淺議500kv輸電線路覆冰機(jī)理和防覆冰對策

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1、淺議500kV輸電線路覆冰機(jī)理和防覆冰對策　　摘要：通過近年來輸電線路常見的各類冰害事故，分析了各類覆冰的性質(zhì)和形成條件，以及影響輸電線路覆冰的各種因素。對比目前世界上輸電線路專業(yè)較為常用的各種防冰、除冰方法，對防止輸電線路冰害事故的發(fā)生，從設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)階段提出了解決措施。關(guān)鍵詞：500kV輸電線路；覆冰；機(jī)理；改善對策中圖分類號：TV734文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A引言：我國是世界上輸電線路嚴(yán)重覆冰的地區(qū)之一，線路冰害事故發(fā)生的概率比世界上任何其他國家都高，2011年南方特大冰雪災(zāi)害引起的輸電線路事故給電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重危害。分析輸電線路覆冰特點(diǎn)、規(guī)律是防止冰害事故發(fā)生的

2、前提，對重冰區(qū)超高壓線路的設(shè)計(jì)、運(yùn)行以及提高整個(gè)電力系統(tǒng)的安全可靠性具有重要的實(shí)際意義和指導(dǎo)作用。1.輸電線路覆冰事故類型1.1根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、設(shè)計(jì)及科研的要求，導(dǎo)線有覆冰和積雪兩種情況。而導(dǎo)線覆冰可分為四類，即白霜、霧凇、混合凇和雨凇；積雪可分為兩類，即干雪和濕雪。1.2線路覆冰的過荷載事故81.2.1導(dǎo)線和地線：有從壓接管內(nèi)抽出的，或外層鋁股全斷、鋼芯抽出的事故，也有整根拉斷或耐張線夾或懸垂線夾出口處附近導(dǎo)線外層斷若干股的事故。1.2.2電氣間隙：有因弧垂增大，導(dǎo)線對地間距減小而造成閃絡(luò)的事故，也有因地線弧垂增大，風(fēng)吹擺動(dòng)造成與導(dǎo)線相碰、燒傷及燒斷導(dǎo)地線的事故

3、。1.2.3桿塔結(jié)構(gòu)：有因斷導(dǎo)線和地線，使直線桿頭順線方向折斷的事故，或因?qū)У鼐€不對稱布置，在垂直線路方向?qū)⑺^折斷的事故；也有斷邊導(dǎo)線、耐張雙桿的兩根桿身在不同方向扭斷，或因斷導(dǎo)線引起拉線或拉線金具破壞而后順線倒桿的事故；1.3不均勻覆冰或不同期脫冰事故1.3.1導(dǎo)線和地線：相鄰檔不均勻覆冰或不同期脫冰都會(huì)造成張力差，使導(dǎo)地線在線夾滑動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)將使導(dǎo)線外層鋁股在線夾出口處全斷、鋼芯抽動(dòng)，造成線夾另一側(cè)的鋁股擁擠在線夾附近，懸垂線夾和耐張線夾都會(huì)有這種情況發(fā)生。1.3.2絕緣子損壞：因鄰檔張力不同，直線桿塔承受張力差，使懸垂絕緣子串偏移很大，碰撞橫擔(dān)，造成絕緣子損傷或破裂

4、。1.3.3電氣間隙：張力差會(huì)使橫擔(dān)轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線碰撞拉線，使拉線燒斷造成倒桿；或因三相融冰時(shí)，中相未融，而邊相先融，造成導(dǎo)線不同步擺動(dòng)，邊相碰撞。81.4絕緣子串冰閃事故絕緣子覆冰或被冰凌橋接后，絕緣強(qiáng)度下降，泄露距離縮短。融冰時(shí)，絕緣子局部表面電阻降低，形成閃絡(luò)事故。閃絡(luò)發(fā)展過程中持續(xù)電弧燒傷絕緣子，引起絕緣子絕緣強(qiáng)度降低。2.輸電線路覆冰影響因素2.1氣象因素影響導(dǎo)線覆冰的氣象因素主要有四種，即空氣溫度、風(fēng)速風(fēng)向、空氣中或云中過冷卻水滴直徑、空氣中液態(tài)水含量。這四種因素的不同組合確定了導(dǎo)線覆冰類型。2.2季節(jié)因素輸電線路導(dǎo)線覆冰主要發(fā)生在前一年11月至次年3月之間，尤其

5、在入冬和倒春寒時(shí)覆冰發(fā)生概率最高。1月和12月份幾乎是所有重覆冰地區(qū)平均氣溫最低的月份，但相對濕度較小，線路覆冰相對于11月及2月、3月份較輕。因此，在11月份、2月底和3月初，由于濕度較高，雖然平均濕度相對1月和12月較高，但導(dǎo)線覆冰較1月份更為嚴(yán)重。2.3地理?xiàng)l件因素8導(dǎo)線覆冰的輕重還取決于山脈走向、坡向與分水嶺、臺地、風(fēng)口、江湖水體等因素。在山區(qū)導(dǎo)線覆冰受地形及地理的影響更為嚴(yán)重，通過大量實(shí)例說明：山脈走向與坡向?qū)?dǎo)線覆冰的影響。東西走向山脈的迎風(fēng)坡在冬季覆冰較背風(fēng)坡嚴(yán)重；分水嶺、風(fēng)口處線路覆冰較其他地形嚴(yán)重。2.4江湖水體因素江湖水體對導(dǎo)線覆冰影響也十分明顯。水汽

6、充足時(shí)，導(dǎo)線覆冰嚴(yán)重；附近無水源時(shí)，導(dǎo)線覆冰較輕。四川是典型的水系豐富地區(qū)，導(dǎo)線覆冰受水體的影響也十分明顯。2.5海拔高度因素就一個(gè)條件相同的地區(qū)來說，一般海拔高程越愈高，愈易覆冰，覆冰也愈厚，且多為霧??；海拔高程較低處，其冰厚雖較薄，但多為雨凇或混合凍結(jié)。每一個(gè)地區(qū)都有一個(gè)起始結(jié)冰的海拔高程，即凝結(jié)高度。我國導(dǎo)線覆冰受海拔高度的影響較為明顯，表1給出南北向布置的導(dǎo)線覆冰厚度和直徑與海拔高度的關(guān)系。由表1可知，鄂西恩施的觀冰站觀測到典型積冰徑向尺寸為155mm，該觀冰站海拔高度1820m，這是鄂西山區(qū)覆冰的普遍特點(diǎn)。三峽地區(qū)巫山縣西北15km處海拔高度800～1100m的

7、騾平大風(fēng)口，半徑1.5km范圍內(nèi)導(dǎo)線覆冰厚度超過35mm，海拔500m以下地區(qū)覆冰厚度不到25mm。表1部分觀冰站積冰厚度與海拔高度的關(guān)系2.6林帶因素8林帶會(huì)削弱風(fēng)速，使過冷卻水滴輸送率減小，從而減輕了導(dǎo)線覆冰。林帶的防護(hù)效能與林木種類、密度、高度和面積有關(guān)。導(dǎo)線在林帶近傍防護(hù)效能最為顯著，林帶對覆冰的防護(hù)效應(yīng)可延伸到林帶外林高的30倍處。2.7線路走向因素導(dǎo)線覆冰與線路走向有關(guān)，東西走向的導(dǎo)線覆冰普遍較南北走向的導(dǎo)線覆冰嚴(yán)重。冬季覆冰天氣大多為北風(fēng)或西北風(fēng)，導(dǎo)線為南北走向時(shí)，風(fēng)向與導(dǎo)線軸線基本平行，單位時(shí)間與單位面積內(nèi)輸送