输电线路覆冰跳闸事故的原因与预防措施

戴勤政

（四川省电力设计院, 成都 610072）

随着社会经济的飞速发展，社会各行业对电力资源的需求量越来越大，只有保证电网系统安全、稳定、持续、可靠的运行，才能有效地促进社会经济的持续发展。输电线路是连接用户和电网系统的重要环节，对电网系统的正常运行有直接的影响[1]。当输电线路覆冰后，很容易发生跳闸事故，对用户的安全用电造成很大的影响，因此，笔者对输电线路覆冰的形成和特点，对覆冰跳闸事故的原因进行认真的分析，并根据实际情况，探讨相应的预防措施，以期达到减少或杜绝因覆冰而产生的跳闸事故，从而保证输电线路的安全运行。

1 输电线路覆冰的形成及特点

1.1 输电线路覆冰的形成

输电线路覆冰首先是由气候情况决定的，在温度、湿度、空气环流、对流、风力等因素的作用下，当温度达到0℃及以下时，输电线路表面的水分会凝结成冰，在风力的作用下导线表面特别是迎风面覆冰会不断增厚，从而形成覆冰[2]。

一般情况当输电线路处于海拔1000m～3000m的山丫风口位置，容易受寒流、暖湿气流的作用，发生大面积覆冰现象。但输电线路覆冰与否与海拔高度没有绝对的联系，只有当输电线路所处位置的温度、湿度、地理位置同时满足覆冰的条件，才能形成覆冰或重冰。特殊情况海拔在1000m以下也能发生较大覆冰，如2005年2月在湖南、湖北、黔东及赣西北等低海拔地区就发生了大面积冰害事故。

输电线路覆冰的种类大致可以分为雾凇、雨凇、雾凇与雨凇混合的冻雪等几种情况。当大气温度在-10℃—-2℃，风速在4m/s-15m/s时，在大雾或者细雨的环境下，输电线路很容易出现雾凇，由于雾凇比较松散，没有密实的覆盖在输电线路上，遇到振动时能自由脱落，因此，对输电线路的危害不大[3]。当风速在5m/s，大气温度在-5℃—-1℃时，容易出现容重为0.5g/cm3-0.9g/cm3的雨松，雨松对输电线路的危害很大，需要引起足够的重视。

1.2 输电线路覆冰的特点

对于直径比较小的输电线路，其覆冰大多呈圆形，对于直径比较大的输电线路，其覆冰大多呈椭圆形[4]。输电线路悬挂越高，其覆冰现象越严重，对于覆冰严重的绝缘子串，会形成一个冰柱，覆冰厚度可达280mm，同时输电线路的覆冰厚度是不均匀的，有的覆冰比较严重，有的覆冰比较轻，因此，要根据实际情况进行处理。

2 案例分析

某500kV输电线路在运行过程中，突然出现B、C相相间故障跳闸，检修人员对输电线路进行检查发现，该输电线路3-4号塔档距内B、C相导线有十分明显的放电烧伤痕迹，同时现场有大量的从输电线路上脱落的冰凌，检修人员通过对现场进行分析，结合当地的天气状况，判断此次跳闸故障是由输电线路不同期脱冰造成的。

3 事故原因分析

3.1 气象条件

当输电线路处于潮湿的空气中，温度达到冰点以下后，在风力的作用下，很容易发生输电线路覆冰现象。在本次案例中，检修人员向当地的气象部门进行咨询，发现事故当天早晨有雨夹雪，空气比较潮湿，气温有明显的下降，并且伴随大风的出现，因此，输电线路上形成覆冰[5]。从现场脱落的冰凌看，这次覆冰比较密实，接近中午时，温度有了提高，空气湿度有所降低，在风力的作用下，出现脱冰现象，输电线路出现不同期脱冰后，在弹性作用下，导线出现振荡现象，因此发生相间短路跳闸。

3.2 线路走向

大风引起导线振荡是B、C相发生相间短路跳闸的重要因素之一，由于该输电线路处于开阔地带，3、4号塔塔高分别为54m、49m，线路走向为西北到东南，而当时的风向是西南风，和输电线路处于垂直状态。当风向和输电线路轴线的夹角达到90°时，输电线路就会发生剧烈的振荡。导线在风力的作用下发生剧烈震荡，致使导线发生不同期脱冰跳跃，引起B、C相发生相间短路跳闸。

