輸電線(xiàn)路除（融）冰技術(shù)探析

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1、輸電線(xiàn)路除（融）冰技術(shù)探析作者：王振玉;高中楷;任偉霞　　摘要:本文主要分析了影響輸電線(xiàn)路覆冰的因素及其危害，并系統(tǒng)介紹了除(融)冰技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了輸電線(xiàn)路除(融)冰技術(shù)拓展應(yīng)用研究的新思路?！　￡P(guān)鍵詞:輸電線(xiàn)路；除(融)冰技術(shù)；探析　　　　2008年1月中旬至2月初，受大面積降雪和凍雨天氣影響，我國(guó)南方地區(qū)遭遇大范圍降雨、雪天氣，經(jīng)歷了有氣象記錄以來(lái)最嚴(yán)重的持續(xù)低溫雨雪冰凍災(zāi)害。據(jù)統(tǒng)計(jì)：國(guó)家電網(wǎng)公司系統(tǒng)由于覆冰造成高壓線(xiàn)路桿塔倒塌17.2萬(wàn)基，受損1.2萬(wàn)基；低壓線(xiàn)路倒塔斷桿51.9萬(wàn)基，受損15.3萬(wàn)公里；各級(jí)電壓等級(jí)線(xiàn)路停運(yùn)15.3萬(wàn)條，變電站停運(yùn)884座。南方

2、電網(wǎng)公司系統(tǒng)桿塔損毀12萬(wàn)多基，受損線(xiàn)路7000多條，變電站停運(yùn)859座。此次冰災(zāi)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、影響范圍廣、覆冰強(qiáng)度高、危害巨大實(shí)屬歷史罕見(jiàn)。這次冰災(zāi)的直接原因是大范圍長(zhǎng)時(shí)間低溫、雨雪冰凍氣候所致。那么，如何利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)快速、安全、高效地清除輸電線(xiàn)路上的覆冰，是擺在我們面前的一個(gè)重要的研究課題。　　　　1.影響輸電線(xiàn)路覆冰的因素　　　　1.1氣象因素　　輸電線(xiàn)路覆冰主要發(fā)生在11月至次年3月間，尤其在入冬和倒春寒時(shí)覆冰發(fā)生的頻率最高。當(dāng)溫度低于０℃時(shí)，大氣中的小水滴將發(fā)生過(guò)冷卻，氣流中過(guò)冷卻水滴與處于過(guò)冷卻水滴包圍的輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)發(fā)生碰撞，并凍結(jié)在導(dǎo)線(xiàn)表面而形成覆冰?！　?/p>

3、1.2海拔高程因素　　就同一個(gè)地區(qū)來(lái)說(shuō)，一般海拔高程愈高，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)?！　?.3線(xiàn)路走向及懸掛高度因素　　東西走向的導(dǎo)線(xiàn)覆冰普遍較南北走向的導(dǎo)線(xiàn)覆冰嚴(yán)重。因?yàn)槎靖脖鞖獯蠖酁楸憋L(fēng)或西北風(fēng)，因此，在嚴(yán)重覆冰地段選擇線(xiàn)路走廊時(shí)，應(yīng)盡量避免導(dǎo)線(xiàn)呈東西走向?！　?.4導(dǎo)線(xiàn)直徑因素　　在常見(jiàn)的小于或等于８m/s的風(fēng)速下，直徑小于或等于4cm的導(dǎo)線(xiàn)，相對(duì)較粗的導(dǎo)線(xiàn)的單位長(zhǎng)度覆冰量比相對(duì)較細(xì)的導(dǎo)線(xiàn)重；對(duì)于直徑大于4cm的導(dǎo)線(xiàn)，單位長(zhǎng)度覆冰重量反比較細(xì)的導(dǎo)線(xiàn)輕；在大于8m/s的較大風(fēng)速下，對(duì)于任何直徑的導(dǎo)線(xiàn)，導(dǎo)線(xiàn)越

