架空输电线路防过荷载、冰闪及倒塔断线等冰害隐患的排查和处理方法

卢霄

摘 要：在持续的雨雪冰冻天气中，绝缘子会严重覆冰并产生重力过荷载的现象，导致电网发生倒塔断线、冰闪跳闸、导线舞动、设备损害等冰灾事故，给人们的生产生活带来很大的不便。因此，对于这种情况，应该采取科学合理的措施进行及时排查，并针对相应的问题予以解决，避免引发不必要的事故。

关键词：架空输电线路；过荷载；冰闪；倒塔斷线；冰害隐患；处理方法

引言

在输变电工程中，导线覆冰是一种普遍的现象，情况轻一点的则造不成什么影响，而情况严重的则会引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塔断线、绝缘子闪络等问题，造成重大事故。在我国北方地区，虽然冬季寒冷，但是降水相对于南方地区要少得多，所以温度低却没有过多的水分用于结冰，覆冰量很少，对输电线路不会造成什么影响，而在我国长江以南海拔高的地区，由于受高空西南暖湿气流的影响，冬季降水丰沛，常常会造成严重的覆冰现象。对于这一问题，应在输电线路设计阶段和运行阶段做好防冰措施，尽量避免或降低病害造成的损失。

1 输电线路防冰害设计

1.1 认真调查气候条件、避开不利地形

针对输电线路的覆冰情况，应多建立一些观测站进行观测，能够为有效解决冰害问题奠定良好的基础，而纵观我国专门解决输电线路的观测台，数量并不是很多，鉴于这种情况，应根据气候地形需要，适当的增加观测台的数量。设计部在选择新建线路的气象条件时，不仅要收集气象部门观测的历史资料，还要对沿线现有的输电线路的覆冰情况进行深入的调查与分析，向当地居民询问历年冰凌的频数、性质、分布等，对当地气象进行准确的把握。同时，对地形复杂的微气象覆冰区，设计人员应在沿线建立前期观测站，对冰凌的情况做一个具体的了解。

1.2 新建线路的抗冰设计

在新建输电线路的抗冰问题上，设计人员应根据收集的气象资料对冰区进行精准的划分，根据不同的设计冰厚进行线路的规划与设计，既确保线路的精准设计，又可以节省不必要的经济开支。此外，输电线路不是在一块地方，而是要经过很长的一段距离，沿线的地势、微气候及微地形都有很大的差别，所以，不能单一的采取一个冰厚设计值，要因地制宜，根据具体情况而定。在线路的设计中，最重要的是要保证重冰段的安全，因为这是造成重大事故的关键，所以，要在已掌握的气候资料的基础之上，结合沿线的地形、地物、相对高差及覆冰时的风速、风向、适度等情况进行综合性的分析，合理的划分冰区，计算出合适的冰厚设计值。

此外，在选择路径方面，尽量避开严重覆冰段，沿着起伏不大的地形走线；同时避免横跨垭口、风道、通风湖泊这些易于结冰的地段；如果线路要跨越山岭，则不应采取大档距、大高差；当线路沿山岭经过时，最好沿覆冰时的背风坡走线。从源头上避免出现覆冰严重的情况，为后续工作奠定良好的基础。如果线路实在无法避开重冰区，可以采取抗冰设计。

2 已运行的输电线路防冰害措施

2.1 绝缘子冰闪的预防措施

要防止绝缘子的冰闪，最简单的办法就是增大爬电距离。同时，还可以从改善绝缘子伞裙的结构入手，在相同的条件下，大小伞与等径伞相比，大小伞对防治冰闪更有效。对绝缘子的外形结构进行适当的调整，这样，在大雪的天气变不会发容易发生积雪的现象，就算会积雪，也同样会降低闪络发生的机率，有效的避免覆冰现象，保证输电线路的安全运行。同时，要经常清扫杆塔横担和绝缘子，尤其是在冰冻期之前将其清扫干净，这种做法同样可以加强抗闪络的能力。

