除冰技术
输电线路防冰除冰技术综述一、除冰技术目前国内外除冰方法有30余种，大致可分为热力除冰法、机械除冰法、被动除冰法和其他除冰法四类。
热力除冰方法利用附加热源或导线自身发热，使冰雪在导线上无法积覆，或是使已经积覆的冰雪熔化。
目前应用较多的是低居里铁磁材料，这种材料在温度<O。
C时，磁滞损耗大，发热可阻止积覆冰雪或熔冰；当温度>0C时，不需要熔冰．损耗很小。
这种方法除冰的效果较明显，低居里热敏防冰套筒和低居里磁热线已投入工程实用。
采用人力和动力绕线机除冰能耗成本较高。
机械除冰方法最早采用有“ad hoe”法、滑轮铲刮法和强力振动法，其中滑轮铲刮法较为实用，它耗能小，价格低廉，但操作困难，安全性能亦需完善。
采用电磁力或电脉冲使导线产生强烈的而又在控制范围内振动来除冰，对雾淞有一定效果，对雨淞效果有限，除冰效果不佳。
被动除冰方法在导线上安装阻雪环、平衡锤等装置可使导线上的覆冰堆积到一定程度时，由风或其它自然力的作用自行脱落。
该法简单易行，但可能因不均匀或不同期脱冰产生的导线跳跃的线路事故。
除上述方法外，电子冻结、电晕放电和碰撞前颗粒冻结、加热等方法也正在国内外研究。
总之，目前除防冰技术普遍能耗大、安全性低，尚无安全、有效、简单的方法。
1、热力融冰（1）三相短路融冰是指将线路的一端三相短路，另一端供给融冰电源，用较低电压提供较大短电路电流加热导线的方法使导线上的覆冰融化。
根据短路电流大小来选取合适的短路电压是短路融冰的重要环节。
对融冰线路施加融冰电流有两种方法：即发电机零起升压和全电压冲击合闸。
零起升压对系统影响不是很大，但冲击合闸在系统电压较低、无功备用不足时有可能造成系统稳定破坏事故。
短路融冰时需将包括融冰线路在内的所有融冰回路中架空输电线停下来，对于大截面、双分裂导线因无法选取融冰电源而难以做到，对500 kV线路而言则几乎不可能。
（2）工程应用中针对输电线路最方便、有效、适用的除冰方法有增大线路传输负荷电流。
输变电线路覆冰原因及其消除措施
输变电线路覆冰原因及其消除措施摘要：随着我国电力事业的快速发展，大量电能源源不断地输入到千家万户和各个领域中去。
电力系统作为国民经济的生命线，在国民经济建设进程中起着举足轻重的作用。
由于输变电线路是输送电能与输送电流的关键通道，因此对输变电线路安全运行提出了更高的要求。
冬季来临时，气温降低使电线绝缘层会逐渐发生变化。
当导线表面有薄冰时，由于空气阻力和温度梯度差，使导线上升到空中并形成冰挂。
当导线覆冰过厚时，将影响导线对地绝缘以及接地等，进而影响电力系统的安全稳定运行及供电质量。
关键词：输变电线路；覆冰原因；消除措施引言由于我国的电力线路规模较大，覆冰电力线路正在成为河南、河北、贵州、云南、四川、陕西等省发生严重事故的原因之一，其中内蒙古地区出现了冰雪问题，影响电网建设和电网运行的主要原因是断线、断杆等故障。
这可能会降低网络流量的安全性，并极大地影响国家网络的安全性。
1输变电线路覆冰概述输变电线路覆冰主要是因为大气中的水蒸气在遇到温度在冰点以下的输变电线路时释放热能，而气体本身在线路表面形成覆盖冰层。
由此可以发觉输变电线路覆冰的影响因素主要有大气湿度以及大气温度。
相对来说，温度的影响更多一些，空气对流也对线路覆冰有一定影响。
大气中的水蒸气遇冷会发生凝聚。
当温度过低时，落地之前会形成冰雨。
由于形成的冰雨稳定性差很简单凝聚成冰，尤其遇到温度较低的输变电线路时，这些凝聚而成的冰，经过风的作用发生形态变化，形成雨淞或者雾淞。
2覆冰的形成机理冰雪覆盖不仅是由于天气原因，而且由于电磁和地理因素的影响，在寒冷和温暖的空气长期交汇的时候，我国北部出现了大量的高应力冰层，这意味着温暖和潮湿的气流很少出现在北方。
唯一受影响的是缺少形成冰的自然条件的冷空气与来自北方的冷空气接触，南方的热量在它们相交的地方产生热量，使它们在空气温度高于0°C且地球温度低于0°C的地方产生热量，冬季结冰发生在我国北方的路线数低于南方，因为我国北方温度过低，湿气很容易凝固成雪花，雪花对我国云南、贵州等地的周长影响不大，冬季经常形成大片的冰冻雨区，这是一个水凝结和释放热量的过程，雪花从冰晶上脱落，并且它们会产生水滴，在接近地球的空调温度低于0°C时释放热量，当冷却水接触到导线时，就会凝固并形成结冰的桶当我们研究冰是如何形成的时，我们必须考虑湿度和其他因素，这是冰形成过程中热力学的基础，但这并不能很好地解释冰的性质和形成冰的其他因素。