3.3 线路结构

在同样的外在环境中，大截面、分裂导线更容易发生振荡现象，而设计紧凑的线路容易发生相间故障，该输电线路在设计过程中，属于紧凑型铁塔，3-4号段输电线路的导线型号为LGJ—300/40六分裂结构，为大截面导线，其档距为453m，比整条线路的平均档距约大，并且导线呈三角型排列，这也是引起相间短路放电跳闸的因素之一。因为如果输电线路位于重冰区段导线应采用水平排列。

4 防止输电线路覆冰跳闸的措施

4.1 从线路设计源头加强防冰抗冰

我国几乎所有的气象站都没有覆冰的记载资料，因此输电线路设计之初收集、调查了解线路沿线的覆冰资料尤为重要。目前我国各大设计院收集覆冰资料的方法主要有：建立观冰站，但绝大多数线路没有这个条件；到当地气象站收集线路附近地区的风速、温度、湿度等气象资料进行分析；到线路沿线询问当地老乡了解覆冰资料；观察沿线植被情况分析判断覆冰的大小[6]。收集并参照线路附近已建线路的设计资料。只有充分收集了解到线路沿线的覆冰资料，才能设计出具有较强抗冰能力的线路。

4.2 输电线路路径的选择要避开重冰区

由于位于重冰区的线路更易发生单相或相间短路故障，因此输电线路在选择路径时，要尽量避开重冰区段，避开山丫风口地段。在设计定位时要尽量减小档距，缩短耐张段长度，避免出现大跨越，大档距，这样可以有效提高输电线路的抗冰能力[7]。

4.3 从结构设计上考虑加强抗冰能力

由于输电线路在发生不同期脱冰时会上下跳跃，因此重冰区的线路一般都采用水平排列，所以重冰区线路的杆塔应按水平排列设计，这样可以避免因不同期脱冰跳跃而发生的相间短路。

4.4 做好线路通道的清理工作

输电线路通道中和通道两侧的树木会对输电线路的稳定运行造成很大的影响，因此，要做好线路通道清理工作，避免因树木长高或倾倒引起线路的短路跳闸[8]。巡检人员在对输电线路进行检查时，要认真的观察线路通道内以及通道两侧树木的生长情况，发现树木超高后，要及时将超高部分砍伐掉，从而为输电线路的安全运行提供保障。

4.5 采用合理的防振荡装置或融冰措施

对于一条新设计的输电线路，要根据具体情况，选用合理的防振装置，制定合理的融冰措施，可以降低冰害跳闸事故。

5 总结

输电线路覆冰对线路的安全运行有很大的影响，因此，要对输电线路覆冰跳闸事故原因进行认真的分析，并根据具体情况制定合理的防冰抗冰措施，为输电线路的稳定运行提供保障，从而保证电网系统的安全运行，有效地促进社会经济的稳定发展。

[1]张建平，潘玲玲.郴州地区输电线路覆冰事故分析及应对措施探讨[J].电气应用，2008（21）：125-126.

[2]蔡文彪.500 kV输电线路覆冰舞动跳闸原因与对策[J].东北电力技术，2009(12)：141-142.

[3]吴文辉.湖南电网覆冰输电线路跳闸事故分析及措施[J].高电压技术，2006(02)：132-133.

[4]胡毅，胡建勋，刘庭.我国南方地区电网大范围覆冰灾害的特点分析与防治措施[J].电力设备，2008（06）：18-19.

[5]张锋，张怡.浙江电网输电线路跳闸的原因分析及防范措施[J].华东电力，2005(02)：174-176.

[6]陈汉军，郝祉.对输电线路覆冰问题的技术探讨[J].甘肃科技纵横，2009（03)：116-117.

[7]闵新荣.探讨输电线路跳闸事故的原因及对策[J].中华民居旬刊，2011(09):14-16.

[8]王金林.输电线路覆冰事故及预防措施分析[J].现代制造，2013(36):320-321.