輸電線路覆冰跳閘事故的原因與預防措施

戴勤政

（四川省電力設計院, 成都 610072）

隨著社會經濟的飛速發展，社會各行業對電力資源的需求量越來越大，只有保證電網系統安全、穩定、持續、可靠的運行，才能有效地促進社會經濟的持續發展。輸電線路是連接用戶和電網系統的重要環節，對電網系統的正常運行有直接的影響[1]。當輸電線路覆冰后，很容易發生跳閘事故，對用戶的安全用電造成很大的影響，因此，筆者對輸電線路覆冰的形成和特點，對覆冰跳閘事故的原因進行認真的分析，并根據實際情況，探討相應的預防措施，以期達到減少或杜絕因覆冰而產生的跳閘事故，從而保證輸電線路的安全運行。

1 輸電線路覆冰的形成及特點

1.1 輸電線路覆冰的形成

輸電線路覆冰首先是由氣候情況決定的，在溫度、濕度、空氣環流、對流、風力等因素的作用下，當溫度達到0℃及以下時，輸電線路表面的水分會凝結成冰，在風力的作用下導線表面特別是迎風面覆冰會不斷增厚，從而形成覆冰[2]。

一般情況當輸電線路處于海拔1000m～3000m的山丫風口位置，容易受寒流、暖濕氣流的作用，發生大面積覆冰現象。但輸電線路覆冰與否與海拔高度沒有絕對的聯系，只有當輸電線路所處位置的溫度、濕度、地理位置同時滿足覆冰的條件，才能形成覆冰或重冰。特殊情況海拔在1000m以下也能發生較大覆冰，如2005年2月在湖南、湖北、黔東及贛西北等低海拔地區就發生了大面積冰害事故。

輸電線路覆冰的種類大致可以分為霧凇、雨凇、霧凇與雨凇混合的凍雪等幾種情況。當大氣溫度在-10℃—-2℃，風速在4m/s-15m/s時，在大霧或者細雨的環境下，輸電線路很容易出現霧凇，由于霧凇比較松散，沒有密實的覆蓋在輸電線路上，遇到振動時能自由脫落，因此，對輸電線路的危害不大[3]。當風速在5m/s，大氣溫度在-5℃—-1℃時，容易出現容重為0.5g/cm3-0.9g/cm3的雨松，雨松對輸電線路的危害很大，需要引起足夠的重視。

1.2 輸電線路覆冰的特點

對于直徑比較小的輸電線路，其覆冰大多呈圓形，對于直徑比較大的輸電線路，其覆冰大多呈橢圓形[4]。輸電線路懸掛越高，其覆冰現象越嚴重，對于覆冰嚴重的絕緣子串，會形成一個冰柱，覆冰厚度可達280mm，同時輸電線路的覆冰厚度是不均勻的，有的覆冰比較嚴重，有的覆冰比較輕，因此，要根據實際情況進行處理。

2 案例分析

某500kV輸電線路在運行過程中，突然出現B、C相相間故障跳閘，檢修人員對輸電線路進行檢查發現，該輸電線路3-4號塔檔距內B、C相導線有十分明顯的放電燒傷痕跡，同時現場有大量的從輸電線路上脫落的冰凌，檢修人員通過對現場進行分析，結合當地的天氣狀況，判斷此次跳閘故障是由輸電線路不同期脫冰造成的。

3 事故原因分析

3.1 氣象條件

當輸電線路處于潮濕的空氣中，溫度達到冰點以下后，在風力的作用下，很容易發生輸電線路覆冰現象。在本次案例中，檢修人員向當地的氣象部門進行咨詢，發現事故當天早晨有雨夾雪，空氣比較潮濕，氣溫有明顯的下降，并且伴隨大風的出現，因此，輸電線路上形成覆冰[5]。從現場脫落的冰凌看，這次覆冰比較密實，接近中午時，溫度有了提高，空氣濕度有所降低，在風力的作用下，出現脫冰現象，輸電線路出現不同期脫冰后，在彈性作用下，導線出現振蕩現象，因此發生相間短路跳閘。

3.2 線路走向

大風引起導線振蕩是B、C相發生相間短路跳閘的重要因素之一，由于該輸電線路處于開闊地帶，3、4號塔塔高分別為54m、49m，線路走向為西北到東南，而當時的風向是西南風，和輸電線路處于垂直狀態。當風向和輸電線路軸線的夾角達到90°時，輸電線路就會發生劇烈的振蕩。導線在風力的作用下發生劇烈震蕩，致使導線發生不同期脫冰跳躍，引起B、C相發生相間短路跳閘。

