架空輸電線路覆冰觀測研究

文清豐 張鑫 姚創 朱明正 朱旭亮 段明輝

摘 要：覆冰閃絡是影響架空輸電線路安全穩定運行的重要因素，覆冰觀測記錄有助于研究覆冰特性，進而提高電網防冰閃能力。文章介紹了覆冰觀測點選址的基本要求，給出了覆冰觀測點建設要求，總結了覆冰觀測的要點，積累的區域覆冰基礎數據可為輸電線路設計冰區計算或區域覆冰特性研究服務。

關鍵詞：輸電線路；覆冰觀測；觀冰點

中圖分類號：TM755 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）33-0075-02

Abstract： Icing flashover is an important factor to affect the safe and stable operation of overhead transmission lines. The ice flashover record is helpful to study the icing characteristics and improve the anti-icing flashover ability of power grid. In this paper， the basic requirements for site selection of icing observation points are introduced， the construction requirements of icing observation points are given， and the main points of icing observation are summarized. The accumulated regional ice cover basic data can be used for the calculation of transmission line design ice region or the study of regional ice coating characteristics.

Keywords： transmission line； icing observation； freezing point

1 概述

我國是世界上冰雪災害多發的國家之一，近年來，覆冰對我國電網的建設和安全運行的影響愈顯突出[1-3]。我國電網的避冰及抗冰安全問題，一直是電網建設中的重要問題。我國氣象部門的部分氣象站，也有部分覆冰觀測記錄，但這些數據受地形地物影響大，其數據不能滿足電網建設與運行的需求。而觀冰點是對輸電線路規劃走廊局部區段或微地形點的覆冰觀測，觀測數據代表一個特定的局部區域或地段，觀測數據為輸電線路設計冰區計算或為區域覆冰特性研究服務。

2 觀冰點的選址

觀冰點應根據工程設計需要與工程自然環境特點配置觀測儀器沒備，并應積極穩妥地采用新設備和新技術，觀冰點觀測項目應為覆冰要素，觀冰點的觀測期限應不少于1個覆冰期，觀冰點應設立觀冰架，并應配備可移動式氣象觀測儀。

觀冰點址應選擇在覆冰區域。觀測資料應代表局部地段或微地形的覆冰特性。觀測設施應為雨凇架，觀測設施相對簡易，對點址的調整相對容易。觀冰點可建立在不同的地形處，包括一般地形和覆冰特別嚴重的微地形處。設立觀冰點有利于搜集區域不同地形、不同海拔的覆冰數據，可為輸電線路區域冰區劃分積累較為全面的基礎數據。

應符合下列基本條件：

（1）能在短期內為工程設計提供較多的、與觀冰站同步的覆冰數據。

（2）對工程區域應有代表性，可供其直接引用或移用，應選在路徑走廊地區，無條件的應選在路徑走廊附近并與其地形類似的區域。

（3）觀冰點布設應覆蓋路徑走廊的各類地理氣候區，

在同一地理氣候區域內應覆蓋各種不同的微地形。

（4）觀冰點可選在不同的地形處，包括一般地形和覆冰特別嚴重的微地形處。

觀冰點的選址，要附近有公路，離城鎮或林場較近。能保證生活、安全，利于長期堅持覆冰觀測工作。

3 觀冰點的建設

導線方向的布置一般按東西和南北兩個方向架設。若點址位置受地形條件的限制（包括山脈走向），或者某段重冰線路受特殊微地形因素的影響等，觀測導線的架設可與規劃線路平行或垂直于覆冰主導風向。

觀冰架應由兩組相互垂直的角鋼或鋼管組成，兩根角鋼或鋼管之間安裝一根導線。觀冰架布置應滿足下列要求：

（1）觀冰架的布置方向可按東西和南北兩個方向架設。

（2）觀冰架導線架設離地高度一般應為2m～3.5m，若

3.5m時仍有墻體、建筑、樹木等遮擋，建議提高導線加設高度以滿足高出遮擋物0.5m以上或選擇其他架設地點；檔距應為3m～5m，導線型號宜為LGJ-400/50。

（3）站內布置觀冰架建議依墻角建設以減少占地面

積，并保證觀冰導線不受周圍墻壁、其他建筑或樹木的影響。

觀冰架尺寸及全景圖如圖1、圖2所示。

觀冰架支柱與導線之間，圖2中采用絕緣子連接，也可不采用絕緣子連接，只需滿足導線具備足夠的拉伸張力以確保導線水平即可。

4 觀冰點覆冰觀測

觀冰點分為有人值守和無人值守兩種方式。一般情況下為有人值守觀冰點，只有在自然條件極其惡劣無法安排人員駐點值守情況下才采用無人值守方式。有人值守觀冰點由駐點人員根據覆冰情況隨時進行覆冰觀測，無人值守觀冰點是由觀測人員巡測。

采取人工覆冰觀測時，配備游標卡尺、冰盒、取冰刀、秤及測量體積的量杯等，為保障上觀冰架測量的人員安全還應配備安全器具。

氣象觀測項目是與覆冰相關的氣象要素，可增加冰雪電導率觀測。每年度觀測時段，一般是當年11月至次年3月，觀冰站覆冰觀測次數是根據覆冰過程的變化而定，原則上是要觀測到過程最大值。

觀測項目記錄時間應采用北京時間，北京時間20時為日界。觀冰點的觀測期限應不少于1個覆冰期。導線的覆冰觀測內容應包括：覆冰過程最大值，覆冰長徑、短徑、圍長、截面積、重量；現場采集照片及影像，描述覆冰種類、外部形狀及內部結構；覆冰過程起、止時間及測冰時間；同時氣象要素及天氣現象。有條件時應開展導線覆冰與樹枝覆冰、通信線覆冰的對比觀測。

雨凇塔導線覆冰觀測，當因天氣過程變化，導致覆冰在發展、保持循環變化過程中出現部分脫冰或短暫融化并繼續覆冰時，應增加測冰次數；當多次測冰后使所剩冰體長度不足25cm時，應取10cm長度冰體稱重。

觀冰站（點）必須建立安全觀測責任制度和操作規程，完善觀測條件，確保安全觀測。輸電線路覆冰觀測除應符合本規定外，尚應符合國家及行業現行有關標準的規定。觀冰點觀測期滿后，應及時撤除全部觀測儀器，清理場地。觀冰點的建設以及覆冰觀測內容應符合電力行業標準《架空輸電線路覆冰觀測技術規定》的規定。

5 結束語

觀冰站是區域性測站，觀測沒施與項目齊全，觀測年限較長，站房等是必備設施。觀測數據代表一個地理氣候類似的較大區域的覆冰特性的一般情況。觀冰站觀測數據是為長期積累區域覆冰基礎數據，滿足架空輸電線路覆冰研究，為輸電線路工程設計冰區計算服務。

參考文獻：

[1]周超，曹陽，李林.輸電線路覆冰問題綜述[J].電力建設，2013（9）：37-41.

[2]黃斌，徐姍姍，蘇文宇.輸電線路覆冰研究綜述[J].電瓷避雷器，2012（1）：27-32.

[3]巢亞鋒，楊力，彭曉亮，等.輸電線路覆冰特點及防冰技術研究綜述[J].高壓電器，2014（10）：131-138.