葉茂

摘要： 在電網(wǎng)建設(shè)的過程中，為了電網(wǎng)建設(shè)的實效性，也應(yīng)該積極的同檢測技術(shù)保障的手段，檢測出變電系統(tǒng)當(dāng)中潛在的問題。架空輸電線路導(dǎo)線覆冰現(xiàn)象作為當(dāng)前電力系統(tǒng)當(dāng)中最為普遍的問題，若出現(xiàn)了架空輸電線路導(dǎo)線覆冰現(xiàn)象，那么便會直接導(dǎo)致桿塔傾斜甚至坍塌，從而引起導(dǎo)線舞動等一些列的問題，為人們的正常生活帶來嚴(yán)重的影響，為國家和人民也會造成難以估計的經(jīng)濟損失。如何有效規(guī)避電路線覆冰危害，已經(jīng)成為當(dāng)前我國電網(wǎng)電力工作亟待解決的問題。

關(guān)鍵詞： 分布式光纖;架空輸電線路;覆冰監(jiān)測技術(shù)

【中圖分類號】TN914.332【文獻標(biāo)識碼】A【文章編號】1674-3733（2020）12-0197-01

引言：嚴(yán)重覆冰和積雪會導(dǎo)致輸電線路機械和電氣性能急劇下降，引起線路過荷載、絕緣子串覆冰閃絡(luò)、線路跳閘、斷線、倒塔、導(dǎo)線舞動、發(fā)生不均勻覆冰或不同期脫冰事故和通信中斷等事故等，從而造成巨大的經(jīng)濟損失和嚴(yán)重的社會影響。我國是世界上輸電線路覆冰最為嚴(yán)重的國家之一。2008年初，我國南方部分省市遭受了嚴(yán)重的冰凍雨雪凝凍災(zāi)害，線路跳閘、斷線和倒塔等事故普遍發(fā)生，給南方地區(qū)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行和電力供應(yīng)帶來極大的影響和威脅，全國直接經(jīng)濟損失超過了1000億元。

1輸電線路導(dǎo)線覆冰的成因、分類

1.1輸電線路導(dǎo)線覆冰成因

輸電線路導(dǎo)線覆冰并不是固定的，而是一種隨機、無法人為控制的一種現(xiàn)象，直接影響了輸電線路的正常運轉(zhuǎn)。導(dǎo)致輸電線路導(dǎo)線覆冰的因素諸多，受到了地形地貌、氣候環(huán)境等諸多的條件影響。若溫度如何濕度達到了一定的條件，在風(fēng)力作用的影響和交互之下，那么空氣當(dāng)中的水汽直接被吹到輸電線路當(dāng)中，并且直接造成了輸電線路導(dǎo)線覆冰現(xiàn)象。

1.2輸電線路導(dǎo)線覆冰類型

輸電線路導(dǎo)線覆冰的類型一般會結(jié)合凍結(jié)性質(zhì)分成不同的幾種類型和形式，一般當(dāng)前常見的輸電線路導(dǎo)線覆類型有凍雪型、結(jié)凍型、霧凇以及雨凇等類型。在四種常見的輸電線路導(dǎo)線覆冰類型當(dāng)中，雨凇是最具有危害性的一種覆冰手段，其質(zhì)地相對堅硬，附著力非常強，在開展導(dǎo)線覆冰處理工作時也相對較為困難。針對凍雪類型導(dǎo)線覆冰情況來看，其危害也相對較小，其成分一般是以雪片為主，電線附著的緊實度較低，易于處理。針對霧凇類型導(dǎo)線覆冰情況來說，一般是物理形式的水汽升華并凝結(jié)而出現(xiàn)的晶體形式。針對混合凍結(jié)類導(dǎo)線覆冰是由雨凇和霧凇混合形成的一種內(nèi)容。結(jié)合導(dǎo)線覆冰截面形式，可以將導(dǎo)線覆冰分為圓形、橢圓形、翼形、新月形等。結(jié)合導(dǎo)線覆冰的發(fā)展過程，可以有效的將導(dǎo)線覆冰分為濕增長過程和干增長過程。