3.3 線路結構

在同樣的外在環境中，大截面、分裂導線更容易發生振蕩現象，而設計緊湊的線路容易發生相間故障，該輸電線路在設計過程中，屬于緊湊型鐵塔，3-4號段輸電線路的導線型號為LGJ—300/40六分裂結構，為大截面導線，其檔距為453m，比整條線路的平均檔距約大，并且導線呈三角型排列，這也是引起相間短路放電跳閘的因素之一。因為如果輸電線路位于重冰區段導線應采用水平排列。

4 防止輸電線路覆冰跳閘的措施

4.1 從線路設計源頭加強防冰抗冰

我國幾乎所有的氣象站都沒有覆冰的記載資料，因此輸電線路設計之初收集、調查了解線路沿線的覆冰資料尤為重要。目前我國各大設計院收集覆冰資料的方法主要有：建立觀冰站，但絕大多數線路沒有這個條件；到當地氣象站收集線路附近地區的風速、溫度、濕度等氣象資料進行分析；到線路沿線詢問當地老鄉了解覆冰資料；觀察沿線植被情況分析判斷覆冰的大小[6]。收集并參照線路附近已建線路的設計資料。只有充分收集了解到線路沿線的覆冰資料，才能設計出具有較強抗冰能力的線路。

4.2 輸電線路路徑的選擇要避開重冰區

由于位于重冰區的線路更易發生單相或相間短路故障，因此輸電線路在選擇路徑時，要盡量避開重冰區段，避開山丫風口地段。在設計定位時要盡量減小檔距，縮短耐張段長度，避免出現大跨越，大檔距，這樣可以有效提高輸電線路的抗冰能力[7]。

4.3 從結構設計上考慮加強抗冰能力

由于輸電線路在發生不同期脫冰時會上下跳躍，因此重冰區的線路一般都采用水平排列，所以重冰區線路的桿塔應按水平排列設計，這樣可以避免因不同期脫冰跳躍而發生的相間短路。

4.4 做好線路通道的清理工作

輸電線路通道中和通道兩側的樹木會對輸電線路的穩定運行造成很大的影響，因此，要做好線路通道清理工作，避免因樹木長高或傾倒引起線路的短路跳閘[8]。巡檢人員在對輸電線路進行檢查時，要認真的觀察線路通道內以及通道兩側樹木的生長情況，發現樹木超高后，要及時將超高部分砍伐掉，從而為輸電線路的安全運行提供保障。

4.5 采用合理的防振蕩裝置或融冰措施

對于一條新設計的輸電線路，要根據具體情況，選用合理的防振裝置，制定合理的融冰措施，可以降低冰害跳閘事故。

5 總結

輸電線路覆冰對線路的安全運行有很大的影響，因此，要對輸電線路覆冰跳閘事故原因進行認真的分析，并根據具體情況制定合理的防冰抗冰措施，為輸電線路的穩定運行提供保障，從而保證電網系統的安全運行，有效地促進社會經濟的穩定發展。

[1]張建平，潘玲玲.郴州地區輸電線路覆冰事故分析及應對措施探討[J].電氣應用，2008（21）：125-126.

[2]蔡文彪.500 kV輸電線路覆冰舞動跳閘原因與對策[J].東北電力技術，2009(12)：141-142.

[3]吳文輝.湖南電網覆冰輸電線路跳閘事故分析及措施[J].高電壓技術，2006(02)：132-133.

[4]胡毅，胡建勛，劉庭.我國南方地區電網大范圍覆冰災害的特點分析與防治措施[J].電力設備，2008（06）：18-19.

[5]張鋒，張怡.浙江電網輸電線路跳閘的原因分析及防范措施[J].華東電力，2005(02)：174-176.

[6]陳漢軍，郝祉.對輸電線路覆冰問題的技術探討[J].甘肅科技縱橫，2009（03)：116-117.

[7]閔新榮.探討輸電線路跳閘事故的原因及對策[J].中華民居旬刊，2011(09):14-16.

[8]王金林.輸電線路覆冰事故及預防措施分析[J].現代制造，2013(36):320-321.