浅谈输电线路防止冰害事故的预防措施

　　　　

(1，2.国网信阳供电公司　河南　信阳　464000；3.大唐信阳华豫发电有限责任公司　河南　信阳　464000)

引言

2008年，我国南方多个省份遭受了严重的冰雪灾害，华中、华东电网几十条500kV线路倒塔、解列和停运，造成部分省份大面积停电，严重影响了电网安全和社会经济的发展。河南信阳地区位于我国南北过渡带，地理位置特殊，存在较多的微气象区域，防止输电线路冰害是保证信阳电网安全运行的重要工作之一。

一、输电线路覆冰的形成

输电线路覆冰的形成时间一般在严冬或初春季节，冷暖气流交汇时，当气温下降至-5℃～0℃，风速为3～15m/s时，如遇大雾、毛毛雨或雨夹雪，首先将在输电线路上形成雨淞，此时如果天气骤然变冷，出现雨雪天气，冻雨和雪则在粘结强度较高的雨淞面上迅速增长，形成密度大于0.6g/cm3的较厚的冰层。若温度继续下降-15℃～-8℃，原有冰层外则积覆雾凇。这种过程导致导线、架空地线表面形成雨凇、混合淞、雾凇的复合冰层。

二、冰害事故的类型及特点

输电线路覆冰引起的事故主要有以下几类：

1.绝缘子冰闪事故。冰中含有污秽等导电杂质时更易造成冰闪，覆冰的存在改变了绝缘子的电场分布，覆冰可以看成一种特殊的污秽。

2.覆冰导线舞动事故。导致线路跳闸停电、断线倒塔等严重事故。舞动时可能引起相间闪络，损坏地线、导线、金具等部件，导线有覆冰且为非对称覆冰时，线路易发生舞动。

3.不均匀覆冰或不同期脱冰事故。导线电气间隙减少而发生闪络、导线和绝缘子闪络、绝缘子损伤或破裂、杆塔横担扭转或变形和导线断裂等情况的发生，大多是相邻档的不均匀覆冰或线路不同期脱冰会产生张力差造成的。

4.断线、断串、断联及倒塔事故，即导线覆冰超过设计抗冰厚度而导致的事故。覆冰使线路弧垂增大，造成闪络和烧伤、烧断导线等。造成金具损坏、导线断股、杆塔损折、绝缘子串翻、撞裂，甚至倒塔等严重事故。

三、冰害的防治措施

输电线路覆冰积雪严重威胁着电力系统的安全可靠运行，因此必须采取措施防治冰害事故的发生。

(一)设计避冰

设计输电线路时，避开覆冰区。在选择线路路径时，认真进行覆冰调研，并进行技术经济比较，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。对于无法避开覆冰区的输电线路，设计时应充分考虑线路走廊的地形、气象等条件，保证足够的抗冰强度，以防止机械和电气事故。

(二)抗冰技术

1.输电线路的抗冰雪措施

输电线路覆冰的消除可以从以下四个方面入手。

(1)采用融冰技术，使输电线本身发热，从而使冰融化。常用的方法有：①采用直流电流融冰技术。利用直流电流在导线电阻中产生热量使覆冰融化，需要加装直流换流调压装置。②采用交流短路电流融冰技术。主要是在低压线路上使用，用特设变压器或发电机供给与系统断开覆冰线路短路电流。③增大负荷电流融冰。利用电阻发热进行融冰。对于绝缘的架空地线，可采用此法。在线路导线上通过高于正常运行电流值的电流。

(2)导线振动除冰。通过使输电线产生振动，实现除冰的目的。具体措施有：①机械除冰。当线路覆薄冰时采用滑车式除冰器进行除冰。②手工除冰。将线路停运，组织人员登杆，采用榔头进行敲击，线路覆冰迅速加厚而未达到设计值时，使导线振动以脱冰。

(3)改进结构减冰。通过导线的改进结构，使冰雪不容易附着在导线表面。可使用防积雪型架空导线或在导线上安装阻雪环、平衡锤。

(4)使用防冰材料，如憎水性涂料。通过使用新型材料或是在导线上涂刷防覆冰材料来防止导线结冰。此方法施工简单、成本低、效果较好。

2.绝缘子的抗冰雪措施

根据冰灾情况统计表明，冰闪几率与绝缘子串型式密切相关。可采取以下防冰措施：①加装大盘径绝缘子。在悬垂绝缘子串上端加装大盘径绝缘子，可以将横担上流下的冰水与绝缘子串本身的覆冰隔断，从而起到防冰的作用。②绝缘子串插花。在瓷或玻璃悬垂绝缘子串上插花加装大盘径绝缘子、在复合绝缘子上插花增加大直径伞裙，通过这些大绝缘子片或大伞裙隔断融冰水，使其形成不连续短接的冰凌。③使用V型或倒V型配置悬垂绝缘子。将悬垂绝缘子串V型或倒V型布置，使绝缘子串倾斜，不仅形不成连续的冰凌，而且能增加绝缘子串的自洁性能，具有良好的防冰效果。

3.输电杆塔的抗冰雪措施

对发生过冰灾的线路应优先采取改道方案，尽量减少线路经过较易覆冰的微地形区段，比如相对高耸、突出或者山区风道等微地形区段。在进行改建时，应该对档距和相应的高差加以限制，对于杆塔两侧大小悬殊的档距现象的发生要加以避免。

对于没有办法进行改变的路径，同时又处于恶劣微地形环境和恶劣微气候的线路，应该结合冰灾的受损状况，采用放松导、地线的张力以及适当增设杆塔缩小档距离等方式，提高导线的安全系数，减少纵向的不平衡张力。

对于没有发生断线和倒塔但是覆冰情况严重的地段，可以增设耐张塔以及缩短耐张段长度，从而提高线路的抗冰能力。

加强运行管理及建立冰情监测预警系统监测线路参数，包括现场图像、温度、湿度、风速、风向、导线的重力、张力和舞动幅度、导线弧垂、绝缘子倾角及风偏角等参数。通过对采集线路参数进行分析，系统作出相应的判断，然后控制相应的装置动作。充分利用最新的在线检测技术，随时掌握微气象地区的气象条件，建立冰害危险点的事实监控平台。

四、结语

输电线路的覆冰影响电力系统的安全可靠运行。防止输电线路冰害事故的处理方法不能一概而论，在实际工作中应根据不同电压等级、不同覆冰部位、不同严重程度，以及电网和设备的实际情况，从有利安全、便利检修，考虑采用费用低得角度去应对输电线路覆冰现象，进一步提高电网抗击自然灾害的能力。