淺談?shì)旊娋€路防止冰害事故的預(yù)防措施

(1，2.國(guó)網(wǎng)信陽(yáng)供電公司　河南　信陽(yáng)　464000；3.大唐信陽(yáng)華豫發(fā)電有限責(zé)任公司　河南　信陽(yáng)　464000)

引言

2008年，我國(guó)南方多個(gè)省份遭受了嚴(yán)重的冰雪災(zāi)害，華中、華東電網(wǎng)幾十條500kV線路倒塔、解列和停運(yùn)，造成部分省份大面積停電，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。河南信陽(yáng)地區(qū)位于我國(guó)南北過(guò)渡帶，地理位置特殊，存在較多的微氣象區(qū)域，防止輸電線路冰害是保證信陽(yáng)電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要工作之一。

一、輸電線路覆冰的形成

輸電線路覆冰的形成時(shí)間一般在嚴(yán)冬或初春季節(jié)，冷暖氣流交匯時(shí)，當(dāng)氣溫下降至-5℃～0℃，風(fēng)速為3～15m/s時(shí)，如遇大霧、毛毛雨或雨夾雪，首先將在輸電線路上形成雨淞，此時(shí)如果天氣驟然變冷，出現(xiàn)雨雪天氣，凍雨和雪則在粘結(jié)強(qiáng)度較高的雨淞面上迅速增長(zhǎng)，形成密度大于0.6g/cm3的較厚的冰層。若溫度繼續(xù)下降-15℃～-8℃，原有冰層外則積覆霧凇。這種過(guò)程導(dǎo)致導(dǎo)線、架空地線表面形成雨凇、混合淞、霧凇的復(fù)合冰層。

二、冰害事故的類型及特點(diǎn)

輸電線路覆冰引起的事故主要有以下幾類：

1.絕緣子冰閃事故。冰中含有污穢等導(dǎo)電雜質(zhì)時(shí)更易造成冰閃，覆冰的存在改變了絕緣子的電場(chǎng)分布，覆冰可以看成一種特殊的污穢。

2.覆冰導(dǎo)線舞動(dòng)事故。導(dǎo)致線路跳閘停電、斷線倒塔等嚴(yán)重事故。舞動(dòng)時(shí)可能引起相間閃絡(luò)，損壞地線、導(dǎo)線、金具等部件，導(dǎo)線有覆冰且為非對(duì)稱覆冰時(shí)，線路易發(fā)生舞動(dòng)。

3.不均勻覆冰或不同期脫冰事故。導(dǎo)線電氣間隙減少而發(fā)生閃絡(luò)、導(dǎo)線和絕緣子閃絡(luò)、絕緣子損傷或破裂、桿塔橫擔(dān)扭轉(zhuǎn)或變形和導(dǎo)線斷裂等情況的發(fā)生，大多是相鄰檔的不均勻覆冰或線路不同期脫冰會(huì)產(chǎn)生張力差造成的。

4.斷線、斷串、斷聯(lián)及倒塔事故，即導(dǎo)線覆冰超過(guò)設(shè)計(jì)抗冰厚度而導(dǎo)致的事故。覆冰使線路弧垂增大，造成閃絡(luò)和燒傷、燒斷導(dǎo)線等。造成金具損壞、導(dǎo)線斷股、桿塔損折、絕緣子串翻、撞裂，甚至倒塔等嚴(yán)重事故。

三、冰害的防治措施

輸電線路覆冰積雪嚴(yán)重威脅著電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，因此必須采取措施防治冰害事故的發(fā)生。

(一)設(shè)計(jì)避冰

設(shè)計(jì)輸電線路時(shí)，避開覆冰區(qū)。在選擇線路路徑時(shí)，認(rèn)真進(jìn)行覆冰調(diào)研，并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，應(yīng)盡量避開重冰區(qū)，沿起伏不大的地形走線；同時(shí)盡量避免橫跨埡口、風(fēng)道和通過(guò)湖泊、水庫(kù)等容易覆冰的地帶；翻越山嶺時(shí)應(yīng)避免大檔距、大高差；沿山嶺通過(guò)時(shí)，宜沿背風(fēng)或向陽(yáng)面走線。對(duì)于無(wú)法避開覆冰區(qū)的輸電線路，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮線路走廊的地形、氣象等條件，保證足夠的抗冰強(qiáng)度，以防止機(jī)械和電氣事故。

(二)抗冰技術(shù)

1.輸電線路的抗冰雪措施

輸電線路覆冰的消除可以從以下四個(gè)方面入手。

(1)采用融冰技術(shù)，使輸電線本身發(fā)熱，從而使冰融化。常用的方法有：①采用直流電流融冰技術(shù)。利用直流電流在導(dǎo)線電阻中產(chǎn)生熱量使覆冰融化，需要加裝直流換流調(diào)壓裝置。②采用交流短路電流融冰技術(shù)。主要是在低壓線路上使用，用特設(shè)變壓器或發(fā)電機(jī)供給與系統(tǒng)斷開覆冰線路短路電流。③增大負(fù)荷電流融冰。利用電阻發(fā)熱進(jìn)行融冰。對(duì)于絕緣的架空地線，可采用此法。在線路導(dǎo)線上通過(guò)高于正常運(yùn)行電流值的電流。

