高海拔山區輸電線路抗冰主動防災關鍵技術分析

劉世增

【摘 要】作為輸電線的主體，輸電塔線體系也是當前進行遠程電力運輸的最主要的載體，其主要是由鐵塔、地線、光纜以及導線等元素進行組合而成。但是當線體出現覆冰之后，便會導致導線、金屬以及絕緣子等應力超過原本的極限強度，或者當輸電線的線路出現不均勻覆冰或者脫冰不平衡等情況，則十分有可能會出現倒塔事故的發生。而在我國一些高海拔、低溫以及常年積雪的地方，會出現的更加頻繁。本文通過對于當前運輸線路出現覆冰之后的危害進行分析，探究提高我國當前輸電線路抗冰主動防災能力的有效措施，希望可以使我國的輸電線的質量得到進一步的提高。

【關鍵詞】高海拔;山區;輸電線路;抗冰;主動防災技術;有效措施

引言

現階段我國輸電線路發展速度雖然較快，但是在我國一些地區還存在著較多的問題，例如高海拔的山區，便十分容易由于輸電線路出現覆冰的情況，而出現倒塔等安全事故發生，會導致當地電力設備受到較大的損壞。所以地區建筑企業需要加強對于輸電線路的重視，提高其抗冰自動防災的能力，使我國高海拔山區等地輸電線路安全不會受到損傷。

一、輸電線路出現覆冰的危害

近些年來，我國出現較多的極端天氣，例如連續性的低溫以及雨雪等天氣。據不完全統計在我國有近十幾個省份的電網受到了較大的損壞，供電情況遭到嚴重的影響，甚至有一些地區電力設施受到的損害較為嚴重。當輸電線路出現覆冰情況之后，便會出現較大的后果。

（一）覆冰太重

在我國偏遠的一些山區，輸電線路基本上都會在一些高山以及極寒之地，所以一旦輸電線路因為冰雪等災害而受到損壞的時候，首先并不容易發現，其次即使工作人員發現之后，也不容易開展相應的維修工作^[1]。而當輸電線路由于覆冰太重的情況，便會出現相應的線路下垂，或者線路斷裂等安全事故，會導致短路或者跳閘問題的出現，從而在一些偏遠地區，我國供電有著較大的問題。

（二）冰閃加大

一般情況下，輸電線路出現覆冰情況之后，便會導致其中的絕緣子受到較大的損傷，從而在運輸電路的時候絕緣強度有所減損，線路泄漏的距離也會因為溫度降低而受到影響。而當這時一旦氣溫有回升時，輸電線路的冰雪開始融化，這雖然有可能會使輸電線路的危害有一定程度的減少，但是同時也有可能會導致冰水瘤的狀況發生，而出現冰水瘤之后便十分容易出現絕緣子短路以及跳閘的問題。

二、提高我國當前輸電線路抗冰主動防災能力的有效措施

（一）優化運輸線路的設計

1、研究高海拔山區輸電線路覆冰的分布規律

工作人員需要對于輸電線路出現覆冰時，結構受到破壞的特征進行分析，并且探究出現覆冰斷線以及倒桿塔的實際原理，在現有的體系上，研究可以提高當前抗冰技術的安全裝置。除此之外，還需要主動研究設計防災的結構，從而合理的規劃當前啟動的合理區間，保障桿塔的安全不會受到影響，從而在修改的時間可以得到縮短^[2]。

2、參考近些年高海拔山區輸電線路覆冰情況

工作人員在進行施工之前，可以參考近幾年高海拔山區的輸電線路情況，特別是1500m海拔之上的輸電線路的實際覆冰狀況，可以選擇使用孤立檔設計的方式，另外還需要注意的是每一個孤立檔之間，要保障其距離不會高于200m。工作人員需要選擇使用短路融冰的方式，通過導線產生短路電流而出現相應的熱量，從而使導線周圍的溫度會在不斷地提高，達到融冰的效果。需要注意的使，如果選擇使用普通環境之下的大檔距以及大應力，那么很容易使導線脫冰而出現舞動狀態，這時導線便十分容易出現斷股，甚至有時候還會出現導線熔斷的情況。

