探讨220kV输电导线覆冰的防治方法实践

2014-11-16李江陵

中国新技术新产品 2014年14期

李江陵

（国网四川省电力公司乐山供电公司，四川乐山 614000）

当输电线路发生覆冰灾害，可能造成线路的机械事故及电气事故，严重的甚至导致供电中断，为我国经济带来重大损失。所以，相关工作人员应不断提高自身的专业技能及综合素养，深入对输电导线的覆冰防治内容进行探讨，从而将灾害降至最低。以下简要针对220kV输电导线覆冰防治相关内容进行探讨，仅供参考。

一、造成220kV输电导线出现覆冰问题的原因

导线出现覆冰情况又可以被称为“电线积冰”。其指的是由于受到冷暖空气对流、湿度、温度、风、环流等条件所影响，出现的物理综合现象。对于温度较低、直径较小的水滴来讲，其稳定性较差，很容易受到风的作用，假如同地面较冷的物体出现碰撞，例如：电线杆塔、导线等，就极容易出现形变，水滴的表面弯曲程度降低，张力变小，再加之导线自身出现如同凝结核的作用，进而让成液态形式的水滴变成冰，依附在导线的表面，从而形成雾凇、雨凇等。表1为自然覆冰的类别及形成条件。

表1 ：自然覆冰的类别及形成条件

二、220kV输电导线出现覆冰情况的危害

在我国，输电导线出现覆冰情况最早发生在1954年。最近几年，覆冰问题经常出现，已经对我国电力系统的运营安全造成影响。图1为出现覆冰情况的现象。

（一）荷载强度过高

当输电导线出现覆冰问题时，冰的重量会使杆塔及金具的竖直方向荷载强度增加。因为覆冰问题使导线的张力及地面张力依据比例增加，杆塔的转角及基础扭矩增加，极容易出现杆塔基础下沉、扭转、弯曲、倾斜等问题，严重的甚至在拉线位置下出现杆塔倒塌问题。导线的覆冰情况还会增大迎面，进而使导线水平方向的荷载增加，让输电线路出现较为严重的横向串基倒杆情况。

（二）覆冰不均匀

图1 ：出现覆冰情况的现象

如果导线出覆冰不均匀或者脱冰不同期，就会使邻近的导线形成张力差，从而造成导线在线夹出发生滑动情况，甚至严重的会让导线的外层铝线在线夹位置发生断裂情况，或者钢芯出现抽动问题。由于邻近导线之间的张力作用，让电线杆塔的绝缘子串出现较大偏移，互相出现碰撞，导致绝缘子出现破裂或者损坏。因为覆冰不均匀，可能引发横担情况，形成扭转，如果脱冰不同期，可能使横担上翘或者出现折断问题。

（三）导线出现舞动问题

因为输电导线上覆盖的冰不均匀，很容易让导线在风里的影响下出现舞动或者自激震荡情况。长此以往，导线的舞动作用极容易造成绝缘子、导线、杆塔、金具等遭受不平衡冲击而引发损伤，甚至严重的可能使导线互相形成短路问题，杆塔可能出现倾斜、倒塌状况，危害民众的生命安全。

三、防治220kV输电导线出现覆冰问题的措施

经过对上述内容进行分析发现，冰雪灾害影响线路的重要原因包含以下三方面内容：其一，真实导线的覆冰厚度超出设计线路许可的覆冰厚度，进而使导线出现断裂问题或者杆塔发生倒塌情况；其二，初始线路的设计标准对有关荷载作用，尤其是竖直方向不平衡张力的取值较低；其三，线路尽可能倒闭不利环境同样是需要深入思考的因素之一。想要防治220kV输电导线出现覆冰问题，具体可以从以下几方面入手：

（一）选取科学、合理的输电线路

相关工作人员需要基于该地域导线的覆冰资料为前提，在设计期间重点考虑抗冰方法，从而提高输电线路抵抗覆冰的性能，确保线路运行稳定，为民众提供安全电能。可以从以下几方面入手进行预防：

其一，针对距离相对较远的覆冰地域，可以采用适当添加杆塔、缩减杆塔距离等方法，从而降低各个杆塔的荷载能力，提高导地线的机械过载性能，预防出现脱冰不均匀时地线互相碰撞的几率。针对220kV线路来讲，一般杆塔的间隔距离约为500m作用。当受到地域限定时，可以相应增长间隔距离，但相应采用耐张端等方法予以处理。

其二，增强杆塔、缩短耐张段的长度。针对经常发生覆冰情况，荷载较高、两边档距差别较大、竖直档距系数较低的直线杆塔，可以利用加固杆塔的方法，或者改建成耐张塔的措施，提高导线的质量。在风口位置或者跨越峡谷的导线，可以改建成孤立档。

其三，将避雷线设置取消，应用其他避雷方法进行替换，从而降低脱冰跳跃期间导线互相碰触形成短路问题的概率。

其四，针对受地形作用容易出现从下到上吹风的导线跳跃区域，可以采用双线夹、双串联绝缘子的方法，防止出现掉线、断串等情况；其五，想要预防或者降低覆冰情况后钢芯、铝线断股、断线问题，在主要的覆冰位置可以应用高性能的钢芯铝合金材质作为输电线，从而提高其抗冰特性；其六，为预防或者降低覆冰位置线路因为张力不平衡及脱冰跳跃震动而造成的导线损伤，可以采用预绞丝护线条对导线进行保护。

（二）应用热力融冰的方法防治导线覆冰问题

热力融冰方法的工作原理为：借助导线本身的热量或者附加热源，让冰雪无法在导线上进行积累，覆冰，亦或是让已经积累的冰雪消融。例如：应用增加导线的传送电流措施进行融冰，利用线路的短路电流进行融冰，借助低局里温度磁环、磁力线等进行融冰等，让导线本身产生热量，增高温度。例如：在2010年，浙江省电力企业同浙江大学进行合作，共同完成了“500kV SVC兼直流融冰系统研制与工程试点”项目。并且在浙江的金华双龙电网企业投入应用。该项目从多个方面都实现了技术创新。此设备的设计额定容量直流输出约为8.8万kW，额定的输出电流约为5000A，能够同该输电站100km的6条220kV的出线融冰需求相满足。

（三）增强线路的设计指标

目前，我国新架设的输电线路统一遵照《110kV--750kV输电线路设计标准》要求施工。新的线路设计标准较以往的设计标准相比，在杆塔的设计荷载、设计气象等方面都有了改变。在新的线路设计指标中，对基本风速及覆冰厚度有了重新规定。以往对220kV的输电线路重现时间为15年，大跨度为30年，而新的设计标准将二者都规定为30年。另外，新的设计标准对220kV的输电线路距离地面的竖直高度设定为10m。

（四）绝缘子串的覆冰防治措施

因为绝缘子串的形状、结构较为复杂，在风的作用下，覆冰的形式也多种多样，所以，想要对绝缘子串的覆冰情况进行防治较为困难。在线路运行期间，绝缘子串出现闪络问题的原因在于绝缘子处在融冰情况，电导率高的融冰水形成水帘。因此，可以通过隔绝融冰水帘来预防覆冰问题。将绝缘子串成V型、水平方向、倾斜方向等进行悬挂。