架空輸電線路覆冰的危害及應對措施

潘長安

摘 要：隨著國民經濟實力的增長，對電力資源的需求越來越高。為了確保電力供應的安全性和穩定性，相關電力部門和企業采取了很多行之有效的方法。近年來，架空輸電線路覆冰問題時有發生，給電力系統的正常運行帶來了巨大的影響。本文將結單介紹架空輸電線路覆冰造成的原因和危害，分析相對應的應對措施，為相關工作者提供參考借鑒。

關鍵詞：架空輸電線路；覆冰危害；應對措施

中圖分類號：TM752 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0093-02

1 引 言

在架空輸電線路運行過程中，一旦發生覆冰問題，將嚴重影響其安全運行。尤其是我國的湖南、江西等山區較多的省份，空氣濕度相對較大，很容易發生架空輸電線路覆冰問題，給輸電線路、桿塔等供電設備造成了嚴重的損壞，引發斷線、倒塌等問題，導致大面積停電事故的發生。因此，研究分析架空輸電線路覆冰的危害及應對措施具有重要的現實意義。

2 架空線路覆冰的成因與對電網的影響

2.1 架空線路覆冰的成因

導致架空輸電線路出現覆冰問題的原因有很多，例如氣象因素、地理環境因素、架空輸電線路的懸掛高度、直徑大小以及當地的風速等。一般情況下，覆冰問題主要是由于線路所在區域的環境溫度、空氣濕度以及風向風速等條件綜合導致產生的。在我國冬天，很多地方都會出現架空線路覆冰問題，不同地區不同氣候條件下，架空輸電線路出現的覆冰類型也不盡相同：

（1）雨?。褐饕怯捎谟晁鞖庀?，氣溫驟降形成的覆冰現象。雖然在我國各地都會出現雨凇覆冰問題，但是在中緯度地區，該種類型的覆冰較常出現。

（2）霧?。褐饕l生在較為濕潤，且處于高山區域的冬季，例如我國的長白山天氣區域，導致架空輸電線路出現覆冰的天數可達180d左右。尤其是冬季，每個月2/3的時間都有可能出現霧凇現象。

（3）混合?。核^混合凇，是指雨凇和霧凇交替形成的覆冰問題，一般如果地區短時間內溫度下降較快，且風速較大，很容易出現混合凇類型的覆冰。

（4）濕雪：常見于我國的平原地區或者無風的低地地區，冬季發生雨雪天氣時，導致架空輸電線路出現濕雪覆冰現象。

2.2 輸電線路覆冰危害

（1）導致過負載故障：當架空輸電線路出現覆冰問題時，隨著覆冰量的增加，勢必導致線路受到風作用力的程度不斷增大。一方面如果相關設備的覆冰情況超過了其抗冰能力時，會導致出現導線斷裂、桿塔倒塌、絕緣子串翻轉等問題，給電力系統的正常運行造成不利的影響；另外一方面由于覆冰或者脫冰過程中，出現受力不均勻的問題，勢必會導致金具產生損害，導致導地線出現移位，甚至引發桿塔破壞等問題。

此外，受到覆冰后，導線承受的風作用力增大的影響，會導致產生覆冰的架空輸電線路出現低頻率的舞動。如果線路表面的覆冰相對均勻，相對在穩定風力的作用下，線路本身振動幅度較小，可以有效的對其進行控制，一定程度上降低了對輸電線路正常運行的影響。但是一旦線路表面的覆冰出現不均勻問題，相應線路所受到的風作用力也不盡相同，輸電線路的振動將呈現不穩定狀態，振幅甚至可能超過10m以上。不僅會導致輸電線路疲勞受損，而且很容易引發線路斷路、短路以及桿塔槍械倒塌等嚴重安全事故。

（2）導致電氣放電故障：在絕緣子中，有單雙串兩種結構，這其中相對而言，雙串絕緣子出現冰閃的可能性較高。究其原因主要是在覆冰過程中，雙串絕緣子的電廠分布會相互干擾，產生畸變，從而導致最低閃絡電壓降低。具體上來說，導致絕緣子串出現閃絡的原因如下：

