(云南电网有限责任公司曲靖供电局 云南曲靖 655000)
摘要：我国电力事业不断发展，电网结构日趋复杂，电力系统中电力线路覆冰是最严重的一种自然灾害，严重威胁着电力系统的稳定及安全运行，本文通过分析电力线路覆冰原因、覆冰影响因素及电力线路覆冰事故类型，从而提出相关预防措施，为解决覆冰问题提供参考借鉴。
关键词：电力线路；覆冰机理；预防措施
0 引言
2017年11月至2018年2月，云南省冷空气活动较往年明显增强，全省共出现了4轮大范围冷空气过程，云南省内低温雨雪凝冻灾害影响范围广、凝冻程度高、持续时间长、影响程度重，灾害程度仅次于2008年，对云南电网安全稳定运行造成了严重影响。
1 电力线路覆冰形成原因和分类
根据气象观测和电力线路运行经验，在入冬或初春季节，当气温为-5～0℃之间，风速为1～15m/s时，如遇浓雾、降雨等情况，空气湿度超过85%，将在导线表面产生以雨凇为主的覆冰。如果气温持续降低，则在雨凇外部继续产生混合凇，温度下降至-15～-8℃时，其余气象参数若不发生变化，还会继续生长雾凇。云南省地处云贵高原，海拔在1000m以上，境内沟壑纵横，地势高低不平，空气潮湿，受寒潮的影响，2018年初云南大面积的遭受了覆冰危害。导线表面发生覆冰现象必须满足以下几个条件：大气中必须有足够的过冷却水滴，过冷却水滴与导线接触，过冷却水滴立即冻结在导线表面。电力线路覆冰按性质可分为雨凇、混合淞、软雾凇、白霜和湿雪。
2 电力线路覆冰的影响因素
2.1 气象因素的影响
影响电力线路覆冰的气象因素主要有四种，即环境温度、空气湿度、风速风向和过冷却水滴的大小。当气温在-5～0℃之间，过冷却水滴直径较大，且风速较大时易形成雨凇；当气温在-16～-10℃之间，过冷却水滴直径较小，且风速较小时易形成雾凇，混合淞的形成介于雨凇和雾凇之间。
2.2高度因素的影响
影响电力线路覆冰的高度因素主要有三种，即海拔高度、覆冰凝结高度、导线悬挂高度。
就一个条件相同的地区来说，一般海拔高度越高线路越容易覆冰，覆冰越厚，且多为雾凇；海拔高度越低，线路覆冰越薄，且多为雨凇或混合淞。
凝结高度是以地面为起始基准的空气中水滴碰撞物体前可冻结的高度，它的大小对高海拔山区的导线覆冰具有决定性的影响。每一个地区都有一个起始结冰的海拔高度，即覆冰凝结高度，在凝结高度以上，随着高度的增加，覆冰厚度也随之增加。导线悬挂高度越高，线路覆冰越严重，这是因为空气中水分含量随高度的增加而升高，单位时间内向导线输送的水滴越多，覆冰也就越严重。
2.3线路走向的影响
东西走向的线路覆冰普遍比南北走向的线路覆冰严重，因为冬季大多为北风或西北风，对于南北走向的线路而言，风向与导线轴线基本平行，单位时间内输送到导线上的水滴比东西走向的线路少得多。
2.4导线本身的影响
导线本身对电力线路覆冰覆冰的主要影响因素有三类，即导线抗扭能力、导线直径以及负荷电流大小。
导线的直径主要影响过冷却水滴能够达到导线表面的有效空气层的厚度，当导线直径小于40mm时，随着导线直径的增加，覆冰量越大，当导线直径大于40mm时，随着导线直径的增加，覆冰量反而会减小。
3 电力线路覆冰事故类型
3.1 线路跳闸
电力线路覆冰后，在脱冰过程中，会使导线张力突然变化，导线张力的突然变化，相邻档不均匀覆冰或不同期脱冰等均会引起导线跳跃，有可能造成相间距离不够，发生短路而使线路跳闸。2018年2月1日至5日，昆明、曲靖、红河、玉溪、楚雄、文山地区气温骤降幅度较大，同时降水量也比较大，在气温和湿度共同条件作用下，上述地区线路易出现线路覆冰情况。经分析，主要原因均为线路实际覆冰厚度远超设计标准，造成导、地线安全距离不足，从而使得线路跳闸。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆2018年月6日昆明地区，2月7日至8日曲靖地区，因气温回升迅猛，短短3-4个小时期间，昆明和曲靖地区的大部分覆冰线路就基本完成自然脱冰，因快速非同期不均匀脱冰造成线路激烈跳跃，引发多条线路跳闸。
