输电线路覆冰故障分析及对策

1、输电线路覆冰故障分析及对策就一个条件相同的地区来说，一般海拔高程愈高，愈易覆冰，覆冰也越厚，且多为雾凇；海拔高程较低处，其冰厚虽较薄，但多为雨凇或混合冻结。每一个地区都有一个起始结冰的海拔高程，即凝结高度。我国导线覆冰凝结高度的分布特点是西高东低，北高南低。在凝结高度以上，随着高程的增加，覆冰厚度也随之增加。林带会消弱风速，使过冷却水滴输送率减小，从而减轻了导线覆冰。林带对覆冰具有明显的防护效能，在林带近旁防护效能更为明显，林带的防护效能还与林木种类、密度、高度和面积有关。导线覆冰与线路走向有关，东西走向的导线覆冰普遍较南北走向的导线覆冰严重。冬季多为北风或西北风，导线南北走向时，风向与导线轴

2、线根本平行，覆冰较轻。导线为东西走向时，风与导线约成90的夹角，从而使导线覆冰最为严重；覆冰虽导线悬挂高度的升高而增加，因为导线悬挂高度越高，空气中液水含量升高，风速也越大，单位时间内向导线输送的水滴越多，覆冰严重。在常见的小于或等于8m/s的风速下，对于直径小于或等于4cm的不太粗的导线，相对较粗的导线的单位长度覆冰量比相对较细的导线重，对于直径大于4cm的较大导线，单位长度导线覆冰重量反比拟细的导线轻；在大于8m/s的较大风速时，对于任何直径的导线，导线越粗覆冰严重，但覆冰厚度是随导线直径的增加而减小的。覆冰在迎风面上生长，到达一定厚度时产生扭转力矩。德国研究人员为研究覆冰导线扭转进行了试

3、验，结果说明导线扭转加速覆冰增长，且导线覆冰时的扭转又促使了更进一步的覆冰形成。电场对导线覆冰的影响和电场强度有关。在105kV/cm，冰外表粗糙度增加，同时由于水滴充电、离子风电子和离子轰击的影响，平均冰密度和覆冰量急剧减少。论文大全。由于导线覆冰受气象、地形及地理条件、导线结构和外表电场等影响，因此目前国内外关于导线覆冰机理和模型的研究成果依然不很完善。3防止覆冰事故的技术措施3.1导线覆冰测试及检测方法对输电线路导线覆冰进行必要和标准的测量，其目的是确定输电线路覆冰后的荷载，以利于抗冰设计及运行中采取相应的除冰防冰措施。测量导线覆冰必须确定冰的种类、覆冰后尺寸、密度等等。(1) 导线覆冰

4、的截面形状。根据对输电线路的长期观测，导线覆冰后截面形状有圆形、椭圆形、针形、扇形、波状形、梳状形及匣形等。(2) 导线覆冰直径的测量。各形状的覆冰按各自的情况测量导线覆冰后参数。圆柱形覆冰直接测量覆冰后直径；翼形覆冰测量导线覆冰后的最大直径和最小直径；对于分裂导线类覆冰那么应按情况而定：对于二分裂导线，分别测量子导线未被冰完全连接时的覆冰直径，当导线被冰完全连接时那么测量覆冰后的最大直径和最小直径。对于三分裂及四分裂导线可按二分裂导线覆冰后的测量方法进行。为提高覆冰观测的准确性，及时快速的反映覆冰情况，便于设计、运行及维护人员采取相应的技术措施防止冰害事故的发生和开展，国内外相继研制了导线覆

5、冰积雪自动监测系统及导线覆冰荷载遥测系统。目前在国内外采用的有导线覆冰积雪自动监测气象站、导线覆冰积雪自动检测及预报系统、杆塔荷载测量及数据采集系统及输电线路覆冰荷载遥测装置。3.2防冰方法防止覆冰事故发生的方法从原理上讲可分为防冰方法和除冰方法。防覆冰方法是在覆冰导线覆冰前采取各种有效技术措施，使各种形式的冰在覆冰导线上无法积聚，或即使积聚，其总的覆冰荷载也能控制在导线可承受的范围内。除冰方法定义为导线覆冰到达危险状态后采取有效措施，局部或全部除去导线上覆冰的方法或措施。在覆冰季节对可能覆冰的物体，利用附加热源或自身热源加热使其温度维持在冰点以上，从而到达防止物体不覆冰的目的，该类方法或技术

