李江陵

（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司樂山供電公司，四川 樂山 614000）

當(dāng)輸電線路發(fā)生覆冰災(zāi)害，可能造成線路的機(jī)械事故及電氣事故，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致供電中斷，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)重大損失。所以，相關(guān)工作人員應(yīng)不斷提高自身的專業(yè)技能及綜合素養(yǎng)，深入對(duì)輸電導(dǎo)線的覆冰防治內(nèi)容進(jìn)行探討，從而將災(zāi)害降至最低。以下簡(jiǎn)要針對(duì)220kV輸電導(dǎo)線覆冰防治相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行探討，僅供參考。

一、造成220kV輸電導(dǎo)線出現(xiàn)覆冰問題的原因

導(dǎo)線出現(xiàn)覆冰情況又可以被稱為“電線積冰”。其指的是由于受到冷暖空氣對(duì)流、濕度、溫度、風(fēng)、環(huán)流等條件所影響，出現(xiàn)的物理綜合現(xiàn)象。對(duì)于溫度較低、直徑較小的水滴來(lái)講，其穩(wěn)定性較差，很容易受到風(fēng)的作用，假如同地面較冷的物體出現(xiàn)碰撞，例如：電線桿塔、導(dǎo)線等，就極容易出現(xiàn)形變，水滴的表面彎曲程度降低，張力變小，再加之導(dǎo)線自身出現(xiàn)如同凝結(jié)核的作用，進(jìn)而讓成液態(tài)形式的水滴變成冰，依附在導(dǎo)線的表面，從而形成霧凇、雨凇等。表1為自然覆冰的類別及形成條件。

表1 ：自然覆冰的類別及形成條件

二、220kV輸電導(dǎo)線出現(xiàn)覆冰情況的危害

在我國(guó)，輸電導(dǎo)線出現(xiàn)覆冰情況最早發(fā)生在1954年。最近幾年，覆冰問題經(jīng)常出現(xiàn)，已經(jīng)對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)安全造成影響。圖1為出現(xiàn)覆冰情況的現(xiàn)象。

（一）荷載強(qiáng)度過高

當(dāng)輸電導(dǎo)線出現(xiàn)覆冰問題時(shí)，冰的重量會(huì)使桿塔及金具的豎直方向荷載強(qiáng)度增加。因?yàn)楦脖鶈栴}使導(dǎo)線的張力及地面張力依據(jù)比例增加，桿塔的轉(zhuǎn)角及基礎(chǔ)扭矩增加，極容易出現(xiàn)桿塔基礎(chǔ)下沉、扭轉(zhuǎn)、彎曲、傾斜等問題，嚴(yán)重的甚至在拉線位置下出現(xiàn)桿塔倒塌問題。導(dǎo)線的覆冰情況還會(huì)增大迎面，進(jìn)而使導(dǎo)線水平方向的荷載增加，讓輸電線路出現(xiàn)較為嚴(yán)重的橫向串基倒桿情況。

（二）覆冰不均勻

圖1 ：出現(xiàn)覆冰情況的現(xiàn)象

如果導(dǎo)線出覆冰不均勻或者脫冰不同期，就會(huì)使鄰近的導(dǎo)線形成張力差，從而造成導(dǎo)線在線夾出發(fā)生滑動(dòng)情況，甚至嚴(yán)重的會(huì)讓導(dǎo)線的外層鋁線在線夾位置發(fā)生斷裂情況，或者鋼芯出現(xiàn)抽動(dòng)問題。由于鄰近導(dǎo)線之間的張力作用，讓電線桿塔的絕緣子串出現(xiàn)較大偏移，互相出現(xiàn)碰撞，導(dǎo)致絕緣子出現(xiàn)破裂或者損壞。因?yàn)楦脖痪鶆?，可能引發(fā)橫擔(dān)情況，形成扭轉(zhuǎn)，如果脫冰不同期，可能使橫擔(dān)上翹或者出現(xiàn)折斷問題。

（三）導(dǎo)線出現(xiàn)舞動(dòng)問題

因?yàn)檩旊妼?dǎo)線上覆蓋的冰不均勻，很容易讓導(dǎo)線在風(fēng)里的影響下出現(xiàn)舞動(dòng)或者自激震蕩情況。長(zhǎng)此以往，導(dǎo)線的舞動(dòng)作用極容易造成絕緣子、導(dǎo)線、桿塔、金具等遭受不平衡沖擊而引發(fā)損傷，甚至嚴(yán)重的可能使導(dǎo)線互相形成短路問題，桿塔可能出現(xiàn)傾斜、倒塌狀況，危害民眾的生命安全。

三、防治220kV輸電導(dǎo)線出現(xiàn)覆冰問題的措施

經(jīng)過對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，冰雪災(zāi)害影響線路的重要原因包含以下三方面內(nèi)容：其一，真實(shí)導(dǎo)線的覆冰厚度超出設(shè)計(jì)線路許可的覆冰厚度，進(jìn)而使導(dǎo)線出現(xiàn)斷裂問題或者桿塔發(fā)生倒塌情況；其二，初始線路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)有關(guān)荷載作用，尤其是豎直方向不平衡張力的取值較低；其三，線路盡可能倒閉不利環(huán)境同樣是需要深入思考的因素之一。想要防治220kV輸電導(dǎo)線出現(xiàn)覆冰問題，具體可以從以下幾方面入手：

