低溫環(huán)境下輸電線路覆冰問(wèn)題的解決途徑

張 敏

（南京供電公司，江蘇 南京210000）

輸電線路產(chǎn)生覆冰的原因不同， 導(dǎo)致了覆冰出現(xiàn)了多種類型，主要可以對(duì)其進(jìn)行幾下劃分：①根據(jù)冰的變現(xiàn)形式可以分為晶狀、粒狀霧凇、混合凇和濕雪；②根據(jù)成冰的原因可以分為云中、降水、升華三種覆冰；③根據(jù)輸電線上冰的增長(zhǎng)情況可以分為干、濕兩種增長(zhǎng)過(guò)程覆冰；④根據(jù)輸電線上冰的形狀可以分為，新月形覆冰、圓形覆冰、翼形覆冰以及不規(guī)則形狀的覆冰。其中濕雪以及混合淞對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生的影響最大。

1 輸電線路覆冰的影響

（1）覆冰導(dǎo)致輸電線路過(guò)載引發(fā)事故。主要包括：輸電線路表層發(fā)生斷裂；導(dǎo)線抽出；導(dǎo)線離地面過(guò)近，出現(xiàn)閃絡(luò)，或者導(dǎo)線之間有接觸發(fā)生起火；懸垂線斷裂，拉線線夾斷裂；塔體傾斜，出現(xiàn)倒桿現(xiàn)象等。

（2）相鄰輸電線路覆冰、破冰不均勻引發(fā)的事故。相鄰的輸電線路覆冰或者脫冰的不均勻，會(huì)在線路上產(chǎn)生較大的張力差異，導(dǎo)致導(dǎo)線發(fā)生滑動(dòng)，會(huì)造成輸電線路表層發(fā)生破損或是斷裂；輸電線路上較大的張力差異會(huì)傳輸?shù)街本€桿塔上去，改變絕緣子串的位置，使其發(fā)生破損或者斷裂；如果這種輸電線上的張力差達(dá)到臨界值，將導(dǎo)致橫擔(dān)出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象，拉線和導(dǎo)線之間產(chǎn)生相互撞擊，對(duì)拉線造成破壞，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致桿塔的傾斜或倒塌。

（3）絕緣子串位置出現(xiàn)的覆冰，會(huì)引發(fā)冰閃事故。作為污閃的一種形式，冰閃事故也會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的危害。絕緣子串位置出現(xiàn)覆冰時(shí)，使得其絕緣性變?nèi)?，減小泄漏的距離。 在覆冰融化時(shí)，電解質(zhì)和水的作用，形成了一層導(dǎo)電膜，最終導(dǎo)致該絕緣子串的閃絡(luò)電壓下降，在低溫情況下覆冰的融化，通常都在有霧的情況下進(jìn)行，這就使得導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性增強(qiáng)，引發(fā)冰閃事故。

（4）覆冰輸電線路的抖動(dòng)破壞有關(guān)的電力設(shè)施。 輸電線路在覆冰不均勻時(shí)成扇形或者新月形時(shí)，若是風(fēng)力較大，輸電線路發(fā)生大幅度抖動(dòng)，這對(duì)輸電線路的安全產(chǎn)生的很大的影響。

2 低溫環(huán)境下輸電線路覆冰問(wèn)題的解決辦法

輸電線路覆冰其安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生著很大的危害，因此要解決好輸電線路覆冰問(wèn)題，做好除冰和防冰的工作。

2.1 交流融冰法

交流融冰法指的是，將交流電輸入到覆冰的輸電線路當(dāng)中，提高覆冰輸電線路的溫度，為融冰工作提供必要的熱量，使所覆的冰均勻快速的融化。

交流融冰法目前主要由三種，分別是交流短路融冰、零起升流融冰和負(fù)荷融冰。

交流短路融冰是指對(duì)覆冰輸電線路整體三相短路，短路后，利用斷路器想短路線路施加電壓，電壓的增大，會(huì)導(dǎo)致電流的迅速增強(qiáng)，對(duì)覆冰輸電線路就行加熱，使其覆冰均勻的進(jìn)行融化。

零起升流融冰是指對(duì)覆冰輸電線路的末端進(jìn)行三相短路，這樣就在變壓器組與覆冰輸電線路之間形成了單獨(dú)的電氣回路，使用變壓器組的勵(lì)磁升壓增強(qiáng)輸電線路中的電流強(qiáng)度，當(dāng)電流強(qiáng)度達(dá)到某一臨界值時(shí)，輸電線路的溫度達(dá)到融冰的條件，冰層開(kāi)始進(jìn)行均勻的融化。

負(fù)荷融冰是以電網(wǎng)調(diào)度的安全正常運(yùn)行為基礎(chǔ)，最大限度的增強(qiáng)覆冰輸電線路的負(fù)荷，使得其電流增大，為覆冰的融化提供足夠的熱量。同時(shí)，在實(shí)際的工作中，我們要盡量在安全使用的輸電線路中留有一些電流，這樣能夠有效地緩解輸電線路覆冰的產(chǎn)生。