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。
输电线路防冰除冰技术
输电线路防冰除冰技术输电线路防冰除冰技术综述一、除冰技术目前国内外除冰方法有30余种，大致可分为热力除冰法、机械除冰法、被动除冰法和其他除冰法四类。
热力除冰方法利用附加热源或导线自身发热，使冰雪在导线上无法积覆，或是使已经积覆的冰雪熔化。
目前应用较多的是低居里铁磁材料，这种材料在温度0C时，不需要熔冰．损耗很小。
这种方法除冰的效果较明显，低居里热敏防冰套筒和低居里磁热线已投入工程实用。
采用人力和动力绕线机除冰能耗成本较高。
机械除冰方法最早采用有“ad hoe”法、滑轮铲刮法和强力振动法，其中滑轮铲刮法较为实用，它耗能小，价格低廉，但操作困难，安全性能亦需完善。
采用电磁力或电脉冲使导线产生强烈的而又在控制范围内振动来除冰，对雾淞有一定效果，对雨淞效果有限，除冰效果不佳。
被动除冰方法在导线上安装阻雪环、平衡锤等装置可使导线上的覆冰堆积到一定程度时，由风或其它自然力的作用自行脱落。
该法简单易行，但可能因不均匀或不同期脱冰产生的导线跳跃的线路事故。
除上述方法外，电子冻结、电晕放电和碰撞前颗粒冻结、加热等方法也正在国内外研究。
总之，目前除防冰技术普遍能耗大、安全性低，尚无安全、有效、简单的方法。
1、热力融冰（1）三相短路融冰是指将线路的一端三相短路，另一端供给融冰电源，用较低电压提供较大短电路电流加热导线的方法使导线上的覆冰融化。
根据短路电流大小来选取合适的短路电压是短路融冰的重要环节。
对融冰线路施加融冰电流有两种方法：即发电机零起升压和全电压冲击合闸。
零起升压对系统影响不是很大，但冲击合闸在系统电压较低、无功备用不足时有可能造成系统稳定破坏事故。
短路融冰时需将包括融冰线路在内的所有融冰回路中架空输电线停下来，对于大截面、双分裂导线因无法选取融冰电源而难以做到，对500 kV线路而言则几乎不可能。
（2）工程应用中针对输电线路最方便、有效、适用的除冰方法有增大线路传输负荷电流。
相同气候条件下，重负载线路覆冰较轻或不覆冰，轻载线路覆冰较重，而避雷线与架空地线相对于导线覆冰更多，这一现象与导线通过电流时的焦耳效应有关，当负荷电流足够大时，导线自身的温度超过冰点，则落在导体表明的雨雪就不会结冰。
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
架空输电线路导地线、杆塔覆冰危害及防治
架空输电线路导地线、杆塔覆冰危害及防治摘要：自2008年冰灾后，输电线路设备覆冰情况日益频发，恶劣环境下的架空输电线路大面积覆冰，导致杆塔、绝缘子倒塌，严重影响输电网的正常运行。
2016年3月、2017年1月、2017年12月，新疆部分地区均爆发出大面积覆冰事件，造成新疆电网输电线路设备受损、电网稳定收到严重威胁。
因此，架空输电线路在冬季的运维工作中，防治覆冰隐患已作为重中之重。
关键词：输电线路；导地线；杆塔；覆冰；运维0 引言覆冰输电线路容易发生多种事故，是影响电网安全稳定运行的重要因素。
输电线路覆冰，会导致杆塔荷载过大，导线弧垂变大，脱冰时导地线发生跳跃等现象。
近几年来，大面积覆冰事故在全国各地时有发生，输电线路覆冰导致跳闸及倒塔的事故越来越严重。
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。
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。
1 输电线路覆冰危害的特点线路覆冰倒杆（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。
