架空输电线路防冰害措施研究

发表时间：2020-06-22T00:58:01.156Z 来源：《河南电力》2020年2期 作者： 牛克想

[导读] 近年来，电力企业将如何提高输电线路防冰防雷抗灾能力，作为研究的重点内容，不断进行研究和探索，积累了丰富的经验，提供了很多有效的做法。

（中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司 山西太原 030001）

摘要：近年来，电力企业将如何提高输电线路防冰防雷抗灾能力，作为研究的重点内容，不断进行研究和探索，积累了丰富的经验，提供了很多有效的做法。从线路运行管理实践来说，除了要提高预测和预防能力外，还需要提升故障处理能力，构建完善的防护体系，实现对线路运行的安全防护。

关键词：输电线路；防冰害；措施 引言

在冰雪灾害天气下，输电线路容易发生杆塔倒塌，绝缘子掉串、导线断线等故障，对于输电线路的危害非常严重，因此对架空输电线路的覆冰、舞动、脱冰现象进行研究，制定相应措施显得尤为重要。 1输电线路冰害故障的主要机理 1.1雾凇

雾凇有两种类型：①质量和密度较大的类型，属于雾冻结成为的粒状雾凇，外形呈不同的形状，可呈叶状、扇状等；②质量和密度较小的类型，类似于普通降雪，不容易附着在铁塔、绝缘子和导地线上，并且容易掉落，属于晶状雾凇。雾凇的质量和密度排在第三位，对于架空输电线路的危害也位于第三位。 1.2覆冰舞动故障

输电线路的导地线附着积雪、覆冰的情况下，在一定风速作用下，发生大幅度振动的现象，就是导地线的舞动。当线路路径的走向与主导风向夹角较大的情况下，不均匀脱冰的影响下，舞动现象会进一步加剧，处于特殊地形的线路更容易受到舞动的负面影响。当导线与导线，或者导线与地线发生鞭击的情况下，舞动跳闸故障发生，多回路线路和多导线线路受到舞动事故的概率相对更大。 1.3脱冰故障

导地线脱冰的瞬间，导地线受到反方向的力，导致导地线的弹性跳跃，在环境风的作用下，脱冰跳动可能幅度很大，而造成导线与导线、导线与地线的鞭击跳闸故障发生。受到线路路径、气象条件、地形条件的影响，导地线的覆冰往往都是不均匀覆冰，导地线的脱冰往往也都是不均匀脱冰。不均匀脱冰对于导地线张力、铁塔受到张力、整个耐张塔受到的张力的影响往往更大，具有力量和跳跃方向的不确定性，防范的难度更大，对于线路的危害也更大。 1.4雨凇

雨凇是气温在0℃左右时，附着在输电线路上面的透明冰层，在单位体积的质量相对最大，所以其附着在铁塔和导地线、绝缘子、金具上面，对于架空输电线路的危害也最大。在冻雨天气情况下，我国中南部地区发生雨凇的情况较多，在北方地区温度过于寒冷，出现的概率反而较小。

2输电线路上常用的防冰害措施 2.1提高覆冰预报的能力

实现有效的防灾抗灾，提高灾害的预测能力水平，有着重要的意义。以国网湖南防灾减灾中心为例，建立了防灾减灾国家重点实验室，经过不断地研究和实践，通过建设小型人工气候室，模拟雨雪冰冻天气，进行不同风速以及温度等条件下的模拟分析，获得覆冰厚度以及形态等多种数据，为冰害的预防提供支持。利用覆冰监测系统海量数据信息采集分析，借助800万亿次/s超级计算机系统运行，提出了微地形-微气象-电磁多物理耦合电网覆冰预测方法，建立了首套电网覆冰数值预报系统，实际应用中能够精准预报覆冰发生的时间以及范围，同时能够精准预测每基杆塔的覆冰厚度，实现了覆冰定量预测。目前来说，在全国已经建立了356套自主研发的覆冰自动监测装置，成功预测了2008年以来的48次主要电网覆冰过程，提升了抗击电网冰灾的能力。 2.2提高线路巡视检查的能力