（一）選取科學(xué)、合理的輸電線路

相關(guān)工作人員需要基于該地域?qū)Ь€的覆冰資料為前提，在設(shè)計(jì)期間重點(diǎn)考慮抗冰方法，從而提高輸電線路抵抗覆冰的性能，確保線路運(yùn)行穩(wěn)定，為民眾提供安全電能。可以從以下幾方面入手進(jìn)行預(yù)防：

其一，針對(duì)距離相對(duì)較遠(yuǎn)的覆冰地域，可以采用適當(dāng)添加桿塔、縮減桿塔距離等方法，從而降低各個(gè)桿塔的荷載能力，提高導(dǎo)地線的機(jī)械過載性能，預(yù)防出現(xiàn)脫冰不均勻時(shí)地線互相碰撞的幾率。針對(duì)220kV線路來(lái)講，一般桿塔的間隔距離約為500m作用。當(dāng)受到地域限定時(shí)，可以相應(yīng)增長(zhǎng)間隔距離，但相應(yīng)采用耐張端等方法予以處理。

其二，增強(qiáng)桿塔、縮短耐張段的長(zhǎng)度。針對(duì)經(jīng)常發(fā)生覆冰情況，荷載較高、兩邊檔距差別較大、豎直檔距系數(shù)較低的直線桿塔，可以利用加固桿塔的方法，或者改建成耐張塔的措施，提高導(dǎo)線的質(zhì)量。在風(fēng)口位置或者跨越峽谷的導(dǎo)線，可以改建成孤立檔。

其三，將避雷線設(shè)置取消，應(yīng)用其他避雷方法進(jìn)行替換，從而降低脫冰跳躍期間導(dǎo)線互相碰觸形成短路問題的概率。

其四，針對(duì)受地形作用容易出現(xiàn)從下到上吹風(fēng)的導(dǎo)線跳躍區(qū)域，可以采用雙線夾、雙串聯(lián)絕緣子的方法，防止出現(xiàn)掉線、斷串等情況；其五，想要預(yù)防或者降低覆冰情況后鋼芯、鋁線斷股、斷線問題，在主要的覆冰位置可以應(yīng)用高性能的鋼芯鋁合金材質(zhì)作為輸電線，從而提高其抗冰特性；其六，為預(yù)防或者降低覆冰位置線路因?yàn)閺埩Σ黄胶饧懊摫S震動(dòng)而造成的導(dǎo)線損傷，可以采用預(yù)絞絲護(hù)線條對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行保護(hù)。

（二）應(yīng)用熱力融冰的方法防治導(dǎo)線覆冰問題

熱力融冰方法的工作原理為：借助導(dǎo)線本身的熱量或者附加熱源，讓冰雪無(wú)法在導(dǎo)線上進(jìn)行積累，覆冰，亦或是讓已經(jīng)積累的冰雪消融。例如：應(yīng)用增加導(dǎo)線的傳送電流措施進(jìn)行融冰，利用線路的短路電流進(jìn)行融冰，借助低局里溫度磁環(huán)、磁力線等進(jìn)行融冰等，讓導(dǎo)線本身產(chǎn)生熱量，增高溫度。例如：在2010年，浙江省電力企業(yè)同浙江大學(xué)進(jìn)行合作，共同完成了“500kV SVC兼直流融冰系統(tǒng)研制與工程試點(diǎn)”項(xiàng)目。并且在浙江的金華雙龍電網(wǎng)企業(yè)投入應(yīng)用。該項(xiàng)目從多個(gè)方面都實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新。此設(shè)備的設(shè)計(jì)額定容量直流輸出約為8.8萬(wàn)kW，額定的輸出電流約為5000A，能夠同該輸電站100km的6條220kV的出線融冰需求相滿足。

（三）增強(qiáng)線路的設(shè)計(jì)指標(biāo)

目前，我國(guó)新架設(shè)的輸電線路統(tǒng)一遵照《110kV--750kV輸電線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求施工。新的線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較以往的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相比，在桿塔的設(shè)計(jì)荷載、設(shè)計(jì)氣象等方面都有了改變。在新的線路設(shè)計(jì)指標(biāo)中，對(duì)基本風(fēng)速及覆冰厚度有了重新規(guī)定。以往對(duì)220kV的輸電線路重現(xiàn)時(shí)間為15年，大跨度為30年，而新的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)將二者都規(guī)定為30年。另外，新的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)220kV的輸電線路距離地面的豎直高度設(shè)定為10m。

（四）絕緣子串的覆冰防治措施

因?yàn)榻^緣子串的形狀、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在風(fēng)的作用下，覆冰的形式也多種多樣，所以，想要對(duì)絕緣子串的覆冰情況進(jìn)行防治較為困難。在線路運(yùn)行期間，絕緣子串出現(xiàn)閃絡(luò)問題的原因在于絕緣子處在融冰情況，電導(dǎo)率高的融冰水形成水簾。因此，可以通過隔絕融冰水簾來(lái)預(yù)防覆冰問題。將絕緣子串成V型、水平方向、傾斜方向等進(jìn)行懸掛。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著民眾對(duì)電能需求的要求逐步升高，相關(guān)工作人員應(yīng)深入對(duì)輸電線路運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)內(nèi)容進(jìn)行深入研究。導(dǎo)線覆冰情況很容易影響電能運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性及安全性，所以，從業(yè)者應(yīng)深入分析造成導(dǎo)線覆冰問題的原因，并相應(yīng)提出防治措施，從而提高供電的穩(wěn)定性與安全性。

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