3.2 倒杆断线
导线覆冰后，其弧垂和张力增大，进而增大绝缘子串、金具、杆塔和基础的荷载。当发展到一定程度时，导线弧垂下降过大将导致对地或交叉跨越物间距不足发生放电，导线弧垂增大造成导线安全净距不足发生放电，甚至烧断导线事故，2008年冬春交替季节我国长江以南发生了历史罕见的长时间冬雨天气，线路覆冰远远超过设计覆冰厚度，导线覆冰最厚达110mm，造成上万基输电线路杆塔被压倒或拉倒，导地线断线。
3.3 绝缘子串闪络
绝缘子的冰闪是冰害的另一种，当绝缘子发生覆冰现象后，在特定温度下使绝缘子表面覆冰或被冰凌桥接后，绝缘强度下降，泄漏距离缩短。在融冰过程中冰体表面或冰晶体表面的水膜会很快溶解污秽物中的电解质，并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（而且还会引起单片绝缘子表面电压分布的畸变），从而降低覆冰绝缘子串的闪络电压。
4 电力线路覆冰的预防措施
4.1 技术措施
（1）加装大盘径绝缘子
在悬垂绝缘子串上端加装大盘径绝缘子，可以将横担上流下的冰水与绝缘子串本身的覆冰隔断，从而起到防冰的作用。这种措施对一般的降雪、降雾天气有较好的防范作用，但当绝缘子串本身的覆冰较重时，就失去了效果，因为绝缘子串本身产生的融冰水已足以形成短路，同时随着横担上融冰水的下落，大盘径绝缘子外侧的冰凌逐步增长，虽能与绝缘子串保持一定距离，但也会短接一部分空气间隙，从而降低闪络电压。
（2）绝缘子串插花
在瓷或玻璃悬垂绝缘子串上插花加装大盘径绝缘子、在复合绝缘子上插花增加大直径伞裙，通过这些大绝缘子片或大伞裙隔断融冰水，使其形不成连续短接的冰凌。但从理论上说，当覆冰达到一定程度、绝缘子串被完全包覆以后，也会发生冰闪。
（3）直流融冰
直流融冰技术的原理就是将覆冰线路作为负载，施加直流电源，用较低电压提供短路电流加热导线使覆冰融化。导线热力融冰法中的直流融冰方法是最有效的。
4.2 管理措施
（1）强化融冰管理
组织对覆冰在线监测终端，融冰装置等开展预试、检查和消缺工作，具备对线路开展直流融冰条件，并编制完成“一线一策”融冰方案。
（2）强化故障巡视
组织开展以直升机、无人机为平台的应急机巡作业。
（3）优化电网运行
制定地区电网解列后，运行控制措施和黑启动方案。在输电线路大面积、高密度跳闸的情况下，快速有效处置，成功化解了电网运行风险。
（4）加强作业管控
加强现场作业管控，通过统一指挥、有序组织和有效防护，未发生抢修复电过程中的人员伤亡和交通事故。
5 结束语
云南地区覆冰灾害气候对电力线路的破坏是很大的，通过对电力线路覆冰机理的分析，并结合已有的运行经验，提出电力线路覆冰预防措施，可以提高线路抗覆冰灾害天气的能力，从而提高安全稳定运行的水平。
参考文献：
[1]巢亚锋.输电线路覆冰特点及防冰技术研究综述[J]高压电气，2014（10）：131-132
[2]云南电网公司2017年冬至2018年春防冰抗冰工作汇报
[3]黄斌.输电线路覆冰研究综述[J]电磁避雷器，2012（2）：27-31
论文作者:侯营,黑学雄,何燕,王珺 晏凯,李玲晶,陈勇
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
标签：导线论文; 绝缘子论文; 线路论文; 电力线路论文; 水滴论文; 曲靖论文; 直径论文; 《电力设备》2019年第1期论文;