高海拔山区输电线路抗冰主动防灾关键技术分析

刘世增

【摘 要】作为输电线的主体，输电塔线体系也是当前进行远程电力运输的最主要的载体，其主要是由铁塔、地线、光缆以及导线等元素进行组合而成。但是当线体出现覆冰之后，便会导致导线、金属以及绝缘子等应力超过原本的极限强度，或者当输电线的线路出现不均匀覆冰或者脱冰不平衡等情况，则十分有可能会出现倒塔事故的发生。而在我国一些高海拔、低温以及常年积雪的地方，会出现的更加频繁。本文通过对于当前运输线路出现覆冰之后的危害进行分析，探究提高我国当前输电线路抗冰主动防灾能力的有效措施，希望可以使我国的输电线的质量得到进一步的提高。

【关键词】高海拔;山区;输电线路;抗冰;主动防灾技术;有效措施

引言

现阶段我国输电线路发展速度虽然较快，但是在我国一些地区还存在着较多的问题，例如高海拔的山区，便十分容易由于输电线路出现覆冰的情况，而出现倒塔等安全事故发生，会导致当地电力设备受到较大的损坏。所以地区建筑企业需要加强对于输电线路的重视，提高其抗冰自动防灾的能力，使我国高海拔山区等地输电线路安全不会受到损伤。

一、输电线路出现覆冰的危害

近些年来，我国出现较多的极端天气，例如连续性的低温以及雨雪等天气。据不完全统计在我国有近十几个省份的电网受到了较大的损坏，供电情况遭到严重的影响，甚至有一些地区电力设施受到的损害较为严重。当输电线路出现覆冰情况之后，便会出现较大的后果。

（一）覆冰太重

在我国偏远的一些山区，输电线路基本上都会在一些高山以及极寒之地，所以一旦输电线路因为冰雪等灾害而受到损坏的时候，首先并不容易发现，其次即使工作人员发现之后，也不容易开展相应的维修工作^[1]。而当输电线路由于覆冰太重的情况，便会出现相应的线路下垂，或者线路断裂等安全事故，会导致短路或者跳闸问题的出现，从而在一些偏远地区，我国供电有着较大的问题。

（二）冰闪加大

一般情况下，输电线路出现覆冰情况之后，便会导致其中的绝缘子受到较大的损伤，从而在运输电路的时候绝缘强度有所减损，线路泄漏的距离也会因为温度降低而受到影响。而当这时一旦气温有回升时，输电线路的冰雪开始融化，这虽然有可能会使输电线路的危害有一定程度的减少，但是同时也有可能会导致冰水瘤的状况发生，而出现冰水瘤之后便十分容易出现绝缘子短路以及跳闸的问题。

二、提高我国当前输电线路抗冰主动防灾能力的有效措施

（一）优化运输线路的设计

1、研究高海拔山区输电线路覆冰的分布规律

工作人员需要对于输电线路出现覆冰时，结构受到破坏的特征进行分析，并且探究出现覆冰断线以及倒杆塔的实际原理，在现有的体系上，研究可以提高当前抗冰技术的安全装置。除此之外，还需要主动研究设计防灾的结构，从而合理的规划当前启动的合理区间，保障杆塔的安全不会受到影响，从而在修改的时间可以得到缩短^[2]。

2、参考近些年高海拔山区输电线路覆冰情况

工作人员在进行施工之前，可以参考近几年高海拔山区的输电线路情况，特别是1500m海拔之上的输电线路的实际覆冰状况，可以选择使用孤立档设计的方式，另外还需要注意的是每一个孤立档之间，要保障其距离不会高于200m。工作人员需要选择使用短路融冰的方式，通过导线产生短路电流而出现相应的热量，从而使导线周围的温度会在不断地提高，达到融冰的效果。需要注意的使，如果选择使用普通环境之下的大档距以及大应力，那么很容易使导线脱冰而出现舞动状态，这时导线便十分容易出现断股，甚至有时候还会出现导线熔断的情况。

