输电线防冰技术措施

甘明荣

（六盘水供电局，贵州 六盘水553537）

1 国内外输电线防冰技术

1.1 “避”冰技术

在选择线路路径时应尽量避开重冰区，沿起伏不大的地形走线;同时尽量避免横跨垭口、风道(线路与冬季主导风向宜小于45°)和通过湖泊、水库等容易覆冰的地带;翻越山岭时应避免大档距、大高差；沿山岭通过时，宜沿背风或向阳面走线。

1.2 “抗”冰技术

提高电网规划设计质量。在电网规划设计阶段要进行广泛的调查研究，搞清楚电网经过区域在历史上出现过的覆冰灾害状况，确定正确的抗御覆冰灾害标准。国家电网公司2008年3月1日宣布，将调整电网设计、建设的企业标准，以提高电网大范围抗冰能力。根据国家电网公司公布的相关调整方案：35kV～330kV电网设防标准由15年一遇提高到30年一遇，500kV电网设防标准由30年一遇提高到5年一遇，750kV电网设防标准为50年一遇，正在建设的特高压工程灾防标准按100年一遇的要求。

1.2.1 提高重冰区线路覆冰设计厚度标准

根据DL/T509221999《110-500kV架空送电线路设计技术规程》，覆冰厚度在15mm及以下为轻冰区，15mm～20mm为中冰区，20mm及以上为重冰区。从2005年和2008年电网冰灾事故情况统计分析看，需对重冰区线路，提高覆冰设计厚度标准。

1.2.2 加固中、重冰区线路抗冰强度

湖南、云南、贵州等地，采用抗冰加固方式，防输电线路覆冰倒塔效果明显。具体方式有：直改耐：采用直线改耐张的方式缩短耐张段长度，一个耐张段不超过2km；杆改塔：把之前的水泥杆（门型杆、三联杆）改成加强型铁塔，以提高抗冰害能力；塔加固：酒杯型直线塔主要加强横担及曲臂部分构件，干字型直线塔加强横担上、下平面主材和与其相连接的塔身隔面及塔身主材，加固铁塔地线支架，按高于导线覆冰厚度5mm设计其机械强度；更换导地线：对老化锈蚀的导地线进行更换，包括金具的更换等。

1.3 “防”冰技术

1.3.1 防覆冰导线

与传统的钢芯铝绞线相比，新型防覆冰导线表面光滑，冰雪不易在表面堆积，可减少导线表面覆冰厚度。Z型导线，一般用于线路非常重要的短距离重冰区。比利时以及我国的湖南、云南等地，在重冰区使用Z型导线，由于Z型导线平滑的表面具有风阻系数低，可以大大减少雪和霜的积聚，防冰雪覆盖等特点，且具有更好的阻尼特性，能承受由大风引起的振动，在直径相同的情况下能承载更高的电流。另一种新型导线是JRLX/T复合芯软铝导线(美国ACCC导线)。其芯线由碳纤维中心层和玻璃丝包覆制成的单根芯棒，以此替代常规钢芯铝绞线钢芯，外层与邻外层铝线股为梯形截面。这项用碳纤维材料开发的新型导线具有耐高温、大容量、低弧垂、低能耗、重量轻、寿命长等显著特点，是目前世界上唯一能替代传统的钢芯铝绞线、铝合金导线、铝包钢导线和殷钢导线并投入商业运行的产品。2007年7月，远东ACCC碳纤维复合导线已分别在南方电网公司深圳电力供电局和国家电网公司辽宁省电力公司的220kV线路上同时挂网运行。据不完全统计，2007年正式投入运行的JRLX/T架空线路已达30余条，总长约1200km，产品已在福建、江苏、浙江、湖北、辽宁、上海、天津等省、直辖市220kV及110kV电网挂网送电，运行状况良好。另外，河北、内蒙古、安徽、山东、陕西、新疆等多个省、自治区JRLX/T复合芯软铝导线项目也即将开工建设。

1.3.2 防冰(雪)环

由于撞击到导线上的水滴或雾滴，在冻结释放的潜热还没有全部散发的环境中，导线表面就会出现水膜，并且由水膜在导线上形成细小的“河流”，沿导线流动。防冰(雪)环可截住由水滴或雾滴形成的“河流”，使之离开导线。使用防冰(雪)环，其主要目的是为了使导线和地线上的覆冰分段脱落，从而避免导线和地线上覆冰同时脱落而发生舞动，造成碰线事故发生。我国河南南阳、云南昆明、贵州六盘水地区都研究应用了类似原理的防冰(雪)环，均有一定作用。