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输电线路覆冰危害及防冰除冰技术分析
摘要：阐述了网架覆冰的形成机理，影响覆冰的各种影响因素，并对覆冰的
危害进行了分析。
本文列举了近几年来国内外不同类型的覆盖冰监控技术和防冰、除冰技术，并对其进行了比较和分析，总结了其存在的问题，并提出了未来的研
究和发展趋势。
关键词：电网覆冰；覆冰监测；除冰；防冰
引言
在自然环境中，电网的运行与气候、环境密切相关，由于气象条件的改变，
电网在长期遭受风吹雨打的情况下，其运行的安全性将会大大降低。
近几年，大
规模的输电线路覆冰事故频发，例如在2008年初出现的大规模低温，直接导致
了经济损失1516.5万元，灾情人数突破一亿。
为减少或减少雨雪、冰雪灾害给
电网带来的重大损失、降低维修费用和维护费用，保证人民群众日常生活和工作
的供电需要，输电线路覆冰和除冰技术研究成为一个越来越迫切的课题。
1、输电线路覆冰的成因及危害
1.1输电线路覆冰的成因
自20世纪五十年代起，美国、俄罗斯、日本等国都对覆冰进行了大量的观
测与研究。
根据其形成条件，可将其分为三大类：雨凇、雾凇和混合凇。
雨凇是
一种很难清除的雾凇，它具有很强的粘性，但是它的形成条件比较苛刻。
由于被
冻成了致密的透明冰锥，附着在接触面上，因此极易发生覆冰事故，对电力系统
的各个部件都有很大的影响。
覆盖冰是一个复杂、多因素的过程，气象条件、线
路安装条件、线路走向、绝缘子的尺寸、流经电流的大小等因素，都会对覆冰的
影响。
在这些因素中，大气温度、液态水含量、空气中或云中的过冷水颗粒的直径、风速、风向等四个方面对覆盖冰盖的影响。
这4个因子对覆盖冰层的种类及
严重性有重要影响。
电网覆盖冰的前提是：大气温度、传输线路各设备表面温度不能超过0℃；
大气含水量超过85%；风速超过1米/秒。
此外，由于电场的吸引作用，使水珠粘附在电线上。
因此，与无电线相比，
带电线路上覆冰的厚度要大得多。
在绝缘子类中，以复合绝缘子为例，其覆盖范
围愈大，覆盖面积愈大，而下部伞裙覆盖的速度比上部和中部都要快。
此外，非
带电覆盖层与带电覆盖层之间的关系也存在着显著的差别，且因其内部的杂散电
容而使绝缘子的各个部位发热程度有所不同。
因此，在不带电覆盖的情况下，绝
缘子结冰的起点在终端和接地终端，而在带电覆盖后，仅在接地端开始。
1.2输电线路覆冰的危害
导线的损伤危害；导线对于同一区域，海拔愈高，则愈易发生覆冰，覆盖的
范围也愈大，若路线与气候风向呈90度角，则每小时、每单位面积上都会有更
多的雨珠、雨珠，覆冰情况将更为严重。
在常规风速小于8米/秒的情况下，直
径小于40毫米的电线，其直径愈大，则更容易覆冰；直径大于40毫米的情况下，冰的数量会随着直径的增加而减少。
金具的损伤危害：金具在外部环境（如风）的长期作用下，接触面间发生摩
擦而使金具材料逐渐减少至承担的载荷超过其破坏荷重，便导致断裂失效。
在低
温气象条件下，金具缝隙内的水结冰后，会导致体积增大，将金具下部撑大。
当
外部温度升高时，冰融成水会进入下部被撑大的空间，水再结冰时，金具体积又
会增大。
经过数次循环后，加上金具材料自身的脆性，金具的下部会因被冻裂而
失效。
杆塔的损伤危害：杆塔横担扭曲，对绝缘子会产生损害。
当温度为0摄氏度时，当电线的拉力降低到20-80 N/mm2时，就会发生抖动。
另外，随着覆冰厚度、脱冰档档位、脱冰量、突起高度变化等因素的影响，在固定档位下，不均衡拉力
随着悬挂绝缘子的长度增大而降低。
目前，国内外有关绝缘体覆盖冰的闪络效应主要是针对其结构及悬垂形式的
作用而进行的。
此外，覆盖冰的闪烁度与其上的杂质状况有很大的相关性，而盐
含量对其电位的变化有很大的作用。
贾会东等研究了杆状悬式陶瓷绝缘子，结果
表明：随着盐密度、污秽度及覆冰水中导电系数的增加，此类绝缘子覆盖冰闪络
的电压逐渐降低。
另一种看法认为，非均匀覆盖的冰层容易产生电场畸变，进而
对绝缘体的工作特性产生不利的影响，但是至今尚无系统性的理论和方法。
当电
