防覆冰涂料在输电线路上的应用探析

焦炎伟 崔晓贝

摘 要 输电线路大多是架设在空旷的野外，暴露在空气中，很容易受到恶劣自然气候的影响，尤其容易发生覆冰问题，破坏整个电力系统的正常运行和安全。防覆冰是全世界各個国家都在致力研究解决的重大问题，对于保证各行各业的生产和人们的工作生活具有不可忽视的重要意义。本文针对输电线路的覆冰问题以及防覆冰涂料须具备的特性进行了一定的分析，并对现阶段使用的防覆冰涂料进行了总结评价。

关键词 防覆冰涂料;输电线路;应用

发生输电线路覆冰事故，就会导致电力系统中的各种设备发生运行故障，影响电力供应，对于电力系统的安全稳定运行、各行各业的生产发展会造成重大的不良影响。对于我国发展经济发展而言，解决输电线路覆冰问题十分必要，我国超过79%的资源都分布在高冰雪覆盖率、高海拔的中西部地区，且目前经济建设发展的重心也逐步向中西部转移，电力工程建设是其他产业发展的基础保障，高压线路和超高压线路建设越来越多。在此发展背景下，解决改善输电线路上的覆冰问题更加势在必行。

1输电线路覆冰的产生和危害性

输电线路发生覆冰病害与输电线路的设计和自然环境都存在一定的关系。首先，如果输电线路所处的地区天气过于严寒，长期处于冰期，这样即使有对输电线路采取一定的防覆冰措施，如果突遭更为恶劣的气候，在部分比较薄弱的位置，仍然会发生严重的覆冰事故，导致输电线路无法正常输送电能，相关设备的电气性能也会随之受到影响。其次，设计人员在对输电线路进行设计时，对输电线路架设区域的环境情况了解不足，或者没有抗覆冰工作经验，导致设计的线路不合理或线路抗覆冰能力不足以抵抗恶劣的自然气候，屡次发生冰害事故。一旦输电线路发生冰害事故，会导致输电线路的负载大大增加，输电线路覆冰后，风压面积也会增大，引起电气事故和机械故障。输电线路上覆冰的不均匀或存在冰凌桥接现象，也会引发电气事故，影响绝缘子串的电气性能。除此之外，不均匀的输电线路覆冰也会导致输电导线发生舞动事故。

2常见防覆冰涂料应用具体探析

2.1 电热防覆冰涂料的应用探析

电热防覆冰涂料是发展时间最长，在输电导线上应用最广泛的一种防覆冰涂料。电热防覆冰涂料的防覆冰机理是通过电热效应产生的热量提高输电线路表面的温度，使其保持在零度以上，避免结冰。常用的导电填料包括炭黑、碳纤维以及氧化锌等，将上述材料掺入防覆冰涂料中，再在输电线路绝缘子上进行涂覆，绝缘子表面的涂层就会因为电热效应持续发热，使其不会在冬季雨水天气由于温度过低发生覆冰病害。但是另一方面，只有在冬天的时候，由于气温比较低，如果有雨水天气，输电线路就很容易发生覆冰现象，此时电热防覆冰涂料的应用能够有效保护输电线路的安全性。一旦冬季结束，其他季节的雨水天气并不会导致输电线路结冰，此时电热防覆冰涂料依然会持续发热，长此以往，就会使输电线路的老化速度大大加快[1]。

2.2 融冰防覆冰涂料的应用探析

与电热防覆冰涂料类似，融冰防覆冰涂料的应用也非常多，其在输电线路绝缘层上的应用是通过降低水的凝固点来减少覆冰灾害的产生，进而保护输电线路的正常运行。融冰防覆冰涂料中添加了有机金属化合物等电解质成分，这些电解质成分在碰到水以后，就会发生分解反应溶解到水中，使得水的凝固点适当降低，进而不会出现结冰现象。另外，输电线路的表面要具有一定的疏水性，这样没有结冰的水就可以很轻易地从输电线路上掉落。在融冰防覆冰材料的实际应用中，具有比较大的局限性，一方面要考虑电解质成分在水中的迁移速度和对水凝固点的具体降低效果，另一方面要对防覆冰涂料涂覆在输电线路后的物理性能和热稳定性进行评估，还要设法降低融冰防覆冰涂料对输电线路的腐蚀。除此之外，融冰防覆冰涂料对于超出一定温度范围的低温环境，并不能发挥有效的防覆冰作用[2]。综合来看，要克服以上融冰防覆冰涂料在输电线路上的应用困难点，具有很高的难度，大大局限了融冰防覆冰涂料的应用推广。

2.3 光热防覆冰涂料的应用探析

与上述两种防覆冰涂料相比，光热防覆冰涂料由于发展时间较短，在输电线路上的应用还比较少。在应用原理方面，光热防覆冰涂料也是通过在防覆冰涂料中添加具有特殊性能的成分，令其具有更加显著的防覆冰效果。相较于其他防覆冰涂料，光热防覆冰涂料具有更高的环保节能性，因为其是通过添加在防覆冰涂料中的可吸收太阳能的成分发挥作用的，将太阳能转化成为热能发热，从而使输电线路不结冰。目前有一种选择性太阳能吸收涂料，相比其他光热覆冰涂料，在附着力和耐老化性方面都具有非常明显的优势。与电热防覆冰涂料相比，光热防覆冰涂料也具有类似的缺点，即非结冰天气仍然持续性发热导致输电线路的老化速度加快。

2.4 超疏水性防覆冰涂料

目前研制出了一种新型的防覆冰涂料，这种涂料是根据防覆冰所必需的性能针对性研发而来，具有很强的疏水性，且疏水性的有效期也比较长，同时在太阳光的催化下，超疏水性防覆冰涂料具有一定的自我清洁能力。但是另一方面，在将超疏水性防覆冰材料应用到实际输电线路上时，要克服电磁场、脏污物质以及天气环境对防覆冰材料性能的不良影响。超疏水防覆冰涂料最大的缺陷是其只能在短暂的低温环境中起到防覆冰作用，也就是说，在防覆冰方面它只能起到一个缓解作用，如果低温环境维持时间较长，输电线路上仍然会发生覆冰现象。而且在结成的冰结构中存在一定数量的空隙，对其进行融冰时，很容易放电，严重情况下甚至会将涂料层烧坏。由此可见，超疏水防覆冰涂料的大范围应用仍然具有局限性，实际应用难度比较大。

3结束语

覆冰工作是电力建设人员必须重点关注的内容，通过实际应用和大量研究表明，与其他防覆冰技术相比，防覆冰涂料在改善输电线路结冰问题方面具有更加显著的优势。防覆冰涂料在研究开发、实际操作应用方面的成本都比较低，且技术难度不大，对于在恶劣环境中的具体施工具有比较好的适应性，具有非常良好的发展前景。

参考文献

[1] 舒立春，兰斯琦，蒋兴良，等.涂覆光电混合涂料复合绝缘子延缓覆冰效果研究[J].高压电器，2020，56（4）：55-61.

[2] 邓喜玲，陈凯锋，王晶晶.防覆冰涂层设计制备及性能研究[J].材料开发与应用，2018，33（3）：104-110.