瓦房店地区输电线路防覆冰故障防治措施

刘春志

摘要：瓦房店地区在地理上属于沿海大陆性气候。春季2、3月，天气多为东北风或微西北风，风向与全线基本成90度。此外，该地区位于北部中部的丘陵平原，春季的空气相对湿度较高。一旦气温逐渐降低或降至0℃以下，极易结冰，形成覆盖全线的冰，给线路的安全运行带来极大的危害。2007年3月4日，瓦房店的确遭遇了50年一遇的罕见降雪。大风天气，出现倒塔、多线断线等严重故障，造成大面积停电。可以看出，我国电网输电系统的连接线在冰雪覆盖下结冰、舞动，可能发生松动、落杆（塔）、断线、漏电门或跳闸等安全事故，对其影响构成严重威胁，这关系到我国水网的安全稳定和正常运行，提高供电传输系统的运行可靠性。

关键词：输电线路;结冰;过错保护措施

本文主要研究瓦房店部分地区输电线路冰雪破坏引起的输电导线冰体舞动、杆塔导线倾斜、坍塌、断线和输电绝缘子导线闪络等相关问题。结合瓦房店地区不同自然气候条件下的积雪特点，介绍了两种类型的积雪，即冰雪形成和线路冰雪破坏，重点研究分析了积雪和冰雪形成的特点，并采取合理的覆冰措施，可在一定程度上减少输电线路冰雪形成造成的线路损坏。

一、结冰原因及过程

架空输电线路覆冰主要发生在初冬或早春的寒冷季节（冬季温度一般在-5°左右），或在连续降雪或雨、雪、雾的寒冷天气，液态过程和冷却水滴将释放潜在热能并凝固。在架空线路、导线、避雷线的两端，绝缘子与导线串的连接处会出现一层强而密的透明或半透明冰层，并出现覆冰现象。线路结冰的原因是它接触到大气中足够多的过冷水滴。当温度下降时，水滴凝结成冰并粘附在管线上。

瓦房店地区线路覆冰主要有雾凇覆冰、雾凇混歌和雪（含冻雪）。

1.雨凇覆冰。

它是一层非常冰覆盖的或水晶透明的或蓬松的雪覆盖的冰层，像玻璃一样。冰雪覆盖的雾凇覆盖着冰冻的雪，降雨期主要是指中国上海海拔低于青藏高原地区的冰雪覆盖的雾凇，雪是冰。持续时间一般较短。环境条件下的大气温度很容易接近某一点的冰点，且风比较大，冰是透明的，积雪冰层的冰晶导体上的积雪冰层对粘合剂有很强的应力，冰的总量和密度都很高。雾凇被冰或雪覆盖，而雪是冰冻的。

2.雾凇。

雾凇覆冰主要是由于外层冰雪洁白不透明而形成的一种霜冻结冰，外层冰雪内层呈小羽状。通常，在没有大面积雾凇的寒冷天气很容易结冰。在小冻结过程中，当雾凇冷却剂和冻结水滴、颗粒或小毛毛与雾凇导体发生碰撞时，由于毛毛细雨中导体内部冰雪表面温度较低，毛毛细雨中小冷却冻结水滴潜热后的能量迅速释放。

3.混合凇。

它是一种坚硬的块状混合晶冰，呈浅黄白色，不透明或半透明外观。密度一般在0.3～0.9之间，形成时平均温度约-2～8℃，风速在2～15m/s范围内。冰雪形成时的温度越高，风速越大，冰雪冰川、冰和雾凇的生长密度越大。这类冰川的混合暴风雪冰具有很强的融冰能力，能与冷雪冰川冰丝上的霜霜结合。如果冰川导体长期暴露在寒冷、高温和潮湿的混合冰暴雪中，很容易融化并形成冷雪冰川-冰融-冷雪混合冰晶。

4.雪（包括冰冻雪）。

当温度低于0℃时，水蒸气和雪不会凝结成干冰和雪。此时，粘结雪的降雪线是没有任何少量水分的雪导体，即干雪。雪导体上的部分雪对它的附着力很弱，即使冰雪只通过导体轻轻振动，也能使雪直接振动，使外层冰雪和白霜与所有冰雪导体的任何外层或表面完全直接分离，并由雪粘合。然而，当雪的温度在0℃左右时，降雪面上的降雪完全是白雪。部分雪不会融化，所有的雪都会变成湿冰和雪。

二、决定覆冰的因素

一般来说，影响覆冰的主要因素是位置因素，即线路走廊的结构形式、线路与冷电流的夹角、导线悬挂高度和导线直径。

大量实践证明，架空输电线路走廊环境对覆冰强度影响很大。例如，线路通道中的河流和沿岸的气象环境会增加导线的覆冰强度，在初冬或早春容易造成线路覆冰。结冰量与线路和冷电流方向之间的夹角呈正弦关系。夹角越大，结冰越严重。导线悬挂越高，覆冰强度越大。

三、冰害的防治措施

预交叉电线保护线用于减少或防止除冰、跳跃和舞动造成的损坏。运营阶段，加强沿线气象资料的调查和收集，结合以往运营经验，全面控制结冰危害。导线、地线结冰、舞动时，做好观察记录。对于易结冰的路段，如瓦房店管辖的长兴岛地区，东临丘陵，西临大海，受初冬或早春西北风的影响，加上当地特殊环境，结冰舞动每年都会造成线路跳闸。因此，应在冰舞动易发地段安装在线监测系统。对于重冰冻、高冰冻地区的导线，其设计冰厚热值不能偏差，且未及时采取必要的防覆冰融冻措施，也应逐步改造，以提高导线的融雪和防冰冻能力。同时，在线路严重冰冻的区域，对线路采取必要的防冰措施。为有效加强本线既有导电线路的融雪、抗冻、防冰损能力，应根据本线具体情况，区别对待，谨慎处理。线路绝缘子V形伞裙的基础结构可通过增加爬线电梯的距离来改善，线路绝缘子伞裙表面应逐层涂上各种水溶性涂料，导电杆塔上的横担和线路绝缘子底部应防尘清洁。

导线、地线如结冰舞动时，应做好观察记录。线路冰雪覆盖后，结合实际使用情况研究制定大修计划，安排大修。重点检查和加强线路覆冰接地导线舞动监测、关键覆冰段接地导线回路线路进出口及管卡、绝缘子管锁紧连接销及接地导线内相关辅助配件的磨损处理，并进行专项试验检查和缺陷消除;及時检查并适当调整雪、冰、舞动引起的线路导线接地塔线打滑引起的地面弧垂角变化和零缺陷。

结语：

瓦房店结冰灾害对线路造成了巨大破坏。往年的运行记录中记录了导线结冰和舞动引起的跳闸记录。结合事故特点，综合采取上述技术措施，在一定程度上预防或缓解线路结冰事故，提高线路抗冰性。当发生冰损时，应结合实际情况采取必要措施，提高安全稳定运行水平。

参考文献

[1] 祝永坤，李文鹏，刘辰，等. 500 kV紧凑型输电线路覆冰舞动故障分析及防范措施[J]. 内蒙古电力技术，2016，34（2）：5-9.

[2] 祝永坤，刘博，李祥杰，等. 500 kV输电线路覆冰闪络故障原因分析及防范措施[J]. 内蒙古电力技术，2018，36（5）：79-81.