摘要：电源分布在地理位置偏僻的山区或者林区，这些地理位置偏僻的地区的天气条件往往比较复杂。架设的输电线路极易发生覆冰现象，严重的覆冰甚至会对输电线路的电气特性和机械特性造成影响，最终导致事故发生，阻碍供电线路的安全稳定运行。
关键词：架空输电线路；覆冰；危害；应对措施
一、覆冰种类分析
输电线路覆冰种类主要有四种:(1)雨凇。雨凇主要是指在冻雨期,一些低海拔地区出现的覆冰问题。这一覆冰类型的持续时间不会太长,当周围环境的温度降至冰点时,输电线路将会出现积冰透明的现象。此外,这一现象与导线的粘合力有着一定的关系。相比于冰的密度而言,雨凇密度较低,并且雨凇是混合凇覆冰的一种初级形式。(2)混合凇。当外面的环境温度降到冰点以下时,如果外界环境中风较大,就会形成混合凇。混合凇覆冰条件下,冰在输电导线上有着较大的粘合力。此外,如果导线长期暴露在湿气环境中,就容易出现混合凇。混合凇在密度方面较高,并且出现的速度相对较快。因而,混合凇对于导线的危害较为严重。(3)软雾凇。如果低层云中有着较多的过冷水滴,当温度降低时,就会形成这一覆冰形式。这一类型的积冰雨风速有着密切的联系,并且冰不透明,密度较低。因而,在输电线路上的附着力较弱,容易出现单向结冰现象,进而造成输电线路发生机械失衡的问题,这一形式的覆冰对输电线路不会造成严重的威胁。(4)白霜。当外界环境的温度低于0℃,空气中的水分与物体接触,湿气就会在物体的表面进行凝合,最终将会形成白霜。由于白霜在输电线路的上附着力相对较弱,因而即便振动的幅度较小,白霜也会从电线的表面上挣脱出来,因而白霜并不会对输电线路的运行造成严重的影响。
二、输电线路覆冰的形成原因
输电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。由此可以发现输电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,除此之外空气对流这一物流现象也对线路覆冰具有一定影响。大气中的水蒸气遇冷会发生凝结,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容易凝结成冰,尤其遇到温度很低的输电线路时。这些凝结而成的冰经过大气中风的作用发生形态的改变,形成雨淞或者雾凇。
三、应对输电线路冰害的措施
（一）提高不同区域冰雪状况的掌控力
电网企业应加强与当地气象部门的合作力度，及时调查分析不同地区输电线路覆冰事故的发生概率，以及时掌握准确的天气变化情况，针对性的采取有效的防冰与除冰措施。为了增强除冰效果，电力企业还应对比分析往年的气象数据信息，通过天气情况的综合对比及时预测未来天气的变化。
（二）覆冰线路除冰技术
热力除冰技术:热力除冰技术主要是应用加热手段对覆冰线路进行加热，使线路覆冰融化进而脱落。现阶段应用比较多的热力除冰技术主要有短路电流、过电流、热力、热水、阻性线，对于输电线路除冰比较适用的是过电流和短路电路技术。利用输电线路热力防冰:输电线路覆冰对于电力通讯以及电力运输有着极大的危害，因此输电线路预防和清除覆冰工作的优劣决定供电线路能否安全稳定运行。预防覆冰主要是减少覆冰体积使其在可承载负荷内。线路覆冰清除的主要方法是导线热力除冰，采用的技术手段主要有，铁磁材料线、热吸收器、电磁波微波激光器。导线热力除冰法缺点有以下几方面：耗能高，工作时需要1～10kw/m²的功率；运行成本高；高效率运行时也仅对初期覆冰有效果。
（三）短路电流热融冰方法
该方法可以分为两种不同的形式:交流短路除冰与直流短路除冰,这两者都是采用热力融冰原理进行覆冰问题的解决。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于直流短路融冰方法而言,它与以往所使用的交流三相短路融冰法有着较大的差别,这一差别主要体现在相数方面。因为所用等效电路中的直流阻抗要比电路中的交流阻抗小得多,因而该技术应用时对于电源容量没有较高的要求。现阶段,直流融冰装置主要用到了以下几种电路:比如说高压断路器以及续流电路,同时还有用到过三相桥式整流电路。此外,该装置中还用到了平波电抗器等装置。一般来说,可以将直流融冰装置分为三种不同的形式:户内、户外以及车载形式。根据应用环境与应用条件的不同,这三种方式各有优缺点,具体选用时要对覆冰问题的实际状况进行分析。
（四）增强输电线路与地形气候的关联
输电线路的设计人员在设计线路时应充分结合当地的地理情况与气候因素，充分减少地形地势、冰害以及地表植被的影响程度，保证线路设计的合理性，消除更多的负面影响。同时，电力企业还应掌握区域内各种覆冰数据的信息，保证有效性与及时性，增强导线冰害事故的防御能力。电力企业还应制定灵活性与全面性较强的覆冰灾害应急预案，针对可能出现的覆冰问题准备更多的智能设备，提高输电线路的检修效果。
（五）改变导线排列方式、减小档距增加杆塔
以往在进行输电线路在设计施工时,由于缺乏相应的标准与规范,并且没有成功的除冰雪经验作为参考,因而线路的覆冰问题相对严重。以往线路架设工作中,主要使用的是“上”字型混凝土单杆,并且输电线路主要呈斜三角形排列。这种排列方式容易造成导线覆冰问题。为了合理解决这一问题,要对其进行精确的计算,并且要改变杆塔横担的结构,将原来的斜三角形排列方式改为目前所使用的正三角形。这样一来,就可以有效的解决线路覆冰问题。其次,对于一些重冰地区,较大档距容易引发导线、地线混线问题,并且还容易造成跨越物接地等问题。因而,要对杆塔档距进行改造,尽可能的降低档距。改造过程中可以采用适当增加杆塔的方式来有效缩短档距,并且可以改变导线、地线的应力状况,对于覆冰荷载进行有效的转移。但这,这一措施需要花费较大的费用,并且改造过程中需要进行长时间的停电,因而选用时应当谨慎。
（六）融冰需要注意的问题
推行电网差异化设计原则,提高重要线路的抗灾能力。为确保供电设施的安全可靠,对重要线路和特殊区段采取差异化设计,提高安全水平;针对架空输电线路,交流短路融冰法与直流融冰法是两种供大电网普遍有效应用的融冰方法;受容量限制,目前500kV交流线路只能用500kV变电站固定式直流融冰装置融冰:220kV、110kV、35kV交流线路既可用交流短路融冰法,也可用站间移动式直流融冰装置融冰;一般情况下选择低一电压等级作为交流短路电源点进行220kV、110kV、35kV交流线路交流短路融冰可操作性相对较强。10kV线路宜用移动式发电车带直流融冰器融冰;考虑经济等因素,500kV直流线路整线直流融冰不太现实,只可能通过移动式大容量直流融冰装置实现分段融冰,建议凝冻天气时,在系统安全许可情况下令500kV直流线路满载或过载以尽量使之达到或接近保线电流。
四、结论
我国输电线路覆冰相关研究较多，但未有效涉及覆冰区域，且相关措施的实施效果较差，无法获得预期的除冰效果。对此，还应进一步强化覆冰机理的研究工作，在收集分析覆冰观测地形气象数据的基础上，建立实用性较强的覆冰在线监测系统，并采用先进的除冰技术，提高输电线路防冰除冰的水平，为电网企业带来更大的经济与社会效益。
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论文作者:徐俊镭
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
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