4、粗覆冰越重，但覆冰厚度隨導(dǎo)線(xiàn)直徑的增加而減小?！　?.5導(dǎo)線(xiàn)表面電場(chǎng)因素　　現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)及試驗(yàn)研究表明，電場(chǎng)強(qiáng)度較小時(shí)導(dǎo)線(xiàn)覆冰量、冰厚及密度隨電場(chǎng)強(qiáng)度增加而增加，可當(dāng)電場(chǎng)足夠高時(shí)，帶電導(dǎo)線(xiàn)的覆冰比不帶電導(dǎo)線(xiàn)覆冰少很多，覆冰量與電壓極性有明顯關(guān)系；此外，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，導(dǎo)線(xiàn)覆冰的密度也較無(wú)電場(chǎng)時(shí)小?！　　　?.輸電線(xiàn)路覆冰的危害　　　　2.1過(guò)負(fù)載危害　　過(guò)負(fù)載危害，即導(dǎo)線(xiàn)覆冰超過(guò)設(shè)計(jì)抗冰厚度(覆冰后質(zhì)量、風(fēng)壓面積增加)而導(dǎo)致的事故。機(jī)械事故包括：金具損壞、導(dǎo)線(xiàn)斷股、桿塔損折、絕緣子串翻轉(zhuǎn)、撞裂等；電氣事故，是指覆冰使線(xiàn)路弧垂增大從而造成閃絡(luò)和燒傷、燒斷導(dǎo)線(xiàn)等?！　?.2不均勻覆

5、冰或不同期脫冰危害　　相鄰檔的不均勻覆冰或線(xiàn)路不同期脫冰會(huì)產(chǎn)生張力差，導(dǎo)致導(dǎo)線(xiàn)縮頸或斷裂、絕緣子損傷或破裂、桿塔橫擔(dān)扭轉(zhuǎn)或變形、導(dǎo)線(xiàn)和絕緣子閃絡(luò)及導(dǎo)線(xiàn)電氣間隙減少而發(fā)生閃絡(luò)等。　　2.3覆冰導(dǎo)線(xiàn)舞動(dòng)危害　　導(dǎo)線(xiàn)有覆冰且為非對(duì)稱(chēng)覆冰(迎風(fēng)側(cè)厚，背風(fēng)側(cè)薄)時(shí)，線(xiàn)路易發(fā)生舞動(dòng)；大截面導(dǎo)線(xiàn)比小截面導(dǎo)線(xiàn)易舞動(dòng)，分裂導(dǎo)線(xiàn)比單導(dǎo)線(xiàn)易舞動(dòng)；0℃時(shí)導(dǎo)線(xiàn)張力低至20～80N/mm2易發(fā)生舞動(dòng)。導(dǎo)線(xiàn)舞動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡順線(xiàn)路方向看近似橢圓形，由于舞動(dòng)的幅度大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，輕則引起相間閃絡(luò)，損壞地線(xiàn)、導(dǎo)線(xiàn)、金具等部件，重則導(dǎo)致線(xiàn)路跳閘停電、斷線(xiàn)倒塔等嚴(yán)重事故。　　2.4絕緣子冰閃危害　　覆冰改變了絕緣子

6、的電場(chǎng)分布，覆冰中含有污穢等導(dǎo)電雜質(zhì)時(shí)更易造成冰閃。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年我國(guó)500kV線(xiàn)路非計(jì)劃停運(yùn)原因中冰閃約占23%，在外力破壞類(lèi)原因中居第二位。2004年10月到2005年1月我國(guó)華中地區(qū)連續(xù)發(fā)生了多起惡性覆冰閃絡(luò)事故。1963年11月美國(guó)西海岸一條345kV線(xiàn)路發(fā)生絕緣子串覆冰閃絡(luò)，在恢復(fù)送電3～4min內(nèi)，覆冰絕緣子由微弱放電迅速發(fā)展到全面閃絡(luò)。1988年加拿大魁北克省安那迪變電站連續(xù)發(fā)生6次絕緣子閃絡(luò)事故，造成該省大部分地區(qū)停電?！　　　?.除(融)冰技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用　　　　目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)除冰技術(shù)的開(kāi)發(fā)相當(dāng)重視，提出了30余種除冰技術(shù)。根據(jù)工作原理，這些除冰技術(shù)

7、可歸納為以下四類(lèi):熱力除（融）冰法、機(jī)械除冰法、自然被動(dòng)除冰法和其它除冰方法。　　3.1熱力除（融）冰法　　熱力除（融）冰法是利用附加熱源或者自身發(fā)熱，使冰雪在導(dǎo)線(xiàn)上無(wú)法積覆，或使已經(jīng)積覆的冰雪熔化。該策略是在20世紀(jì)30年代于參考　?。?）有潛力并期望在中短期內(nèi)得到突破的是:電磁脈沖法和“ADHOC”法。為確保每次冰害后使用這種技術(shù)的操作人員的安全，“ADHOC”法需制定標(biāo)準(zhǔn)的使用規(guī)則?！　?.2拓展應(yīng)用研究的思路　　4.2.1從輸電線(xiàn)路的物理、電氣特性出發(fā)，加強(qiáng)熱力除冰技術(shù)的理論研究。如：研究導(dǎo)線(xiàn)覆冰厚度與融冰