輸電線路除冰防冰技術(shù)綜述

史彩英

摘要：輸電線路的防冰、除冰技術(shù)是一個復(fù)雜的研究課題，其對國內(nèi)的電力輸送的穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。面對覆冰問題時，要綜合考慮線路的實際工作和環(huán)境情況，從而選擇行之有效的防冰、除冰技術(shù)，保障輸電線路的正常運行。與此同時，要加強防冰、除冰技術(shù)的研究，并應(yīng)用于實際工作。

關(guān)鍵詞：輸電線路;除冰;防冰;技術(shù)

1輸電線路冰災(zāi)的危害

1.1過負(fù)載的危害

過負(fù)載危害，即導(dǎo)線覆冰超過設(shè)計抗冰厚度而導(dǎo)致的事故。機械事故包括：金具損壞、導(dǎo)線斷股、桿塔損折、絕緣子串翻轉(zhuǎn)、撞裂等;電氣事故，是指覆冰使線路弧垂增大從而造成閃絡(luò)和燒傷、燒斷導(dǎo)線等。

1.2不均勻覆冰或不同期脫冰危害

相鄰檔的不均勻覆冰或線路不同期脫冰會產(chǎn)生張力差，導(dǎo)致導(dǎo)線縮頸或斷裂、絕緣子損傷或破裂、桿塔橫擔(dān)扭轉(zhuǎn)或變形、導(dǎo)線和絕緣子閃絡(luò)及導(dǎo)線電氣間隙減少而發(fā)生閃絡(luò)等。

1.3導(dǎo)線冰災(zāi)使導(dǎo)線出現(xiàn)舞動危害

如果導(dǎo)線有覆冰并且是非對稱的覆冰時，輸電線路就很容易發(fā)生舞動。同時，大截面的導(dǎo)線要比小截面的導(dǎo)線更容易舞動，且分裂的導(dǎo)線比狄安娜導(dǎo)線更容易發(fā)生舞動。導(dǎo)線舞動的運動軌跡，順著線路的方向看類似于橢圓形，而由于舞動的幅度較大且持續(xù)時間較長，輕則會引起相間閃路，使地線導(dǎo)線以及金具等部位受到損壞，嚴(yán)重的會使導(dǎo)線線路跳閘停電，或者是斷線倒塔等會現(xiàn)象。

2防冰技術(shù)的原則

在實際生活中，許多供電企業(yè)都遇到了輸電線路的冰雪損傷，需要采取措施防止冰的產(chǎn)生。但從實際效果來看，它們不是很理想。這主要是因為其在防冰和除冰方面盲目性高，相關(guān)的防冰技術(shù)沒有有效的應(yīng)用。一般來說，抗冰技術(shù)應(yīng)遵循因地制宜的原則，在充分集成傳輸線的特定區(qū)域的基礎(chǔ)上，通過對電力設(shè)施進行全面跟蹤所造成破壞的冰雪災(zāi)害，然后分析了冰線的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，還需要相關(guān)的數(shù)據(jù)收集歷年統(tǒng)計。最后，從多方面綜合考慮，制定了一套行之有效的防冰除冰措施。

在我國，由于中國的地大物博，不同的地區(qū)會有降雪天氣，造成輸電線路上的不利影響，所以中國的防冰除冰工作一直沒有停止過。根據(jù)總結(jié)和多年的經(jīng)驗，首先是避免在一些地方設(shè)計輸電線，是路線的選擇，應(yīng)該避免一些地形如山，湖，多風(fēng)，冰雪的地方，對輸電線路從源頭上減少結(jié)冰行為;一定程度的提高該線的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，在一定程度上可以有效抵御冰荷載，有效保證線路安全和穩(wěn)定;那些設(shè)計的時候沒有考慮綜合整流電路，為了盡可能的避免輸電線路冰凍災(zāi)害，避免重冰的分流;采取一定的我措施使在一定時期內(nèi)冰融化，從而減少對輸電線路的破壞;使用新技術(shù)、新材料進行有效的創(chuàng)新，防止輸電線路附著大量的冰。

總之，對防冰冰的主要思路是：通過各種技術(shù)措施的有效使用，使冰很難在輸電線路覆蓋，或即使出現(xiàn)輸電線路覆冰一小部分，但也要對總冰荷載進行有效控制，所以，在可承受的范圍之內(nèi)，傳輸線避免嚴(yán)重傷害。

3抗冰除冰技術(shù)的發(fā)展研究及應(yīng)用

3.1熱力抗冰除冰法

所謂熱力抗冰除冰法就是通過采用附加熱源或者是自身發(fā)熱，使得冰霜雪水無法在導(dǎo)線上附著，或者能將已經(jīng)附著在導(dǎo)線上的冰雪融化。當(dāng)前使用較多的熱力除冰技術(shù)有，高壓直流電除冰技術(shù)，高壓交流電流除冰技術(shù)，以及利用高頻高壓激烈產(chǎn)生的介電損失除冰技術(shù)等等。熱力除冰法除冰的效果非常明顯，但是能量的消耗也比較高，使用成本也比較高，因此，不適合遠距離的導(dǎo)線防護和除冰。

3.2機械抗冰除冰法

機械抗冰除冰法主要有，“ADHOC”法以及滑輪鏟刮法和強力振動法。

（1）“ADHOC”法就是利用起重機或者是絕緣作業(yè)工作，又或者是采取帶電直接作業(yè)方式機械除冰，有時也會采用手工除冰或者是直升機飛機除冰法，這種方法的能量消耗低，且價格低廉，操作也比較困難，而且安全性能也相對較低。

