架空输电线路防冰害措施研究

架空输电线路防冰害措施研究

王文杰

国网连云港供电公司 , 江苏 连云港 222000

摘要：架空输电线路极容易受到自然天气下冰害的影响，威胁输电线路运行的安全性和稳定性，不利于持续和稳定的输送电能，因此需要做好防冰害措施。由于输电线路暴露，在自然环境中，很容易受微气象的影响，特别是在冬季，容易受到冰害侵扰，导致线路覆冰，威胁线路的正常输电功能，因此，对架空输电线路进行防冰害措施探究，对我国架空输电线路的正常运行具有重要的现实意义。本来将主要分析输电线路覆冰和脱冰带来的危害，冰害故障产生的主要原理和对架空输电线路进行防冰害措施研究，从这三个层次来对输电线路进行分析。

关键词：架空输电线路，防冰害措施，研究

1 输电线路覆冰和脱冰的危害

由于高压输电线路处在自然环境中，受微气象影响很容易发生覆冰现象，在冰雪灾害的天气中，很容易发生输电线路的杆塔倒塌、绝缘子掉串和导线断线等一系列故障，严重威胁输电线路的正常运行，同时对周围环境会造成巨大的安全隐患。因此需要对输电线路进行覆冰、舞动和脱冰现象的研究，以减轻自然冰害对架空输电线路带来的影响。

2 输电线度覆冰障碍产生的主要机理

第一，雨凇。雨凇是自然气温在0摄氏度左右时，自然水汽附着在输线路表面的透明冰层，由于此时水汽的单位体积质量最大，因此，当其附着在塔塔杆、和导地线、绝缘子，金具上面时对架空输电线路产生的危害最大。我国西南部地区在冻雨天气下很容易发生雨凇状况，而北方气温较低，过于寒冷，出现的概率较小。

第二：雾凇。雾凇主要有两种类型，第一种是雾凇的质量和密度都较大的类型，它属于雾凇凝结而形成的粒状雾凇。另一种是质量和密度都相对较小的类型，它类似于在普通降雪天气下，不容易附着在铁杆、绝缘子和导地线上，并且很容易掉落的物体。总体而言，雾凇的质量和密度排在第三位，因此，对于架空输电线路造成的威胁也排在第三位。

第三：混合凇。混合松是雨凇和雾凇的混合体，它的单位体积、质量和密度排在第二位，对输电线路的危害也排在第二位。

第四：湿雪。失血就是普通天气状况下的降雪，并未形成结冰或者结冻晶体。它的质量和密度最小，因此对架空输电线路的危害也是最小的。

综合而言，上述四种形式是导致输电线路覆冰的主要原因，其中雨凇是造成线路覆冰的最大威胁。

绝缘子覆冰故障。在特殊天气，例如降雪和冰冻环境下，绝缘子上伏兵后绝缘性能降低，很可能使绝缘子发生闪络故障。若在极端天气出现之前绝缘子有一定污染，则会进一步加深闪络故障，是闪络电压的数值降到更低。由于绝缘子上产生的覆冰能够在绝缘子伞裙上连续复着，则很容易导致导线和铁塔发生短路，从而造成跳闸问题。

覆冰舞动故障。若输电线路的导线有积雪和覆冰状况，在风力作用下，特别是北风的影响，很容易发生跳舞现象，这就是导线的舞动。若线路路径的方向，和风向的角度较大，从而产生不均匀脱冰现象，会进一步加大舞动现象，特定区域由于地形影响，线路很容易受到舞动干扰而产生负面作用。若导线和导线之间、导线和地线遭受鞭击，也很容易出现舞动跳闸故障，同时多回路线路和多分裂导线线路更容易受到舞动事故的影响，从而降低架空输电线路的正常运行功能。

覆冰过载故障。覆冰过载故障主要指受冰害影响，铁塔承受过大体积和质量的冰体，从而使铁塔发生倒塌的故障。绝缘子覆冰过载很可能使绝缘子发生断裂、掉串等问题。若导线出现覆冰过载现象，同时再加上风力和不平衡张力的影响，很容易造成导地线断裂。或者铁塔、导地线、绝缘子、金具等由于受到不均匀，不平衡的覆冰影响，使输电线受到不平衡受力，同一耐张段，档距内由于受到覆冰重力，会影响其他档距下铁塔所承受的张力，若某一个耐张段或者金具或其他环节的承载力达到极限，都会影响整个架空输电线路运行的稳定性，引发安全问题。

