电力线路防冰雪灾害的设计策略探讨

卢庆清

摘 要：电力系统能否安全运行将直接影响到国家发展与人民生产生活，灾害性气候是电网安全运行的最大威胁，尤其是冰雪灾害对电力线路危害极大，不仅会导致导线覆冰，还会出现电力线路断线，甚至杆塔倒杆，造成大范围停电。文章将从冰雪灾害成因入手，结合我国电力线路设计现状，以及冰雪灾害给电力输电线路造成的损害，重点研究电力线路防冰雪灾害设计策略。

关键词：电力线路；防冰雪灾害；设计策略

中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）17-0101-02

为防范电力线路因冰雪灾害出现运行故障，导致人民生产生活受到影响与损失情况的再次发生，这就需要做好电力线路防冰雪灾害工作，除冰不是解决冰雪灾害的根本，防冰雪灾害对电力线路的破坏才是重点。因此，有必要对电力线路防冰雪灾害设计策略展开研究，增强电力线路运行能力，保护国家财产不受损失。

1 冰雪灾害成因

1.1 极端气候的影响

导致电力线路被冰雪覆盖的主要原因之一是极端气候的影响，典型事件是2008年在南方发生的冰冻事件，通过调查研究得知，是由于大气环流异常致使冷暖气流在长江中下游不断交错，出现了不间断的雨雪天气，部分中低海拔还出现了冻雨，降低空气温度发生凝冻，雨水在接触到其他物体以后就立即结冰，加之受各种因素影响最终形成了冰雪灾害天气[1]。这次冰雪灾害影响范围较大，涉及了全国17个省市，冷空气持续了一个月左右，同时凝冻天气的出现更是促使电力线路覆冰形成，在诸多致使电力线路覆冰的因素中，雨凇覆冰影响最严重，直接威胁到电网安全。

1.2 导线覆冰超出原设计边界

导致2008年南方电力线路发生冰雪灾害发生的因素还与导线覆冰厚度超出原设计边界有一定关系，部分地区输电线路的覆冰过于严重，致使杆塔倒杆、线路断线，一些地区还出现了闪络的情况。同时，部分地区导地线因张力不足出现了被拉到的情况，再加上线路覆冰过重，也发生了因荷载超出绝缘子金具串承受能力，引发断裂等情况[2]。

2 我国线路设计现状

我国在电力线路设计所使用的标准并不是统一的，而是根据电压等级线路情况确定的，一般来讲，电压等级越高，就意味着越重要，因此该电力线路的可靠标准也就越高，面对相同的环境发生故障的机率也就越低。

之所以在2008年会出现大面积覆冰的情况，主要是由于覆冰成因较为复杂，统计数值难以确定，很多气象台站基本没有相关资料，这样也就导致没有相关的防范措施，致使大部分地区出现了严重的冰雪灾害天气。

3 冰雪灾害给电力输电线路造成的损害

首先，存在于输电线路上的冰块容易被风吹动，由于输电线路上的冰块并不能均匀的分布，形状也各部相同，如果风向站位正好与冰块角度一致，输电电路就会被风吹动。其次，冰块引起闪络。覆盖在输电线路闪的冰块很容易引起闪络，虽然不会破坏输电线路，但却会给输电线路绝缘子带来较大负面影响，弱化其绝缘性能。同时，闪络发生以后，并没有起到消除冰块的作用，输电线路的重量也没有减轻。再者，导线在接地以后发生短路。由于冰块过重，导线因承受不了重量势必会出现弧度不断增大的情况，达到一定弯度以后线路就会与地面相接触，进而造成短路。最后，输电线路结构被损坏。尽管输电线路自身有一定张力，然而，在被冰块覆盖以后，线路张力会不断增加，加之输电线路原本缺乏平衡性，在达到一定距离以后，张力也会对达到极限，如果没有及时调整杆塔，便会出现输电线路崩断的情况，更会因冲击荷载致使电杆倒地甚至发生连锁反应，严重的导致整个输电线路倒杆。

4 电力线路防冰雪灾害设计策略

要提高与增强我国电力线路防冰雪灾害设计能力，首先，应认识到灾害气候的影响，做好覆冰灾害防范工作，其次，借鉴与吸收国外先进抗冰雪灾害技术，完善与优化我国输电线路覆冰薄弱环境。最后，做好输电线路防冰雪覆盖强化工作，设计合理的施工建设标准，减少冰雪灾害对输电线路的影响。