2基于分布式光纖的架空輸電線路覆冰監(jiān)測技術(shù)及應(yīng)用

基于分布式光纖技術(shù)的覆冰監(jiān)測方法是利用架空輸電線路已架設(shè)的電力通信光纜OPGW中冗余的一芯光纖做傳感器，根據(jù)OPGW的應(yīng)力和振動狀態(tài)，通過信號解調(diào)和高精度算法識別線路覆冰區(qū)段并給出導(dǎo)地線實時等值覆冰厚度。該技術(shù)將系統(tǒng)主機安裝至變電站內(nèi)，有效規(guī)避傳統(tǒng)在線監(jiān)測面臨的電源、通信、環(huán)境問題，且裝置安裝無需登桿，無需停電。

2.1分布式光纖覆冰監(jiān)測系統(tǒng)

基于分布式光纖傳感技術(shù)的覆冰監(jiān)測系統(tǒng)以光纜內(nèi)部1芯冗余光纖作為傳感器，監(jiān)測主機安裝在變電站，線路上無需要安裝任何傳感器。根據(jù)布里淵光纖原理，輸電線路發(fā)生覆冰后，光纖的溫度和應(yīng)變會發(fā)生變化，測量光纖傳感器的多光學(xué)物理量可反映光纖的應(yīng)變和溫度變化，通過解耦可獲得光纖的應(yīng)變和光纖的溫度分布，從而可計算得到線路等值覆冰厚度，實現(xiàn)架空輸電長距離、全檔距覆冰狀態(tài)的監(jiān)測與告警。

2.2分布式光纖覆冰監(jiān)測系統(tǒng)布置方案

由于110kV聶康線和220kV京聶線進出220kV聶各莊變電站，220kV高泉線光纖可以通過跳纖能夠跳到220kV聶各莊變電站，因此電網(wǎng)利用多路復(fù)用技術(shù)，選擇在220kV聶各莊站安裝一套分布式光纖覆冰監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)三條線路的覆冰狀態(tài)同步在線監(jiān)測和現(xiàn)監(jiān)測手段從點到面的突破。同時，為實現(xiàn)500kV昌海線覆冰狀態(tài)的在線監(jiān)測，電網(wǎng)選擇在500kV海淀變電站安裝一套分布式覆冰監(jiān)測系統(tǒng)?？蓪崿F(xiàn)110kV聶康線、220kV京聶線、220kV高泉線和500kV昌海線四條線路覆冰狀態(tài)實時監(jiān)測與覆冰數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

2.3覆冰在線監(jiān)測結(jié)果

針對此次嚴(yán)重覆冰事件造成的故障，經(jīng)過現(xiàn)場勘查，發(fā)生故障跳閘線路區(qū)段與覆冰監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到的線路最大覆冰厚度位置一致。除覆冰故障區(qū)段現(xiàn)場勘查外，公司根據(jù)分布式光纖覆冰監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測結(jié)果，啟動雨雪冰凍災(zāi)害預(yù)警Ⅲ級應(yīng)急響應(yīng)，對覆冰監(jiān)測系統(tǒng)告警最嚴(yán)重覆冰線路區(qū)段及相鄰區(qū)段進行現(xiàn)場勘查與等值覆冰厚度測量，勘查范圍包括110kV聶康線#116～#127、220kV高泉線#55～#62、500kV昌海線#89～#94、#117～#120。經(jīng)過現(xiàn)場勘查，覆冰最嚴(yán)重區(qū)段為110kV聶康線#119～#120、220kV高泉線#57～#58、500kV昌海線#93～#94、#117～#118，與系統(tǒng)監(jiān)測位置一致。等值覆冰厚度測量方法采用稱重法，測量平臺包括游標(biāo)卡尺、冰盒、取冰刀、秤等。測量步驟如下。

綜上可知，分布式光纖覆冰監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)所反映的覆冰過程、發(fā)展趨勢、覆冰厚度與人工觀冰、現(xiàn)場實際勘查情況相符，因此驗證了本文系統(tǒng)運行的有效性與準(zhǔn)確性。

結(jié)語：與傳統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)對比，本文技術(shù)徹底解決了輸電線路長期無法全線路實時在線覆冰監(jiān)測的問題，并實現(xiàn)了監(jiān)測范圍由點到面的突破。

參考文獻

[1]黃文燾，邰能靈，胡炎，等.架空輸電線路覆冰在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].水電能源科學(xué)，2012，30（10）：157-160.