輸電線路大范圍冰害事故分析及對(duì)策(1)

付繼超 孫寒飛 尹河

摘要：目前，電力已經(jīng)逐漸成為人們生活及生產(chǎn)中不可或缺的基礎(chǔ)性能源，這就對(duì)電能的持續(xù)供應(yīng)能效提出了更高的要求，為了不斷迎合這一需求方向，我國(guó)的電力建設(shè)也作出了相應(yīng)調(diào)整，但是在冬季溫度過低的環(huán)境下，天氣狀況對(duì)輸電線路的所產(chǎn)生的影響也是不容小覷的，一旦控制不當(dāng)，在后續(xù)使用中就會(huì)直接 導(dǎo)致冰害事故的發(fā)生，這不僅會(huì)帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失，更會(huì)導(dǎo)致電力生產(chǎn)能效受到不利影響。

關(guān)鍵詞：輸電線路;冰害事故;原因分析

從電業(yè)企業(yè)的運(yùn)行流程來說，輸電線路是尤為關(guān)鍵的電能傳送載體，但是它目前的運(yùn)輸效能卻會(huì)相應(yīng)因素的影響及制約，其中發(fā)生頻率最高、影響范圍最大的就是冰害事故，特別是在我國(guó)部分地區(qū)不僅缺少對(duì)冰害事故的防治措施，在事故發(fā)生時(shí)應(yīng)變能力更是難以達(dá)到 預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，因此，這就需要在結(jié)合實(shí)際運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對(duì)冰害事故的預(yù)防措施進(jìn)行綜合研究。

1 冰害事故產(chǎn)生的原因

1.1冰害事故

一般而言，導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)冰害的主要原因是惡劣的天氣現(xiàn)象所影響的，如當(dāng)輸電線路遇到低溫，濕度較高，冷暖空氣對(duì)流環(huán)流大風(fēng)等，會(huì)影響到輸電線路的正常運(yùn)行。對(duì)于北方地區(qū)而言，輸電線路主要受到寒冷的影響，而對(duì)于南方地區(qū)來說，則受到的下雨天氣的影響則較多。尤其是北方地區(qū)，有很多的山區(qū)和丘陵，受制于冬季氣溫的影響，雨雪天氣在輸電線路的表 層容易形成積雪和覆冰的現(xiàn)象，電能在輸送過程中就 會(huì)受到一定的阻礙，造成電路通行不足的現(xiàn)象，這就是日常所見的冰害事故。

1.2常見的事故現(xiàn)象

1.2.1線路荷載不足

在我國(guó)北方地區(qū)，尤其是冬季受天氣的影響，再加上雨雪天氣就會(huì)在線路的表面覆冰，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)使線路的荷載能力不足。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)總結(jié)一般輸電線路結(jié) 冰造成的覆冰現(xiàn)象，厚度多數(shù)為40-80mm之間，如果在特殊天氣，其冰蓋的厚度 可以達(dá)到100mm以上。在一條線路上積壓如此多的冰蓋就會(huì)使線路的承載很大，甚至?xí)霈F(xiàn)塔桿，輕則會(huì)造成電力事故和供電中斷，重則會(huì)對(duì)周圍的居民用電造成影響，甚至?xí)＜暗缴踩＝┠陙?，天氣現(xiàn)象異常，雪災(zāi)和冰害的事故不斷發(fā)生，導(dǎo)致很多輸電線路出現(xiàn)了不同程度的損壞，其損壞的客觀原因主要是積雪天氣和覆冰層所造成的，當(dāng)線路上的積雪層達(dá)到一定厚度時(shí)，塔桿無法抵抗輸電線路的重壓，尤其是一些較為老舊的輸電線路，或者是采用木質(zhì)制作的。這類問題發(fā)生的常見地段包括青藏高海拔地區(qū)，北方的嚴(yán)寒地區(qū)，因?yàn)槭軞夂虻挠绊?，這種問題發(fā)生的概率較大。

1.2.2微氣候條件下的輸電線路

在一些海拔較高的高山地帶，電線塔和電線桿倒塌現(xiàn)象非常多，其主要原因是這些地區(qū)在冬季雨雪天氣的影響之下，很容易形成較厚的冰蓋層，由于山頂?shù)暮０屋^高，所堆積的冰雪厚度、重量也就越來越大，如果這時(shí)出現(xiàn)兩側(cè)電線桿海拔較低的情況，受冰雪覆蓋重力的影響，很容易發(fā)生電線桿倒塌的現(xiàn)象，其主要原因是不平衡的張力，會(huì)導(dǎo)致電線桿或者是電線倒塌輕則傾斜，重則倒塌，出現(xiàn)嚴(yán)重的損壞。