4.1 优化输电线路设计标准

现阶段，我国大部分输电线路都可以很好的应对各种天气，唯一美中不足的就是对抗暴风雪的冲击中还存在一些缺陷，特别是南方地区的输电线路，面对异常冰雪天气依然会出现线路损毁的情况，因此，这就需要优化输电线路设计标准，不断提升输电材料性能，增加输电线路抗击风雪的能力。同时，在设计输电电力的过程中，还要做好抗击冰雪天气的防护工作，建立健全抵御冰雪灾害天气的标准，做好电网设计标准与改革工作，结合以往电网线路在冰雪天气中所出现的问题，做好输电线路覆冰总结，适当调整电力的覆冰能力，不保证输电线路能够安全稳定运行。

4.2 设计好输电线路走向

一旦出现冰雪灾害天气就会出现输电线路覆冰，而覆冰形状的与风向有直接关系，不同的覆冰形状也会给输电线路带来不同程度的损害，如果没有风，那么冰块分布也将更加均匀。所以，输电线路设计时应避免在风口处或山林上，这也是减少线路受损的有效措施。特别是在冬天，越高的位置风力越大，气温也就越低，如果遇到雨雪天气就会出现输电线路覆冰，且厚度过大，所以，应做好设计工作。对于南方地区来说，尽管雨雪天气相对较少，相应的防护措施也很少，因此，一定要加强防范，以便减少异常天气突袭，导致线路故障。此外，输电线路的检修人员在检修的过程中，应做到细致入微，尤其是树木茂盛地区，要及时清理树木积雪，树木与输电线路并不相同，如果数据积雪过重，就会出现线路杆塔倾斜，人民生产生活用电也就受到影响，所以，输电线路检修人员一定要及时清理树木积雪。

4.3 应用防止输电线路覆冰技术

为防止输电线路覆冰过重，导致大面积停电，电力企业还需要将防覆冰技术应用其中，如热力融冰、短路融冰以及过电流融冰[3]。同时，电力企业也要做好直接融化冰雪的设备，这样不仅可以将冰雪直接去除，还可以减少除冰雪设备对输电线路自身的威胁，利用这样的技术也可以大大提升输电线路安全性。

4.4 输电线路预防与检修

首先，电力企业相关工作人员应关注天气情况，实时做好防范工作，经常巡查输电线路，如果发现输电线路上存在覆冰，应立即向上级相关部门汇报，并采取合适的处理措施。其次，提高除冰人员的技术，电力企业应经常培训除冰人员，做好冰雪天气的应对工作中，保证输电线路能够安全稳定运行。之所以近年来我国并没有再次发生冰雪灾害导致的电网事故，主要是由于相关预防措施较好，所以在除冰人员的培训中，可以将模拟除冰方法应用进来，使除冰人员在面对冰雪灾害的过程中能够更加快速与安全完成除冰工作。最后，相关工作人员还要做好除冰记录，以备日后使用。此外，在检查输电线路是否存在覆冰的过程中，还要检查杆塔性能与规格，并做好维护工作中，如果发现杆塔出现损坏，应第一时间向上级汇报，要求立即更换杆塔，这些都是提高输电线路安全稳定运行的有效措施。

5 结 语

随着人们对生活品质要求的提高，人们对电能的需求也在增多，如果电力线路发生故障将国家带来不可估量的损失。尽管我国输变电技术已经达到了世界先进水平，但也要認识到冰雪灾害给电力线路所造成的影响，针对这种情况，就需要做好电力线路防范冰雪灾害的对策，联系我国实际情况，提出可行措施。由于风雪天气对电力线路破坏较大，因此，一定要了解冰雪天气成因，以及给电力线路所带来的损害，只有这样才能使所提出的措施更加有效，真正做好防范覆冰处理的工作。

参考文献：

[1] 刘刚，赵学增，姜世金，等.架空电力线路防冰除冰技术国内外研究综述 [J].电力学报，2014，（4）.

[2] 侯慧，李元晟，杨小玲，等.冰雪灾害下的电力系统安全风险评估综述[J].武汉大学学报（工学版），2014，（3）.

[3] 张恒旭，刘玉田.极端冰雪灾害对电力系统运行影响的综合评估[J].中国电机工程学报，2011，（10）.