①當覆冰發生時，會增大絕緣子串的泄露電流，如果超過一定數值（180mA），就可以出現局部弧光放電的問題，嚴重時可以發展為閃絡。

②由于覆冰問題的發生，架空輸電線路的絕緣子串周圍的電壓將呈現出不均勻的現象。一旦覆冰周圍出現潮濕或者融化時，會導致電壓相對較高的區域出現弧光。隨著泄露電流的加大，這種弧光逐步發展，最終會出現閃絡等問題。嚴重情況下，還會導致導地線出現移動、線路跳躍等現象，引發電氣擊穿放電等嚴重安全故障。

3 架空線路覆冰的監測

由于架空輸電線路出現覆冰時，會對整個電力系統的正常運行造成巨大的影響。因此應采取有效的技術手段對架空線路的覆冰情況進行實時監測，這樣就可以幫助相關管理人員，快速的發現架空輸電線路覆冰問題，并采取有效的除冰方式解決問題，避免給電力系統造成巨大的損失。

3.1 在線監測法

在線監測法在現階段架空輸電線路中的應用較為廣泛。很多國家都對架空輸電線路安裝了成套的實時在線監測系統。根據在線監測法的用途不同，可以將其分為在線理論模型分析、覆冰監測以及融冰控制三種類別。通過在線監測方法的應用，首先可以有效的對氣象學模型進行驗證模擬，并對架空輸電線路進行實時現場監測，其次會將采集到的信息發送給相關管理和檢修人員，最后還能實現對覆冰融化過程的監測和控制，分析除冰的效果。

3.2 稱重法

由于架空輸電線路發生覆冰時，線路的重量會因為冰的增加而增加，所以桿塔會出現一定程度的傾斜。通過對這種傾斜大小以及相應的氣象數據進行監測，可以對導線覆冰后的重量增加情況進行模擬預估，進而推斷出架空輸電線路的覆冰厚度。該種方法的優點是操作相對簡單，可靠性較高，但是很容易受到外界環境的影響，不利于長期的穩定運行。

3.3 導線傾角法

所謂導線傾角法，就是利用傳感器對線路的相關參數進行測量對比。讓架空輸電線路出現覆冰問題時，導線的傾角和弧垂等參數就會發生變化，再結合線路實地的氣象數據，就可以利用科學的計算方式，對導線的覆冰情況進行計算，進而推斷出可能導致的危害。

4 架空輸電線路覆冰的除冰措施

4.1 機械除冰

所謂機械除冰，就是采用機械設備或者人工進行除冰的方式，常采用的工具有滾筒、機器人以及沖擊波等。機械除冰的優點是操作簡單，且能量消耗較低，但是缺點是除冰效率較低，且很容易受到架空輸電線路地形的影響，尤其是一些山林區域很難采用該方法進行除冰，無法大面積的使用。

4.2 短路與熱力除冰法

現階段，在電力行業應用最廣泛且做有效的除冰方式是短路除冰法以及熱力除冰法。前者利用了導線所產生電磁力出現撞擊從而實現了除冰的目的；后者則是利用焦耳效應的原理，達到除冰的效果。

（1）短路融冰法：通過一端供電，使得另一端短路，這樣會導致線路中的短路電流增大，進而產生電磁力。在電磁力的作用下，架空輸電線路的電線會出現相互撞擊的現象，從而使得覆冰脫落。在應用該除冰方式時，一般會增加一些輔助設備，例如開關設備（實現短路目的）。

（2）交流融冰法：當導線中電流流過時，電線會產生一定的熱量。利用這種原理不僅可以實現融冰的目的，而且還減少成本的支出。一般對于長距離的架空輸電線路，為了避免覆冰對線路產生的危害，都會給線路提供滿足一定要求的融冰電壓，確保覆冰發生時，可以在導線中產生可以融化覆冰的電流。

5 結束語

綜上所述，覆冰問題的出現，可能會給架空輸電線路帶來巨大的危害，嚴重時，甚至會影響整個電力系統的正常運行。近年來，隨著科學技術的發展，很多新技術都應用到解決架空線路覆冰問題當中，有效的避免了線路出現覆冰的問題，保障了電力系統的安全穩定運行。

參考文獻

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收稿日期：2018-9-25