输电线路导线覆冰分析

输电线路导线覆冰分析

鲁宗灵 

中国能源建设集团广东火电工程有限公司510000  广东省广州市

摘要：随着人口数量的增多，气候变化无常，恶劣气候时常出现。在运行输电线路当中，导线经常出现覆冰现象。输电线路出现覆冰，会对电力系统安全造成威胁，影响电力通信网络的正常运行，严重时，甚至会出现电路瘫痪。基于此，本文先针对具体输电线路覆冰类型展开探究，随后论述输电线路覆冰的具体危害，最终针对实际发展情况，提出相应的防治措施，以望借鉴。

关键词：输电线路；导线覆冰；除冰技术

引言：电力资源作为人们生活发展的基础动力，正在影响着人们的生活。随着用电量逐渐增大，发电企业纷纷利用输电线路，扩大发电范围。但在输电线路运输途中，常受多方面因素影响，其中受环境，温度等因素的影响最为严重。如何保障输电线路的安全，成为了学术界重点关注的问题。近几年，我国时常出现极端天气，其中，输电线路导线覆冰状况，成为输电线路安全的最大隐患，在此背景下，相关人员必须加强对相关内容的研究力度，积极探索防治措施，利用科学的除冰技术，保障输线电路顺利运行。

1.输电线路导线覆冰的具体类型

1.1雨凇以及雾凇

1.1.1雨凇

雨凇的出现，是由于空气中水滴，迎冷风在导线处形成的覆冰，其黏附力极强，一旦形成之后，无论初期的形成厚度如何，在经历恶劣天气的情况后，相对的覆冰程度都会快速增加。覆冰的增厚，导致线路导线的实际负重迅速增长，大程度影响整个导线电路的运行系统[1]。

1.1.2雾凇

雾凇现象，是指水汽处于相对饱和状态，附在若干个导线上。当空气温度有所下降时，附着在导线上相对饱和的水，就会结成冰，并逐渐形成结晶。结晶的相对的密度，要比雨凇小很多，通常将其称之为雾凇。雾凇形态导线覆冰，因自身内在吸附力较小，因此，雾凇对于线路的危害，要远小于雨凇。

1.2混合凇

混合凇，是雨凇和雾凇，相互混合作用，所产生的结果。根据实际研究发现，混合凇，相对的覆冰密度，处在雨凇和雾凇之间，与雨凇相比，其实际覆冰密度较小，但是，其覆冰密度还比雾凇较大。此外因这种原因产生的混合凇，其实际的覆冰吸着力也处于两者之间[2]。

在冬季和初春时节，气温较低，导线覆冰状况极易发生。当气温降至0度至零下5摄氏度以内，若遇小细雨情况，那么导线就会首先形成雨凇，如若天气出现骤冷，雨雪天气出现，受粘强度较强的影响下，冻雨和雪，会迅速地黏附在雨凇的面上，逐渐形成厚度的冰层，若气温持续下降，温度下降至零下8摄氏度以下，冰层会逐渐加厚，积覆成为雾凇。若出现晴天，那么反复晴天到冷天的交替变化，会使得雾凇和雨凇现象，交替反复重叠，变为混合性质的冻结物，通常情况下，称为混合凇。

1.3积雪

积雪，顾名思义是由自然降雪堆积形成状况，在降雪过程中，形成雪量堆积，以此附着在线路的导线上，受寒冷天气的促使下，积雪出现覆冰状况，积雪原因形成的覆冰，现今已经十分常见。

2.输电线路覆冰的危害

2.1线路过荷载事故

对于线路覆冰原因，造成的线路过荷载事故有很多。其中包括：悬垂线附近出现断裂现象，造成倒杆事故；还因导线不均匀分布，使得垂直线路方向，塔头出现折断；导线或地线从压接管内蹦出，导致若干股导线出现断裂。

2.2相邻档不均匀覆冰造成的事故

对于输电导线来说，相邻档，若出现不均匀覆冰的状况，该情况，会使相邻的导线之间，出现强大的张力差。在张力差的作用下，导线会出现滑动，严重时，甚至会使导线外层出口处全部断裂，严重影响输电效果；不同期间的脱冰，会产生巨大的张力差，但从严格意义上来讲，不均匀的覆冰出现的张力差，属于静荷载，而不同期脱冰，实际上属于动荷载，二者在本质上有所不同。但是无论是，何种情况产生的张力差，都会使输电线路中的绝缘子串，出现大程度的偏移，导致导线极易触碰到拉线，若拉线被烧断，那相应的杆塔极易在实现拉线的支撑后，出现倒塌现象。

2.3覆冰导线舞动、损害相应电力设备

若导线覆冰出现不均匀状况，那么，导线极易形成新月形或扇形等不良形状，若实时风速在15m/s左右，并且风向与运输线路的实际走向，呈现大于或等于50°夹角的时候，那么导线就具有了极好的空气动力性能，极易在风的激励下，出现舞动现象。舞动现象的产生，轻则会出现跳闸、重则导致断线，倒塌。因此，覆冰导线舞动，对现实输电线路的安全运行方面有极大的损害。