1.3線路跳閘現(xiàn)象嚴(yán)重

當(dāng)絕緣子串覆冰嚴(yán)重時(shí)，就會(huì)造成線路頻繁冰閃的現(xiàn)象。線路跳閘的原因主要分為三大類。第一類是空氣中有較多的污穢物質(zhì)，導(dǎo)致在干旱無雨的季節(jié)，空氣中大量塵埃物質(zhì)懸浮，導(dǎo)電離子過多，導(dǎo)致線路跳閘。雨凇時(shí)大氣中的污穢伴隨凍雨附著在輸電線路上，加重輸電線路的重力勢(shì)能，可能會(huì)在絕緣子傘群間形成冰橋，氣溫逐漸回升時(shí)，丁橋的表面就會(huì)融化，形成較高的導(dǎo)電率。另外在桿塔橫擔(dān)上流下的融冰水，也直接降低了絕緣子的絕緣性能，整個(gè)輸電線路下方的地區(qū)由于空氣間隙鹽串電壓分布極不平均，導(dǎo)致局部首先起火。第二類是絕緣子串型明顯影響冰閃的發(fā)生率，冰閃基本上發(fā)生在懸垂串，而對(duì)于耐張和V形串絕緣子地區(qū)發(fā)生冰閃的現(xiàn)象機(jī)率與絕緣子本身的結(jié)構(gòu)是有關(guān)系的，這是因?yàn)槟蛷埓蚔形串上的冰，不容易橋接間隙，其次是因?yàn)樵摯斜旧淼那逑葱Ч^好，串 上所積累的污穢物質(zhì)較少，再次在融冰過程時(shí)，耐張型和V型串上難以形成對(duì)冰沙發(fā)生至關(guān)重要的融通性水膜。第三類則是受周圍環(huán)境溫度影響，一般而言，跳閘與周圍環(huán)境溫度是直接相關(guān)的，比如在溫度較低的夜間環(huán)境時(shí)，容易導(dǎo)致結(jié)冰，并沿絕緣子串的冰柱表面附著。

2 采取的相關(guān)措施

2.1 加強(qiáng)塔站的建設(shè)

塔站的建設(shè)是為了能夠穩(wěn)定輸電線路的塔桿，有效保護(hù)輸電線路的正常運(yùn)行。如在一些環(huán)境較為惡劣的，海拔較高的，濕度較大的霧凇和雨凇天氣較多的地區(qū)，很容易出現(xiàn)冰雪覆蓋的現(xiàn)象。根據(jù)常年的覆冰厚度觀測(cè)數(shù)值，需加強(qiáng)和改進(jìn)事故塔桿。如在線路較長(zhǎng)的地段，可以在中間的適當(dāng)位置設(shè)立相關(guān)的塔站，加強(qiáng)輸電線路塔站的建立，對(duì)于輸電線路的重力壓力承擔(dān)較多，緩解一部分因重力而導(dǎo)致的塔桿破壞現(xiàn)象，甚至避免一級(jí)倒塌，引起連環(huán)破壞的情況。另外，在其微地形，應(yīng)該參照事故線路安排和技術(shù)的改進(jìn)，采取補(bǔ)救的線支架，有效保護(hù)輸電線路的塔桿。

2.2 在跳閘地段嚴(yán)重的地區(qū)，適當(dāng)布置V型串和倒V型串

在輸電運(yùn)行過程中跳閘現(xiàn)象發(fā)生的情況也較為常見，在不太嚴(yán)重的地段，采用大小盤相同的V形串，適當(dāng)增加雙聯(lián)串的串結(jié)距。首先總結(jié)220kv線路融冰技術(shù)，不斷研究高電壓線路融冰技術(shù)，通過監(jiān)測(cè)輸電線路中的溫度變化、濕度變化、冰蓋厚度、導(dǎo)致風(fēng)偏等參數(shù)，建立相關(guān)的報(bào)警系統(tǒng)，為今后大范圍預(yù)防冰害事故，提供相關(guān)的數(shù)據(jù)支撐和一手材料。另外在此基礎(chǔ)之上，還要不斷研究不同的覆冰情況，不同的積污狀態(tài)，不同絕緣子串行直接的相互關(guān)系以及合理配置，從根本上減少線路運(yùn)行過程中的跳閘現(xiàn)象。通過合理配置相關(guān)的絕緣子，提高高壓輸電線路的機(jī)械受力特性和電氣閃絡(luò)特性。

結(jié)束語：

在輸電線路的設(shè)計(jì)與施工時(shí)要考慮周全，同時(shí)面對(duì)這些自然性的原因，我們也要做好相應(yīng)的技術(shù)手段進(jìn)行處理。面對(duì)這些研究也獲得了很多的成果。隨著技術(shù)的革新與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活對(duì)電力的需要，在防冰抗冰的措施中還有待于進(jìn)一步的研究。

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