3、加大爬電比距

選擇增加爬電比距，最主要還是為了防止由于冰雪而出現的閃絡，也就是通過將輸電線路的絕緣子絕緣能力進行增高，而將閃絡的破壞力進行降低。工作人員需要根據施工現場的實際情況，選擇具有針對性的改進措施，例如可以通過使用倒V型的雙串絕緣子，而代替原本的懸掛直線的方式，從而將積塵的情況有所改善，保障充電線的潔凈度。提高輸電線路的抗冰主動防災能力，減少冰雪天氣輸電線路受到的損害^[3]。

（二）輸電導線除冰的有效措

1、自然除冰

所謂的自然除冰，就是利用覆冰自身的重力條件以及溫度風力等相應的外部因素，在共同的作用之下，使覆冰出現自然脫落的狀況。而這種除冰的措施雖然費用比較低，但是相對來說除冰的時間會比較長，并且效果也較差。所以可以選擇在導線上面安裝相應的阻雪環等設備，來保障當前進行自然除冰的實際效果。

2、熱力融冰

進行熱力融冰，就是將熱源以及電路自身出現的電流產生熱量，從而預防出現覆冰，或者達到除冰的效果。就前的情況來說，一些常見的熱力融冰的方式有電脈沖融冰法以及短路電流融冰法等措施^[4]。

3、機械除冰

進行機械融冰，也就是通過對于覆冰的導線增加機械力，使輸電導線之上的覆冰出現脫落的方式。而當前進行機械除冰的方式種類較為多樣，其中最為常見的便是滑輪以及震動除冰法，和“adhor”除冰法^[5]。在這其中，“adhor”除冰法變化較多，最主要的還是通過工作人員根據輸電線路的實際情況，選擇使用敲擊或者槍擊的方式進行除冰，必要的時候，工作人員還會通過使用直升機而進行除冰。但是需要注意的是，人工除冰的措施都會有較多的安全隱患存在，另外工作的效率也會比較低，并且輸電線路也十分容易受到損壞。而其中滑輪除冰法雖然效果比較好，但是因為需要投入較多的資金，所以專家在尋找相應的優化措施。

4、人工智能除冰

作為當前一個新興的除冰方式，機器人會根據實際情況選擇不同的任務頭，對于輸電線路上的覆冰以及積雪進行相應的處理^[6]。機器人雖然功能會比較強大，但是其中存在一定的缺陷便是無法進行故障作業，還需進行相應的改進優化。

三、結論

對于我國輸電線路的設計進行提高以及優化，進一步研究當前我國輸電線路抗冰以及融冰的技術，是我國現階段亟需解決問題。但是就目前的情況來看，在我國輸電線路抗冰主動防災技術還處于探索發展的階段，并沒有形成完善以及成熟的理論，同時也沒有較好的實踐經驗。因此相關工作人員需要對于線路的覆冰情況加強分析以及管理，進行相應的比較探究，結合目前已有的經驗，采取有效的措施，從而減少覆冰導致輸電線路的損害。

參考文獻：

[1]祝永坤，王忠江，馬海順，等.蒙東地區220kV架空輸電線路風害原因分析及防范措施[J].內蒙古電力技術，2017，35（1）：38-42.

[2]楊鴿子，張東鋒，陳思凡，等.輸電線路防冰除冰技術的研究與發展[J].通信電源技術，2017，34（4）：101-102.

[3]李關強，楊曉瑞.重冰區架空輸電線路交叉跨越抗冰措施分析[J].電力勘測設計，2019（z1）：15-16.

[4]張偉，吳新橋，江俊.脫冰方式對架空輸電塔-線體系脫冰響應的影響[J].電力學報（2）：23-30.

[5]黃新波，李弘博，朱永燦，et al.基于時間序列分析與卡爾曼濾波的輸電線路覆冰短期預測[J].高電壓技術（06）：205-211.

[6]胡建平，陸佳政，方針，et al.自然環境下輸電導線同時帶電壓和電流覆冰試驗研究[J].高電壓技術，2019（3）：22-23.

（作者單位：中國南方電網超高壓輸電公司大理局）