冀北电力有限公司廊坊供电公司
摘要：输电线路作为电力企业运送电能的重要组成部分，是当前电力行业关注的焦点。近年来，冰雪灾害的事件频繁发生，导致输电线路几近崩溃。高压输电线路的荷重能力是有限的，当冰雪的厚度过大时，线路的承重达至极限会拉弯输电线的线桩，从而使电力运输系统坍塌，进而影响当地的用电居民及企业，导致整个国家的经济下滑，降低了国家的发展水平。因此，分析高压输电线路抗冰灾的研究现状及发展趋势成为当下的重要课题，是世界各国关注的焦点。
关键词：高压输电线路；冰灾危害；研究现状；发展趋势
引言：高压输电塔-线体系是电力系统的生命线一样的存在。然而近年来的冰雪灾害极其严重。冰雪灾害导致的线路舞动、冰闪跳闸、通信中断、设备损坏等电力系统故障时有发生。世界上很多的国家如美国、英国、日本等国家都遭受过冰灾的危害，当然，我国也是遭受冰灾受难国之一。通常来说，地导线与铁塔覆冰的荷载力是高压输电塔-线体系极易发觉的，但是近来的冰灾实例表明，这一体系仍然存在着不足，缺乏切实有效的融冰、除冰技术。因此，基于高压输电塔-线体系的基础理论知识，需要对高压输电线路的抗冰灾系统的关键技术作进一步研究。
1、高压输电线路的研究现状
高压输电线的覆冰主要是雨凇、雾松、混合淞、积雪、白霜等几大类型。在这里主要研究了雨凇覆冰的现状。自全球气温变暖以来，世界各国对冰雪灾害的模型研究一直不曾间断。当然，我国的气象科学技术人才也在努力分析并改进当下的抗冰灾高压输电线-塔体系的关键技术。例如刘和云、周迪通过对冻雨降水产生的覆冰的物理过程分析后，曾提出了一个覆冰模型，这一模型和国外许多预测分析模型相符合，但是仍然存在覆冰增长与导线直径之间关系不明确的缺陷。
在设计高压输电线-塔体系时，基于现实的情况，仍然存在很多问题。目前，国内外的研究者主要是针对该体系的极限承载力以及可靠性。高压输电线以及铁塔是整个体系的首要部分，因此，基于风荷载对体系的极限承载力与可靠性研究是当下的任务。
2、输电线路抗冰灾中存在的问题
首先，覆冰模型预测不完善。近年来，全球气温明显上升，再加上冬季受强寒潮天气的影响会出现降温、雨雪、结冰并伴有大风的气候环境，使得高压输电线-塔体系极易出现线路被冰雪覆盖的情况。但是，就目前的高压输电线路来说，线路与线桩的荷载能力尚不能满足超极限厚度的冰雪的承载，由此引发的冰灾事故成了常见之态。虽然，全世界各国都在尽力研究精确预测冰雪的模型，但是根据已有模型进行高压输电线路覆冰模型预测时，由于导线、天气等多种因素的影响，尚且不能设计出针对各种自变量的因变量模型。
第二，覆冰对高压输电线-塔体系的破坏研究欠缺。就目前的研究数据来看，各国的技术人才对覆冰条件下输电线-塔体系的研究仍然是从静力学的研究层次出发的。但是，实际的情况是，断线倒塔的因素有覆冰承载力、天气、风力等等，仅仅从静力学方向研究是不能完成这一破坏研究。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，根据国内外的输电线路抗冰灾的研究资料结果，高压输电线路抗冰灾的现场实测与预测模型的研究几乎是没有的，那也就是说，为了更好地研究这一抗冰灾的发展趋势，科学技术人才必须要对这些方面进行深入的研究。
最后，高压输电线-塔体系的可靠性设计不完整。虽然当前的可靠性研究已经几近完善，但是对于重冰灾区而言，现在的高压输电线-塔体系可靠性设计还是存在较大问题的。由于该体系的可靠性设计都是以历史资料以及当前的实际情况为基础的，高压输电线-塔体系的抗冰灾极限承载力研究都只是小变形和材料线性假设的层面，那么，针对现实社会的高压输电线路的大变形的铁塔研究方法还是没有涉及。
3、高压输电线路抗冰灾研究的有效措施
3.1进一步研究输电线路的覆冰模型
高压输电线路抗冰灾研究，需要进一步的调查、研究实际的输电线路的覆冰情况，对具有代表性的覆冰情况进一步分析，得出更加有效预测高压输电线路的覆冰模型。具体来说，应该先选择出各个具有代表性的气象站对冰灾的观测结果，由科学研究人员模拟实际情况设计输电线路的覆冰模型。针对这一模型进行理论研究，给出导线覆冰模型的适用公式，结合当地气象局的观测结果，进一步研究常用的高压输电线-塔体系的非均匀受力的动力学与静力学相结合的力学理论，为铁塔设计以及高压输电线路抗冰灾研究提供保障。
3.2研究覆冰对高压输电线-塔体系的破坏机理
正如前面的分析结果一样，由于覆冰的均匀度厚度不一样，覆冰条件下，高压输电线路被破坏的程度也是不一样的。我们需要更加重视重冰灾区域的覆冰对输电线路的破环研究，同时，也需要根据典型的受灾区域的覆冰情况、破坏程度得出适合更大范围的高压输电线-塔体系抗冰灾的模型。
通过实地勘察以及类似环境的破坏结果分析，设计出适合不同地区的高压输电线-塔体系。进一步进行数值模拟，给出准确的导线断线的冲击荷载时间长度以及冲击效应的动态数值模型。
通过理论研究、实验分析与数值模拟相结合的研究，得出典型的、适用范围广的高压输电线-塔体系的破坏机理，保证覆冰模型的设计更加合理、可靠。
3.3提高覆冰的高压输电线路的可靠性
不同气象条件下，覆冰的高压输电线路的安全稳定是当前研究的重点。一个可靠度评估系统能有效的提高可靠性。主要是对不同气象条件的覆冰的高压输电线-塔体系的结构的可靠性与安全性评估，同时，研究各种随机自变量变动时高压输电线-塔体系可靠度的变动情况，得出相应的变化规律。另外，设计合适的可靠性标准是可靠性设计的基础。不同的设计标准对输电线路的造价不同，必须要结合研究分析与数值模拟才能得出具有代表性的高压输电线路抗冰灾模型。特别是对重冰灾区域的可靠性设计，适当提高设计的标准，实现重冰灾区域的模型建立。
4、结束语
高压输电线路是电力系统正常运行的重要基础。近年来，为了满足用户对电力的需求，高压、超高压、特高压输电线路相继出现。冰雪灾害成为阻挡输电线路输送电力的头号敌人。解决冰灾对高压输电线路的危害是当下重要研究内容。
参考文献
[1]尹超鹏，彭占胜.分析高压输电线路抗冰灾的相关问题及发展趋势[J].建筑工程技术与设计，2014，（33）：583-583.
[2]王洋.分析高压输电线路抗冰灾的相关问题及发展趋势[J].建筑工程技术与设计，2016，（14）：1932.
[3]黄敏.超高压输电线路覆冰舞动的静态特性研究[D].电子科技大学，2010.
[4]林捷.超高压线路抗冰灾技术研究[D].浙江大学，2012.
论文作者:周维康,白帆
论文发表刊物:《电力技术》2016年第11期
论文发表时间:2017/3/1
标签：高压论文; 输电线论文; 线路论文; 体系论文; 模型论文; 可靠性论文; 冰雪论文; 《电力技术》2016年第11期论文;