线被非均质冰体覆盖时，线路极易出现飞舞现象，而在融冰期出现不同步脱冰会
导致导线缩紧断裂。
2、覆冰监测技术
由于覆盖范围广，地理条件差，因此，采用人工采集覆盖冰情的方法很困难。
在信息技术、网络通讯技术飞速发展的今天，电力电缆覆冰状况的检测技术也得
到了极大的发展。
吕玉祥等人建议利用称重方法对绝缘子串的张力进行监控，以
此计算出覆盖冰层的重量。
邢毅等改进了常规称重方法，把微气象资料和覆冰的
力学分析结合起来，使得主站能够更精确地判断出输电线路覆冰情况。
基于绝缘
子遥测系统，李敏等提出了基于静态图像的短信服务方法，通过对传输线路的实
时影像进行实时传输，以便于及时制定维修策略。
李昭延等通过对覆盖层冰层进行边缘检测，可实现覆盖层厚的远程在线监控，比手工辨识更为客观。
首先，将电力电缆的图像采集到 GSM/GPRS网络，通过模
糊化、图像分割、边缘检测、径向距离计算等方法，得出覆盖冰层的厚度。
黄新
波等人利用中值滤波、跟踪补偿等技术，对复杂的冻雨条件下的采集数据进行了
清晰化，使其相对误差小于4.8%。
此外，张松海等根据动力拉力与倾斜角度的关系，还建议采用倾斜角度来判定线路覆冰程度；蒋健提出，在恶劣气候条件下，
采用光栅式应力传感器，可有效地对其进行准确的测量。
3、输电线路防冰、除冰技术
3.1热力除冰
加拿大最先在1993年应用了一种快速融化冰块的短路电流，这是一种利用
励磁调整技术提高线路电流从而产生的热量，逐渐将覆盖在冰层上的冰层剥离。
Landry采用零启动和全电压脉冲合闸的方式来达到短路融冰的目的。
但是，由于
短路除冰的效率受到输电线路长度及电网无功功率的制约， Granger认为，在
500 kV线路中采用短路融冰技术是可行的。
范松海等对高频激励下的导线“趋肤
效应”进行了研究，使输电线路上的电流发生加热，达到融冰作用；采用这种方式，可以有效地消除冰冻，但是，高频激励设备的日常维修和维护，不仅要花费大量的时间和精力，还会对电力系统周围的通讯线路产生一定的干扰。
因此，这种方法在实际生产中的应用还需要进一步探讨。
3.2机械除冰
最初的机械除冰技术起源于手工用钢刀铲，到后来，由操作者远程控制电线上的活动设备，利用设备上的钢刀把覆盖在电线上的结冰清除。
该方法在降低电力消耗的同时，也会对输电线路的表面产生损害。
随着机械臂的设计与使用越来越广泛，高璐等人研制了一种用于磨削、捶磨、自动避障的钢丝除冰机器人。
减少传输线的损害。
3.3憎水材料防冰
当前，电力系统中的绝缘子解冰设备在设计、安装等方面存在诸多限制，因此，目前最普遍的方法就是在绝缘子的表面涂敷疏水材料，同时，国内外的研究人员也在积极探索适合的疏水型防冰涂料。
例如，超疏水性铝合金，微纳米防冰材料等。
清华大学贾志东等人也建议将室温下的硫化硅橡胶涂于绝缘子的表面，使其在冰雪环境中的表面电阻减小，并通过表面热作用来减小绝缘层的结冰量。
但由于表层涂料无法彻底清除结冰，长期的冰冻天气仍然会在憎水层上结冰，因此在极端严寒天气下，憎水材料的防冻作用并不显著。
结语
通过对国内外有关输电线覆冰原因的探讨，并结合相关的除冰技术，进行了大量的技术工作，如：监测输电线的覆冰状况、热力除冰与机械除冰技术与装置的设计、耐水防冰的研制等。
以下是有待进一步改进的部分。
(1)持续改进覆盖冰层监控的精确性和持续性，确保在恶劣的天气条件下仍能维持较好的监控效果，并且希望监控设备易于安装和检修。
(2)对先进实用耐用的防冰除冰技术进行研究，例如研制出高效、低耗的机械除冰设备、防冰涂层技术。
(3)为提高电力传输线的除冰工艺，采用一种在线监控系统对除冰器的启动
和关闭进行控制。
在绝缘子的结冰超过某一层时，如果能在适当的时间内启动，
就可以避免结冰的厚度；如果绝缘子的覆冰数量很少，而且具有自动融化的能力，不需要任何起爆设备，可以节省能源。
我们坚信，今后，我们国家的电力系统防
覆冰技术将会进一步提高，达到一个新的水平，更加高效，更加智能，更加节能。
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