(2)導(dǎo)線振動(dòng)除冰。通過(guò)使輸電線產(chǎn)生振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)除冰的目的。具體措施有：①機(jī)械除冰。當(dāng)線路覆薄冰時(shí)采用滑車式除冰器進(jìn)行除冰。②手工除冰。將線路停運(yùn)，組織人員登桿，采用榔頭進(jìn)行敲擊，線路覆冰迅速加厚而未達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，使導(dǎo)線振動(dòng)以脫冰。

(3)改進(jìn)結(jié)構(gòu)減冰。通過(guò)導(dǎo)線的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使冰雪不容易附著在導(dǎo)線表面?？墒褂梅婪e雪型架空導(dǎo)線或在導(dǎo)線上安裝阻雪環(huán)、平衡錘。

(4)使用防冰材料，如憎水性涂料。通過(guò)使用新型材料或是在導(dǎo)線上涂刷防覆冰材料來(lái)防止導(dǎo)線結(jié)冰。此方法施工簡(jiǎn)單、成本低、效果較好。

2.絕緣子的抗冰雪措施

根據(jù)冰災(zāi)情況統(tǒng)計(jì)表明，冰閃幾率與絕緣子串型式密切相關(guān)?？刹扇∫韵路辣胧孩偌友b大盤徑絕緣子。在懸垂絕緣子串上端加裝大盤徑絕緣子，可以將橫擔(dān)上流下的冰水與絕緣子串本身的覆冰隔斷，從而起到防冰的作用。②絕緣子串插花。在瓷或玻璃懸垂絕緣子串上插花加裝大盤徑絕緣子、在復(fù)合絕緣子上插花增加大直徑傘裙，通過(guò)這些大絕緣子片或大傘裙隔斷融冰水，使其形成不連續(xù)短接的冰凌。③使用V型或倒V型配置懸垂絕緣子。將懸垂絕緣子串V型或倒V型布置，使絕緣子串傾斜，不僅形不成連續(xù)的冰凌，而且能增加絕緣子串的自潔性能，具有良好的防冰效果。

3.輸電桿塔的抗冰雪措施

對(duì)發(fā)生過(guò)冰災(zāi)的線路應(yīng)優(yōu)先采取改道方案，盡量減少線路經(jīng)過(guò)較易覆冰的微地形區(qū)段，比如相對(duì)高聳、突出或者山區(qū)風(fēng)道等微地形區(qū)段。在進(jìn)行改建時(shí)，應(yīng)該對(duì)檔距和相應(yīng)的高差加以限制，對(duì)于桿塔兩側(cè)大小懸殊的檔距現(xiàn)象的發(fā)生要加以避免。

對(duì)于沒(méi)有辦法進(jìn)行改變的路徑，同時(shí)又處于惡劣微地形環(huán)境和惡劣微氣候的線路，應(yīng)該結(jié)合冰災(zāi)的受損狀況，采用放松導(dǎo)、地線的張力以及適當(dāng)增設(shè)桿塔縮小檔距離等方式，提高導(dǎo)線的安全系數(shù)，減少縱向的不平衡張力。

對(duì)于沒(méi)有發(fā)生斷線和倒塔但是覆冰情況嚴(yán)重的地段，可以增設(shè)耐張塔以及縮短耐張段長(zhǎng)度，從而提高線路的抗冰能力。

加強(qiáng)運(yùn)行管理及建立冰情監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)監(jiān)測(cè)線路參數(shù)，包括現(xiàn)場(chǎng)圖像、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、導(dǎo)線的重力、張力和舞動(dòng)幅度、導(dǎo)線弧垂、絕緣子傾角及風(fēng)偏角等參數(shù)。通過(guò)對(duì)采集線路參數(shù)進(jìn)行分析，系統(tǒng)作出相應(yīng)的判斷，然后控制相應(yīng)的裝置動(dòng)作。充分利用最新的在線檢測(cè)技術(shù)，隨時(shí)掌握微氣象地區(qū)的氣象條件，建立冰害危險(xiǎn)點(diǎn)的事實(shí)監(jiān)控平臺(tái)。

四、結(jié)語(yǔ)

輸電線路的覆冰影響電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。防止輸電線路冰害事故的處理方法不能一概而論，在實(shí)際工作中應(yīng)根據(jù)不同電壓等級(jí)、不同覆冰部位、不同嚴(yán)重程度，以及電網(wǎng)和設(shè)備的實(shí)際情況，從有利安全、便利檢修，考慮采用費(fèi)用低得角度去應(yīng)對(duì)輸電線路覆冰現(xiàn)象，進(jìn)一步提高電網(wǎng)抗擊自然災(zāi)害的能力。