从架空输电线路防冰工作角度来说，除了做好线路建设方面的把控外，还需要提高线路巡视检查的能力，通过日常高效的运维管理，最大限度上减少灾害的发生。因为此类病害的发生具有规律性，要结合运行气候的特点和实际情况，制定完善的线路巡视检查方案和计划，落实到具体实践。同时根据天气变化，适当增加线路的巡视检查，及时发现线路问题，消除线路的隐患。除此之外，要积极推广应用智能化巡视检查技术手段，借助大数据智能巡视检查系统，高效落实输电线路巡视检查工作。例如，某公司推广应用智能化巡检系统，高效落实了输电线路的巡视检查，检查4条输电线路和超过400基铁塔，只花费了一周的时间，实现了输电线路巡视检查的资源节约，有效提高了巡视检查的质量。

2.3从设计层面防冰害路线、角度设计

对于覆冰、舞动的高发区，根据已有的覆冰、舞动高发区分布图，可以有意识地避开，选择其他线路走廊，以减少冰害的威胁。线路走线角度的设计，鉴于本地冬季以北风为主，应该与北风的角度尽量小，可以减少覆冰的危害。塔型、材料设计。采用加强型塔型设计，可以有效增强杆塔的防冰害水平，避免冰害故障发生。对于导地线的材料选材方面，可以运用国内外的新型防覆冰导地线型号，对于减少冰雪的附着能够起到良好的效果，但是工程造价将会上升。绝缘子的选材，也同样可以选取憎水憎冰型号的绝缘子，具有特殊涂层的导地线、绝缘子也可以减少冰雪的附着。孤立档设计。对于覆冰灾害高发区，在无法避开线路走廊的情况下，采用孤立档的设计方式，或者采用减少直线塔数量的设计方式，可以有效提高杆塔抗冰水平，同时使得故障抢修时间缩短。 2.4防止覆冰舞动的措施双摆防舞器

双摆防舞器属于比较成熟的导线防舞动装置，在湖北电网运用广泛，在单、双、四导线上都有运用，对于减弱舞动能量的效果比较明显。相间间隔棒。在荆门地区的110kV南象线、110kV郢瑞线舞动高发区段，均安装有导线相间间隔棒，其中南象线安装区段为单回线路，单导线，处于微气象区；郢瑞线安装区段为双回线路，双导线，线路走向为自东向西。安装导线相间间隔棒之后，对于防止导线舞动鞭击起到了很好的效果。 2.5建立、健全输电线路运行监测系统

在新时期的电力行业发展进程中，企业为了强化工作人员架空线路的防（覆）冰作业技能，就需要借助新市场中的电网覆冰监测系统，以此来监控我国的电力系统，当该地区中的电力系统出现问题时，工作人员可以借助监测系统来高效、实时地监控每个地区的电线运输现状以及架空线路覆冰情况，在此过程中工作人员假如发现问题，需要及时采取应急的处理措施。而在国外已经有加拿大、日本等发达国家开始引用了在线监测系统，举个简单的例子，在芬兰Vaisala电力公司，有关的工作人员专门研究了关于架空输电线路覆冰问题的监测预报设计的系统，被叫做IceCast架空线路覆冰监测体系，其能够在输电线被冰覆盖时采取及时的应急措施。 结束语

输电线路防冰害是一个复杂的课题，主要应该以防范为主，在前期做好避开冰害区域的设计，在无法避开的情况下，做好杆塔的加固、补强、安装防冰装置等技术措施，最后才是在覆冰严重时期的除冰融冰措施。防冰害工作的开展，需要不断学习运用新技术、新方法，在冰雪时期，道路不畅，可积极寻求无人机、护线驿站、属地化供电所员工、广大人民群众的帮助，有助于快速发现故障点，并加以解决。

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