2.4绝缘子串覆冰、引发的频繁冰闪事故

冰闪，属于污闪的一种特殊表现形式。若绝缘子串，自身处于严重浮冰的状态下，那么，其相对的绝缘强度，就会大程度降低，泄漏的距离也会有所缩短。在实际融冰期间，冰体或者冰晶体，其表面的水膜，会将污秽中的相关电解质快速溶解，通过溶解运作，逐步形成导电水膜。导电水膜的出现，极大可能引发绝缘子串相应的电压分布出现不良变化，从而降低绝缘子串的现实闪络电压。

3.输电线路导线覆冰的防范措施与除冰技术

3.1防范措施

一般情况来说，若在发现覆冰现象初期，就及时采取相应的措施，展开防治运作，那么取得的成效是最显著的，效果会极其明显。在具体防范措施落实时，相关专业人员应首先，对需要防治地段展开分析，选择合理的防治地段。在现实选择过程中，将水库、迎风口等类似特殊地形，有意识地避开，通过合理举措，有效避免一些不利地形，在不同程度上给防治工作带来的阻碍。或者，尽量选择相对整条输电线路，覆冰程度较轻的地段，展开防治

[3]。

从实际意义上讲，相关人员开展输电线路建设工作时，应将建设地点，选在高度差不明显的地方，有选择地将大高差问题避免，若实际建设地形，必须经过山岭等特殊地域，建设人员要充分发挥专业技能，利用专业知识，了解覆冰季节的背风方向，建设走线要严格依据背风向阳，作为具体建设依据，该举措降低覆冰概率。

此外在导线使用型号的具体选择上，也应特别注意。科学的导线型号，可有效增大输电线路导线，其现实的钢芯有关截面积。从现实的组成机理讲，导线的使用强度，是严格依据钢芯决定的，因此，在覆冰程度相对较强的地域，相关人员可选择钢芯截面积较大的导线，利用该举措，合理增强导线的现实抗压强度，避免导线出现折断现象，大程度地减少断线事故的发生。

3.2除冰技术

3.2.1机械除冰

机械除冰，该种方式有着其他除冰方式，没有的优点。机械除冰，在实际运用期间，使用成本较低，能源消耗相对其他方式较少。现今，常用的机械除冰方法多为两种，一是强力振动机械除冰法，二是滑轮铲刮机械除冰法。这两种方法相比，滑轮铲刮机械除冰法的应用范围，较强力振动机械除冰法的应用范围广，但是，在具体操作时，后者的操作难度较大，安全性能保障较差[4]。

3.2.2热力除冰

热力除冰，此种除冰方式，属于利用外部加热源，或者是导线自身存有的热量，这两种方式展开除冰运作的。在现实除冰环节中，依托上述两种方式，可有效提高导线实际温度，快速使其达到覆冰本身的融化点。目前，我国在输电线路中，应用的导线，多是运用特殊材料制作的。因此，在这种材料作用下，若实际温度小于0摄氏度，那么导线的实质磁滞损耗就会增加，相对的导线表面温度就会上升，温度的上升，可有效阻止覆冰的产生与积累。

3.2.3自然被动除冰

被动除冰，该种方法是利用风和其他自然因素的作用影响实现的。被动除冰法是依据风的自然力作用，使线路导线上的覆冰，自然脱落。这种方法运用起来非常简单，只需要在实际的道路导线当中，安装平衡锤等相关设备即可，但是被动除冰的缺点也极其明显，自然脱离的方式，会导致导线出现不同期脱落现象，该现象，极易造成线路事故的发生。

3.2.4其他除冰法

除了上述的几种除冰方法外，还可以充分地利用电子冻结、激光化冰，电磁波脉冲等相关除冰方法进行除冰[5]。

结论：综上所述，各行各业的发展，都离不开电力的支持。电力系统，已然成为支撑国民经济持续发展的重要产业。虽然加强了对输电线路覆冰的重视程度，但现有除冰技术，依旧存在能源消耗大，安全性不高的特点，因此，相关人员必须转变研究角度，运用科学合理的技术手段，将日后的工作重点积极转变。

参考文献：

[1]王强,楼文娟,徐海巍,等.考虑时变气象参数的输电导线覆冰数值仿真[J].哈尔滨工业大学学报,2022,54(11):11-21.

[2]韩兴波,吴海涛,郭思华,等.输电线路单导线覆冰和扭转的相互影响机制分析[J].电工技术学报,2022,37(17):4508-4516.

[3]周舟,赵婉婉.输电线路导线覆冰现象分析[J].通讯世界,2020,27(03):127-128.

[4]张江涛.导线的多参量数据融合与覆冰识别研究[J].昆明理工大学,2019，(01):173.

[5]王少华.输电线路覆冰导线舞动及其对塔线体系力学特性影响的研究[J].重庆大学,2019，(30):71-72.