（2）滑輪鏟刮法是一種由地面的相關(guān)操作員，通過拉動一個可以在線路上行走的滑輪，從而達到鏟除導(dǎo)線覆冰的方法，這種方法是當(dāng)前位移得到實際應(yīng)用的機械方法，但是這種方法的波動性比較強，防冰效果不強，且工作強度較大，還很容易受到地形的限制。

（3）強力振動法主要是采用電脈沖或者是電磁力等使導(dǎo)線產(chǎn)生強烈且又在控制范圍內(nèi)的振動來除冰，但對雨凇的效果比較有限，且除冰的效果也不佳。而由于機械除冰法在輸電電路上使用時，操作較空難，且安全性能不完善，所以在我國的輸電線路中應(yīng)用較少。

3.3自然被動抗冰除冰法

自然被動除冰法是利用風(fēng)或其它自然力的作用，再輔以恰當(dāng)?shù)娜斯ぴO(shè)備，例如在導(dǎo)線上安裝阻雪環(huán)、平衡錘等裝置，使冰雪不易在導(dǎo)線上聚結(jié)而自行脫落，從而起到防、除冰作用。此類方法簡便易行，成本低，但通常只在特定時間和地域有效，不能全面徹底地防止輸電線路覆冰災(zāi)害。而正在研究中的輸電線路防覆冰涂料，也是一種被動除冰方法。被動除冰法雖不能保證可靠除冰，但無需附加能量;雖不能阻止冰的形成，但有助于限制冰災(zāi)。

4提高抗冰防冰效果的有效措施

目前，雖然已經(jīng)有很多除冰的技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到現(xiàn)在生活中，但是我國的除冰技術(shù)還是很落后，很有限，在實際的過程中不能從根本上解決輸電線路的覆冰現(xiàn)象。所以必須要研究改進這些技術(shù)，從而提高抗冰防冰的改進工作。

4.1做好輸電線路的冰災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)

輸電線路的冰災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)是在采用導(dǎo)線張力測量、線路圖像實時監(jiān)視和小型氣象站相結(jié)合的綜合監(jiān)測的基礎(chǔ)上，率先引入氣象因子“鋒區(qū)位置”，構(gòu)建了冰災(zāi)成災(zāi)模型和危害程度模型，實現(xiàn)了輸電線路冰災(zāi)形成全過程的監(jiān)測和預(yù)警，有效提高了線路冰災(zāi)情況預(yù)報的準(zhǔn)確性。在預(yù)警系統(tǒng)中根據(jù)不同程度的覆冰情況發(fā)出不同等級的預(yù)警信號，一般情況下根據(jù)信號燈的不同顏色代表不同程度的損害。這種方法改變了傳統(tǒng)的人工巡視形式中時間長、效率低的缺點，運用科學(xué)的手段進行預(yù)測，提高了準(zhǔn)確性，能夠大大的減輕技術(shù)人員的工作量，并能將災(zāi)害控制在最小程度。輸電線路冰災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)可以利用攝相頭傳輸氣象數(shù)據(jù)，運用冰災(zāi)成災(zāi)模型等對數(shù)據(jù)進行精確分析，提高了預(yù)報的客觀性和準(zhǔn)確性。

4.2加強對現(xiàn)有輸電線路的改造

重建線路是一項耗費時間長、成本高的工程，而且一般抗冰災(zāi)的時間較為緊迫。因此我們應(yīng)當(dāng)樹立優(yōu)化互補的理念，分析導(dǎo)致電網(wǎng)塔倒塌的真正原因，通過局部增加加強型耐張塔、改造直線塔、更換導(dǎo)地線、更換金具等手段，消除短板，達到整體線路優(yōu)化補強的目的，使運行線路的抗冰能力達到更高水平。

4.3積極制定應(yīng)急方案，并及時處理災(zāi)害

應(yīng)當(dāng)在經(jīng)常出現(xiàn)覆冰災(zāi)害的區(qū)域，制定出相應(yīng)有效的處置冰雪災(zāi)害的方案。可根據(jù)受災(zāi)情況將方案分為三個等級，（1）由于冰雪而引起兩條以上的輸電線路的斷裂或者倒塔現(xiàn)象分為一級事件;（2）省級電網(wǎng)出現(xiàn)輸變配設(shè)施設(shè)備較大范圍的覆冰，并且重要的輸電線路斷面覆冰達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的百分之六十以上，視為二級事件;（3）因為雨雪災(zāi)害導(dǎo)致個別地區(qū)電網(wǎng)大面積的停電，減供負(fù)荷達到事故前的總負(fù)荷的百分之二十以上，四十以下的任一情況，就進入預(yù)案最輕的三級事件。因此，電力部門就可以啟動應(yīng)急預(yù)案，從而保障社會群眾用電的安全性。

5結(jié)語

輸電線路的防冰和除冰技術(shù)是一個復(fù)雜的研究課題，其對國內(nèi)的電力輸送的穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。面對覆冰問題時，要綜合考慮線路的實際工作和環(huán)境情況，從而針對性地選擇合適的防冰、除冰技術(shù)，保障輸電線路的正常運行。與此同時，要加強對防冰和除冰技術(shù)的研究，以提高國內(nèi)這方面的科技和能力水平。

參考文獻

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