1.3.3 导地线和绝缘子防覆冰材料

通过涂刷在导地线或绝缘子的防覆冰材料，最大限度减少冰与设备表面间的结合力，使其易于脱落和除掉，若能借助其它方法，如风力、振动、热源等，则会得到更好的防覆冰效果。目前，正在研究的方法有3种：

a.绝缘子表面涂刷电热型涂覆材料。在涂覆材料的配方中加入一定的导电填料，涂覆层形成一种半导体材料，在微小泄漏电流作用下具有良好的电热性能。当涂刷了这种涂覆材料的绝缘子在线路上运行时，绝缘子表面将会有泄漏电流流过涂层，涂层由泄漏电流产生的焦耳热、场效应发热以及绝缘子本身的介质损耗将会使绝缘子表面产生升温，从而能在低温环境下有效阻止冰在绝缘子表面的冻结。

b.绝缘子和导地线表面涂刷光热型涂覆材料。光热型涂覆材料是利用可吸收太阳光能量的涂层来实现防止覆冰。理想的涂层除了应具备良好的光学选择性外，还应该满足光学性能长期稳定、耐候性强、价格低廉和对环境无污染等条件。通过严格控制光的漫反射，提高该类涂料对不同光谱的选择性吸热率。

c.绝缘子和导地线表面涂刷憎水型涂覆材料。憎水型涂覆材料的防冰作用是通过在输电线路导(地)线或绝缘子表面涂刷具有憎水性能的涂料，降低冰与导(地)线或绝缘子表面的附着力，虽不能完全防止冰的形成和附着，但可使冻雨或雪等在冻结或粘结到导(地)线或绝缘子表面之前就可以在自然力，如风或导线及绝缘子摆动时力的作用下即能滑落，或者使冰或雪在导线或绝缘子的附着力明显降低，同样可以达到防止覆冰。

1.3.4 改变线路绝缘子串结构形式防冰闪

根据冰灾情况统计表明，冰闪基本上发生在悬垂串上，未发现耐张串和V型串、倒V串绝缘子冰闪，说明冰闪几率与绝缘子串组装型式密切相关。其原因是：(1)耐张串和V型串、倒V串上冰凌不容易桥接伞间间隙；(2)该串型本身自清洗效果好，串上积污量少；(3)融冰时该串型上难以形成对冰闪发生至关重要的贯通性水膜。对于覆冰中、重冰区线路绝缘子也可采用大小盘径相间的插花串布置，双联串应增大串间距，效果较好。

2 防冰技术措施及应用

2.1 按照“避、抗、防、改”顺序原则，结合各地具体情况和冰区分级以及运行经验，对输电线路进行防覆冰综合治理。

2.2 采用直流融冰技术，经过08年冰雪灾害后，目前在贵州电网公司各家供电局已经大量投入了的直流融冰装置，这对输电线路导线融冰起到积极作用。

2.3 在防线路覆冰的同时，应综合考虑防覆冰导线的舞动和风偏事故的发生。

2.4 对重冰区线路，应加固塔材机械强度，重点是地线支架；在局部特别严重区段，采用防覆冰导线。

2.5 对中、重冰区线路，改变线路绝缘子串结构形式，是防止覆冰和冰闪的有效措施。

2.6 对中冰区线路风口地段的导地线上，宜安装防冰(雪)环和防冰球。

2.7 开展憎水型防覆冰材料及实施工艺的应用研究。

2.8 防冰闪应防止大量伞裙被覆冰所桥接，通过改善绝缘子串伞形结构、布置方式，适当增加绝缘子串长度等手段，提高防冰闪能力。其主要措施有：采用“V”型或倒“V”型绝缘子串。试验和运行经验表明：“V”型绝缘子串的覆冰和融冰闪络电压比垂直绝缘子串高20%以上。采用“7+1插花”方式，即在瓷或玻璃绝缘子串中布置少量大盘径绝缘子，大小伞直径差应在100mm以上，使绝缘子串在覆冰过程中不容易形成桥接，这在一定程度上能够提高防冰闪能力。

2.9 采用优化伞型结构的复合绝缘子。由于复合绝缘子表面材料的特殊性，可以延缓结冰时间；伞型结构优化后，可以减少覆冰的桥接，从而提高防冰闪的能力，同时也可以大幅度提高防污闪的能力。

3 结语

依据我国多年防冰雪工作积累的经验，提出应采取因地制宜的防冰技术原则，结合国内外当前的研究成果和防冰技术，对根据不同条件和环境采取防冰技术措施进行了可行性分析，为制定有针对性的防冰技术措施、增强防冰效果提供参考。

[1]何曰毅.高输电线路抗冰灾能力的探讨[J].广西电力，2008-08-30.