输电线路覆冰跳闸及治理措施研究

【摘要】输电线路覆冰跳闸严重影响电网安全运行，特别是重载线路跳闸会对电网设备造成极大的冲击，极有可能带来次生设备故障。鉴于此，本文针对输电线路覆冰跳闸实例，及时、有效地分析了原因，根据暴露问题采取了有效的整改措施。有效、可靠的预测输电线路跳闸，并及时通知调度对输电线路运行方式及线路负荷进行调整，可有效降低输电线路跳闸对电网设备的影响。

【关键词】输电线路；覆冰；同塔双回；跳闸

一、输电线路覆冰分类

我国电力系统中发生的输电覆冰现象主要分为雨淞、湿雪、雾凇、混合性凝结几种类型。雨淞主要发生在冬季前后。冬季冷空气出现上升，此时冷空气温度如果下降到零度以下就会成为冷却水滴。根据计算，当外界环境达到以下条件即会形成输电线路雨凇：空气温度0～4℃、空气湿度80%、风速3m/s～15m/s、密度600N/m3～900N/m3。雨凇形成的线路覆冰外部状态类似透明玻璃体，其质地比较硬并且具有很强的附着能力，一旦形成很难去除。因此，整个覆冰线路对供电系统影响较为严重。雾凇主要的形成原因是冷却雾滴遇到过冷空气，覆冰线路中常见的雾凇有两种形态：粒状雾凇和晶状雾凇。晶状雾凇是由于自身温度骤然下降导致内部含有的水蒸气直接凝华产生，这种形态雾凇主要是白色的晶体，本身质地比较疏松并且自身附着能力很差，形成后容易脱落易于去除，对供电系线路响不大。粒状雾凇是由于雾滴短时间覆盖在输电线路表层冻结产生，粒状雾凇的形成时间很短，外观呈现乳白色不透明状，表面易出现波纹，质地比较疏松，并且附着能力强，对输电线路威胁比较大。湿雪的自然状态是灰白色或者乳白色，并且质地比较软，一般是由于融化的雪花或者液体覆盖在线路表面形成。湿雪覆盖线路后，如果温度持续下降会形成冻结的冰，一旦形成附着能力很强，密度在100kg/m3～700kg/m3。混合冻结主要是由于空气中的冷暖气团交汇，在交汇部位形成凝固的界面，低于冰点温度的电线就很容易出现冻结现象，形成混合冻结。混合冻结外观为乳白色，整体空隙比较多，自身体积较大，密度为200kg/m3～600kg/m3。

二、消除输电线路覆冰的措施

（一）实地考察了解覆冰实际情况

为使输电线路覆冰预防工作有效施行，要对现场实际情况进行勘察，对覆冰情况进行分析，进而掌握整个覆冰线路的实际状况，从根源上降低输电线路覆冰。要对天气情况进行不间断监测，针对已经出现的覆冰故障进行分析总结，采取有效手段预防和控制覆冰故障。

（二）合理设计输电线路减少覆冰

输电线路的设计要对施工地点进行实地勘察。针对当地的气候变化、地理形态进行详细分析，实现输电线路的合理设计，保证线路的铺设路径与实际情况最为适宜，这能有效地降低线路发生覆冰的可能性。

（三）研究输电线路的覆冰

对输电线路覆冰情况进行研究，主要针对覆冰的特点、原理进行分析，研究各地区出现覆冰线路的原因和引发的故障，保障输电线路覆冰预防以及控制工作的有效性。可以通过对输电线路覆冰发生率以及频发地区的统计分析绘制覆冰分布图，根据图纸加强对覆冰高发地区的预防及管理。预防措施主要有：安装覆冰线路保护装置及预防装置和建立覆冰区域的监测系统。

（四）输电线路覆冰的消除措施

1.机械消除法

机械消除法指的是通过手动机械或者电动机械清除输电线路覆冰的方法，这种方法主要是利用铲刮或者振荡来实现。不过，由于机械除冰的过程中容易造成线路的损坏，而且实施难度较大，限制了使用范围。

2.热能除冰法

热能除冰法主要是依靠过电流、短路电流、电阻性铁磁线等技术将电能转换为热能实现。电阻性铁磁线法是将磁场中电磁能转换为热能对线路覆冰进行清除；过电流法是利用线路中传输的电流产生热能对线路覆冰进行清除。其中，电阻性铁磁法由于投入成本过高使用范围又较窄，在线路覆冰清除时并不常用。过电流方法由于投入成本低、除冰效果好而被经常使用。

3.微波除冰法

微波除冰法主要是通過微波产生的热能进行除冰。在利用输电线路进行除冰时，要将微波频率控制在高频电机激光范围内，才能实现两者间的热能量传递，进而完成对外部的加热。这种方法可以将能量最大限度的转换为热能，提高对覆冰线路的清除效果，且不会损伤线路。

4.被动除冰法

被动除冰法主要是利用外界的自然条件实现对线路覆冰的清除，例如风力、地球引力、温度等。这种方法主要利用外界的环境达到除冰的效果，既不需要投入大量的成本又降低了施工的难度，最大程度的降低了外界环境对除冰效果的影响，已成为目前输变电线路覆冰清除的最佳方法。

三、结语

输电线路跳闸易对电网设备造成冲击，有效、可靠地预测输电线路跳闸，并及时通知调度对输电线路运行方式及线路负荷进行调整，可有效降低输电线路跳闸对电网设备的影响。

参考文献

[1]张东，庄文兵，董新胜.新疆地区750kV输电线路覆冰跳闸原因分析及改造措施[J].电气时代，2017（09）：111～112，116.

[2]张振泉，董新胜，张东.一起220kV线路覆冰断线事故分析及整改措施研究[J].电气时代，2016（06）：86～88.

作者简介：肖仕清（1964.03—），男，四川岳池人。