3、加大爬电比距

选择增加爬电比距，最主要还是为了防止由于冰雪而出现的闪络，也就是通过将输电线路的绝缘子绝缘能力进行增高，而将闪络的破坏力进行降低。工作人员需要根据施工现场的实际情况，选择具有针对性的改进措施，例如可以通过使用倒V型的双串绝缘子，而代替原本的悬挂直线的方式，从而将积尘的情况有所改善，保障充电线的洁净度。提高输电线路的抗冰主动防灾能力，减少冰雪天气输电线路受到的损害^[3]。

（二）输电导线除冰的有效措

1、自然除冰

所谓的自然除冰，就是利用覆冰自身的重力条件以及温度风力等相应的外部因素，在共同的作用之下，使覆冰出现自然脱落的状况。而这种除冰的措施虽然费用比较低，但是相对来说除冰的时间会比较长，并且效果也较差。所以可以选择在导线上面安装相应的阻雪环等设备，来保障当前进行自然除冰的实际效果。

2、热力融冰

进行热力融冰，就是将热源以及电路自身出现的电流产生热量，从而预防出现覆冰，或者达到除冰的效果。就前的情况来说，一些常见的热力融冰的方式有电脉冲融冰法以及短路电流融冰法等措施^[4]。

3、机械除冰

进行机械融冰，也就是通过对于覆冰的导线增加机械力，使输电导线之上的覆冰出现脱落的方式。而当前进行机械除冰的方式种类较为多样，其中最为常见的便是滑轮以及震动除冰法，和“adhor”除冰法^[5]。在这其中，“adhor”除冰法变化较多，最主要的还是通过工作人员根据输电线路的实际情况，选择使用敲击或者枪击的方式进行除冰，必要的时候，工作人员还会通过使用直升机而进行除冰。但是需要注意的是，人工除冰的措施都会有较多的安全隐患存在，另外工作的效率也会比较低，并且输电线路也十分容易受到损坏。而其中滑轮除冰法虽然效果比较好，但是因为需要投入较多的资金，所以专家在寻找相应的优化措施。

4、人工智能除冰

作为当前一个新兴的除冰方式，机器人会根据实际情况选择不同的任务头，对于输电线路上的覆冰以及积雪进行相应的处理^[6]。机器人虽然功能会比较强大，但是其中存在一定的缺陷便是无法进行故障作业，还需进行相應的改进优化。

三、结论

对于我国输电线路的设计进行提高以及优化，进一步研究当前我国输电线路抗冰以及融冰的技术，是我国现阶段亟需解决问题。但是就目前的情况来看，在我国输电线路抗冰主动防灾技术还处于探索发展的阶段，并没有形成完善以及成熟的理论，同时也没有较好的实践经验。因此相关工作人员需要对于线路的覆冰情况加强分析以及管理，进行相应的比较探究，结合目前已有的经验，采取有效的措施，从而减少覆冰导致输电线路的损害。

参考文献：

[1]祝永坤，王忠江，马海顺，等.蒙东地区220kV架空输电线路风害原因分析及防范措施[J].内蒙古电力技术，2017，35（1）：38-42.

[2]杨鸽子，张东锋，陈思凡，等.输电线路防冰除冰技术的研究与发展[J].通信电源技术，2017，34（4）：101-102.

[3]李关强，杨晓瑞.重冰区架空输电线路交叉跨越抗冰措施分析[J].电力勘测设计，2019（z1）：15-16.

[4]张伟，吴新桥，江俊.脱冰方式对架空输电塔-线体系脱冰响应的影响[J].电力学报（2）：23-30.

[5]黄新波，李弘博，朱永灿，et al.基于时间序列分析与卡尔曼滤波的输电线路覆冰短期预测[J].高电压技术（06）：205-211.

[6]胡建平，陆佳政，方针，et al.自然环境下输电导线同时带电压和电流覆冰试验研究[J].高电压技术，2019（3）：22-23.

（作者单位：中国南方电网超高压输电公司大理局）