6、措施统称为热力防冰。热力防冰方法是目前输电、航空、航海及铁路等领域使用最广泛的方法，目前只有铁磁材料防冰技术可应用于输电线路。铁磁材料防冰技术是利用低居里LC热线温度点的铁磁合金制成防冰器件并安装在覆冰线段上的防冰技术。这种材料在温度小于0时，磁滞损耗大，发热可阻止积覆冰雪或熔冰；当温度大于0时，不需要熔冰。另外在设计输电线路时，避开覆冰区，这是最有效的防止覆冰事故的方法。然而有些输电线路无法避开覆冰区，设计时应充分考虑线路走廊的地形、气象等条件，观测覆冰状况，保证足够的抗冰强度，以防止机械和电气事故。也有采用在导线上涂憎水性的涂料来减少覆冰量的方法。3.3除冰方法目前国内外除冰方法有30余种

7、，可分为四类。(1) 热力除冰方法物体覆冰后采取各种加热措施，使其外表上的覆冰融化或脱落的方法称为热力除冰技术。目前，利用热力方法到达使覆冰物体除冰目的技术措施中只有阻性线、过电流、短路电流3 种除冰技术可应用于输电线路除冰。1) 阻性线除冰方法是在覆冰导线上缠绕发热电阻丝，并通过安装于导线上的互感器为电阻线提供发热电源，使导线上的覆冰熔化或脱落。2) 过电流和短路电流熔冰两种技术是在线路导线或地线上通以高于正常电流密度的传输电流，获得焦耳热以到达熔冰的目的。(2) 机械除冰方法。使用机械力手动或自动使覆冰物体上的覆冰脱落的方法，称为机械除冰方法。机械除冰最早采用有adhoc;法、滑轮铲刮法和

8、强力振动法，其中滑轮铲刮法较为实用，它耗能小，价格低廉，但操作困难，平安性能亦需完善。采用电磁力或电脉冲使导线产生强烈的而又在控制范围内振动来除冰，对雾凇有一定效果，对雨凇效果有限，除冰效果不佳。(3) 被动除冰方法是利用风、地球引力、随机散射和温度变化等自然条件脱冰的方法称为被动除冰方法。被动除冰方法无需附加能量。1) 应用憎水性和憎冰性固体涂料除冰方法。该方法是在导线或绝缘子外表涂覆具有憎水性和憎冰性能的涂料降低冰与被覆物体外表的附着力。该方法虽然不能防止冰的形成，但可使冻雨或雪在冻结或粘结到导线或绝缘子之前就可在自然力(风或导线及绝缘子摆动时的机械力)作用下滑落，或者使冰或雪在导线或绝缘

9、子上的附着力明显降低，以到达防止覆冰、减少线路出现冰害事故的目的。2) 在导线上安装阻雪环、平衡锤、抗冰雪环(磁性环)等装置可使导线上的覆冰堆积到一定程度时，由风或其它自然力的作用自行脱落。该法简单易行，但可能因不均匀或不同期脱冰产生的导线跳跃的线路事故。(4) 其它除冰方法 除上述方法外，扰流防舞器、电子冻结、电晕放电和碰撞前颗粒冻结、加热等方法也正在国内外研究，具有开展前途的除冰防冰的新方法还有电磁脉冲除冰、温控电热带除冰(PTC材料除冰)、复合导线带负荷自动熔冰、另外可以采用分裂导线型扩径导线、半导体釉绝缘子等输电器材从根本上降低覆冰的形成。4结束语引起输电线路发生故障的因素有很多，只有

10、认真的分析发生故障的原因机理，在设计及运行方面综合考虑并提出针对性的预防及解决措施，才能防止不必要的灾害发生，同时做好线路维护工作，提高线路巡视质量，及时的总结分析才能就各种原因进行深入的了解，从而提高送电线路的平安运行能力。参考文献【1】蒋兴良，易辉输电线路覆冰及防护北京：中国电力出版社，2002【2】苑吉河，蒋兴良，易辉等输电线路导线覆冰的国内外研究现状高电压技术，2003，30(1)：6-9【3】陈原，张章奎，刘娟京津唐电网输电线路覆冰掉闸分析华北电力技术，2003，4：38-45【4】赵延安关于青海高原输电线路覆冰淞几个问题的探讨青海电力，1997，2：4-11【5】谢运华导线覆冰密度的研究中国电力，1998，31(1)：46-51【6】许金义六盘水高海拔重冰