2.2 倒塔断线预防措施

倒塔断线同样是覆冰所造成的直接后果，这种情况通常在南方海拔较高且已形成雾凇、雨凇的山顶及风口处，对于耐张段较长的地方，应在其中间部位设置耐张塔，以免线路断裂耐张塔承受不住张力而出现连环破坏的情况。另外，如果该线段在历史上频繁发生覆冰现象，那么，应参照已发生的事故，采取相应的措施对线路进行改进或加强，避免出现相同的事故。同时，对于地线上覆冰密度过大的情况，应采取加强地线支架的方法进行补强。

对于档距较大的重覆冰地段，采取增加杆塔、缩小档距的措施，以增加导地线的过载能力，减轻杆塔荷载，减小不均匀脱冰时导地线相碰撞的机率。对重覆冰区新建线路应尽量避免大档距，使重覆冰区线路档距较为均匀。对于35kV线路，档距一般在250m以下；对于110kV线路，档距一般在300m以下；对于220kV线路，档距一般在400m以下；对于500kV线路，档距一般在500m以下；当地形受限制必须采用较大档距时，宜采用耐张塔或采用其他加强措施。

改善杆塔结构、扩大导线与地线的水平位移。加强杆塔、缩短耐张段长度。将事故频繁、荷重较大、两侧档距相差较大及垂直档距系数小于0.6的直线杆塔采用加固措施后改为耐张塔；对于横跨峡谷、风口处则改为孤立档，并相应加强杆塔。例如，对前后档距或高差角较大的铁塔提高冰厚等级，铁塔主材可选用Q390或Q420高强度钢，提高强度。

2.3 导线舞动预防措施

改进铁塔紧固方式，加强易舞动地区杆塔强度。220/500kV输电线路耐张杆塔位于导线舞动系统的终端，相当于一个刚性阻尼器，舞动能量经横担、塔身到地面而消耗，其所受的交变应力最大，其紧固件最容易松扣或受到钢材相对运动的剪切力。因此应加强易舞区耐张塔螺栓和塔杆强度，必要时采用高强度螺栓。对杆塔节点螺栓，特别是横担螺栓采取防松措施。

对易舞动区域线路（特别是<220kV的直线杆塔），设计时加大导线间距离（包括垂直距离和水平偏移），这不能避免导线舞动，但可避免它造成的相间短路。二是采用气流干扰线，破坏导线覆冰后的空气动力学特性，改变导线受力条件，以其阻尼性能抑制导线舞动。

2.4 加固杆塔

综合考虑具体的地形条件以及杆塔的使用情况，仔细验算杆塔的纵向不平衡张力，通过局部补强额措施，加强杆塔杆塔应对纵向不平衡张力的强度。根据具体冰灾中上下曲臂等所受损害的程度，应对受损较多的塔形进行相应的验算，通过局部不强的方法进行加固。此外，与自立式铁塔相比，拉线杆塔的扛过载综合能力较弱，所以，如果条件允许，可以适当的做一下替换，增强其扛过载的综合能力。

3 输电线路除冰方法

对输电线进行防冰处理之后，还要对现实中已经出现的覆冰情况进行解决，这时就要采用除冰的方法，除冰方法是物体覆冰达到危险状态后所采取的措施。如今，国内外用来除冰的方法有很多种，大致可以分为热力融冰法、机械破冰法以及自然被动发三种，采取有效的除冰方法，能够避免重大事故的发生，确保输电线路高效运转。

4 结束语

在雨雪冰冻天气，架空输电线路最容易遭受冰害的袭击，因此，针对输电线路的覆冰问题，相关单位要及时做好防冰工作，包括线路设计和已运行线路的防冰工作，同时，除冰工作也应积极落实，预防并解决输电线路的覆冰问题，确保其正常运行。

参考文献

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