脱冰故障。导地线受热脱冰时会受到反向力的影响，使导低线发生弹性跳跃，同时，在风力的复合影响下，脱冰跳动的幅度会增大，从而使导线和导线，导线和地线之间产生鞭击跳闸故障。由于线路路径不同，气象条件不同，地形条件不同，各导线之间的覆冰情况不均匀，在后续脱冰过程中也会产生不均匀脱冰现象，脱冰对导地线的张力、铁塔受到的张力和整个耐张塔受到了张力影响很大，方向和力度都具有极高的不确定性，因此很难进行管理和防范，会对线路运输造成很大危害。

3 输电线路常用的防冰害措施

3.1 从设计层面进行防冰害

设计层面需要做好线路和角度设计。对于有较高覆冰和舞动现象的区域，在线路规划使应该提前防范，尽量避开，选择有较低并害威胁，更好的自然条件区域。同时，线路选择是也应考虑线路的走线角度，由于我国冬季通常以北方为主，需要考虑北风的角度来减少自然因素的干扰。

塔型和材料的设计。应该选择具有加强型塔型，能够增强塔杆的防冰害水平。选择倒地线材料时，应该尽量选择具有新型防覆冰导地线的型号，也减少冰雪的附着力，从而达到防冰害效果，但选择这种材料会使工程造价相对较高。对绝缘子材料的选择，也应选取憎水和憎冰类型的材料，也可以选择有特殊涂层的导地线和绝缘子，以减轻冰雪的附着率。

孤立档设计。若需在有较高覆冰灾害的区域设置输电线路，则应该采用孤立档的设计方式，或者可以通过减少直线塔的数量来提升高杆塔的抗冰能力，能够使在故障发生时所使用的抢修时间降低到最短。

3.2 从大修技改层面防冰害

大修。大修层面主要是对铁塔进行全塔双螺帽的加固，增加双联双挂点绝缘子串，通过加装耐张线夹和护线条来对导地线进行加固，同时，管理人员应该及时更换遭受污染的绝缘子，有效开展防冰害工作。

技改。在技术改造层面主要对具有严重冰害的区域进行道路改道处理。

3.3 从巡视监测层面防冰害

巡视监测层面主要针对对架空输电线路的日常维护，实时监测线路运行情况是否出现覆冰现象，以及覆冰现象的严重程度，通过巡视监测能有效保证管理人员对线路运行状况的全面了解，根据具体情况能够采取有效的除冰措施，科学地进行融冰，保证架空输电线路的正常运行。

特殊巡视。应该在出现冻雨或冰雪的天气下进行特殊巡视，冬季极端天气下更应加强特殊巡视，及时了解覆冰和舞动高发区的线路运行情况。

在线监测装置。在具有滨海高发区的区域，在塔杆安装监测装置，能够有效实现对塔杆附近的自然条件进行实时监测，能够更加经济，更加省力省时地进行监测管理。

地面模拟观测点。为了减轻冰雪天气对线路和塔肝造成的影响，应该在塔杆附近建立起模拟观测点，对，可能出现的天气状况进行参数预设，选取有相同导线型号的设备来进行服兵模拟，及时了解到导线所能承载的浮冰厚度，能够有效做好方案准备，做好预备措施来减轻覆冰对线路运行安全带来的威胁。

3.4 改进绝缘子防冰害

加强对绝缘子材料的管理，需要做好污染清除工作，也避免线路表面形成冰帘现象。

在减少污秽方面，可以通过定时检查，清洗和更换绝缘子材料，也充分发挥绝缘子抗冰害能力。在减轻冰帘现象方面，可以通过插花式的排列形状来穿插大盘径的绝缘子，也可以采用v型或者倒v型的排列方式来进行，通过排列方式来减轻冰帘现象发生的概率。

3.5 除冰融冰的措施

可以通过机械除冰和热力除冰两种方式开展输电线路的除冰工作。机械除冰的安全系数较低，可操作性能较差，对管理人员的体力和技术需求较大，而且很容易受到地形的限制，不易使用。热力除冰比较新颖，通过电力来进行智能化除冰，能减轻对其他设备的破坏。

4 结语

输电线路防冰害十分复杂，应该做好区域总体规划工作，做好输电线路各环节的技术和管理把控，应用新技术来提升除冰效果。

参考文献：

[1] 杜超, 马东炬, 张涛,等. 架空输电线路防鸟害措施研究[J]. 通讯世界, 2018, 000(005):229-230.

[2] 陈金君. 架空输电线路防鸟害问题探讨[J]. 科技信息, 2009(35):786.