2.2 直流融冰法

直流融冰法在處理輸電線路的覆冰問(wèn)題時(shí)，最為有效和可靠。 輸電線路中上的交流抗阻十分大， 而且輸電線路的橫截面積也很大，在這種實(shí)際情況下，進(jìn)行交流短路融冰的難度很大，因此不經(jīng)常采用交流融冰法。 在輸電線路上的直流抗阻相比交流抗阻來(lái)說(shuō)相當(dāng)小，大約為其十分之一。所以，在日常的覆冰輸電線路的融冰工作中，常采用直流融冰法，在提供同等的融冰電流進(jìn)行融冰時(shí)，直流法對(duì)電源容量的要求較低，更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

直流融冰技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面：

①直流融冰技術(shù)能夠針對(duì)實(shí)際情況的不同調(diào)整電流和電壓的值，從而能夠更經(jīng)濟(jì)有效的完成融冰工作，這些實(shí)際情況主要是指輸電線路中導(dǎo)線的具體長(zhǎng)度和其寬度。

②采用直流法融冰對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成的影響較小，有效的避免了安全事故的發(fā)生。目前，在直流融冰法中也有許多不足的地方，主要包括：第一，相比其他方法，直流融冰法較為繁瑣，在實(shí)際應(yīng)用中容易產(chǎn)生諧波，同時(shí)，功率損失情況嚴(yán)重。這就要求在使用直接融冰法時(shí)要配備適應(yīng)的濾波器；第二，采用直流融冰法時(shí)，要有相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的保護(hù)工作，使得其成本相對(duì)較高。

2.3 分裂導(dǎo)線融冰法

在220kV 到500kV 的輸電線路中， 較為常用的融冰方法就是分裂導(dǎo)線融冰。 由于220kV 到500kV 輸電線路中的分裂導(dǎo)線橫截面積較大，對(duì)融冰時(shí)的電源的容量要求也較大，這種方法能夠有效的增大電流的密集度，有效的增強(qiáng)融冰線路處的電流，更好的完成融冰工作。在利用分裂導(dǎo)線法融冰時(shí)，要確保分裂導(dǎo)線之間的絕緣性，安全起見(jiàn)，還要在各個(gè)子導(dǎo)線上分別安裝可遠(yuǎn)程操作的斷路器，不僅能夠簡(jiǎn)化操作還能更好的做好對(duì)融冰工作的監(jiān)督。這種方法通常應(yīng)用在較大面積覆冰的輸電線路中。

2.4 自然除冰法

借助于自然的條件進(jìn)行除冰的方法叫做自然除冰法。這種方法廣泛的應(yīng)用了自然的力量，借助于風(fēng)力、引力以及自然溫度的變化進(jìn)行除冰。在對(duì)輸電線路進(jìn)行除冰時(shí)，需要在其上安裝一些簡(jiǎn)單的設(shè)備，例如，除冰環(huán)、平衡錘、阻雪環(huán)等等。 相比其他方法，自然除冰法操作簡(jiǎn)單，成本也較低。在自然除冰法中，較為常用的手段是對(duì)輸電線路涂抹相應(yīng)的憎水和憎冰涂料，以便防止覆冰的產(chǎn)生。 目前使用的憎水和憎冰涂料主要有烷烴、有機(jī)硅、有機(jī)氟和烯烴等的化合物。自然除冰法的效果不如以上三種方法明顯，但是能夠起到一定的作用，并且不用對(duì)覆冰輸電線路進(jìn)行復(fù)雜的處理，可用于降低覆冰帶來(lái)的影響，在日常中的應(yīng)用最為普遍。

3 低溫環(huán)境下輸電線路覆冰問(wèn)題解決技術(shù)的發(fā)展方向分析

在解決輸電線路覆冰問(wèn)題時(shí)， 首先要考慮到除冰的效果和成本，為了更好地做好此項(xiàng)工作，在未來(lái)解決覆冰問(wèn)題時(shí)，從以下方面進(jìn)行改進(jìn)：

（1）運(yùn)用科學(xué)的方法，建立和完善除冰融冰的相關(guān)規(guī)定和準(zhǔn)則。使得除冰融冰工作有規(guī)可循，在最短的時(shí)間內(nèi)回復(fù)覆冰電路，使其正常工作，化解危險(xiǎn)。

（2）加大對(duì)防冰涂料的研究工作，開(kāi)發(fā)出性能更好的防冰涂料，使其在進(jìn)行防冰時(shí)，不對(duì)輸電線路造成危害。

（3）加緊對(duì)導(dǎo)線、地線等的研究工作，使其能夠適應(yīng)利用電磁除冰的要求，電磁除冰有著良好的應(yīng)用前景，其效果明顯，對(duì)資源的消耗較少，但是對(duì)相關(guān)輸電線路的抗損性提出了要求，所以要加大對(duì)所用導(dǎo)線等的研究。

（4）利用太陽(yáng)能進(jìn)行除冰融冰。要對(duì)其可行性進(jìn)行分析，通過(guò)在輸電線路上涂抹某種吸熱劑，到達(dá)高效、簡(jiǎn)便、低成本除冰的目的。

4 小結(jié)

上文就對(duì)低溫環(huán)境下輸電線路覆冰解決途徑的討論。首先對(duì)輸電線路的覆冰種類和原因進(jìn)行了介紹， 然后提出了相關(guān)的解決方法，最后指出了其發(fā)展的方向。 目的是為了更好地做好除冰融冰工作，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

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