輸電線路覆冰的運行維護該如何進行

1. 線路結冰的分類

冰蓋是受微氣象、微地形、溫度、濕度、冷暖空氣對流、環(huán)流和風等因素影響的綜合物理現(xiàn)象。根據(jù)線形結冰的明顯特點分類，可分為霧凇、粒狀霧凇、結晶霧凇、濕雪霧凇、混合霧凇

按冰的形成機理可分為降水冰、云冰和凝結冰。其中，降水結冰產(chǎn)生白霜，云結冰常產(chǎn)生白霜，凝結結冰產(chǎn)生結晶白霜。

2. 線覆冰形成過程(讀書自學)

3.冰雪覆蓋線路的必要氣象條件

輸電線路表面覆冰，必須滿足以下氣象條件:(1)空氣溫度和導線表面溫度低于0℃;②空氣相對濕度在85%以上;③風速大于1m/s。

4. 影響鋼絲覆冰的因素

(1)氣象因素的影響

影響導線結冰的氣象因素有四個，即空氣溫度、風速和風向、空氣或云中過冷水滴直徑、空氣中液態(tài)水含量。

(2)季節(jié)的影響

輸電線路結冰主要發(fā)生在前一年11月至次年3月，尤其是初冬和春寒季節(jié)。1月和12月幾乎是所有重復冰區(qū)平均氣溫最低的月份，但濕度相對較低。11月和2月下旬到3月上旬，由于濕度較高，雖然平均氣溫比1月和12月高，但電線結冰比1月嚴重。

(3)高度的影響

①海拔的影響

②鋼絲懸吊高度對結冰的影響

(4)地理環(huán)境影響

在風暴露程度較好或空氣和水分充足的地區(qū)，如山頂、迎風坡、湖泊和被云包圍的山坡，冰雪覆蓋程度也更嚴重。

(5)線路方向的影響

導線冰與線向冰在冬天的天氣大多是北風或米斯特拉爾連接南北,風向平行導體軸,單位時間內(nèi),單位面積上的水和霧粒子的電線是遠低于東西方的東西方導體線,風和電線成90°角，使導體覆冰最嚴重。因此，在冰封嚴重地區(qū)選擇線路走廊時，應盡量避免導線的東西向。東西向導體不僅覆冰嚴重，而且容易產(chǎn)生不均勻的覆冰，引起冰舞。

(6)導線本身的影響

線材本身的條件包括線材的剛度、直徑、通過電流的大小等因素。

①導線剛度

②導線直徑

③負荷電流與電場

三、輸電線路冰害故障類型、特點

覆冰對線路的危害有過負荷、覆冰舞動和脫冰跳躍、絕緣子冰閃，會造成桿塔變形、倒塔、導線斷股、金具和絕緣子損壞、絕緣子閃絡等事故。

（一）過負荷

即線路覆冰后的實際重量超過設計值很多，從而導致架空輸電線路機械和電氣方面的事故。從負荷方面分，可分為垂直負荷、水平負荷、縱向負荷。

1、垂直負荷。2、水平負荷。3、縱向負荷。

（二）導線覆冰舞動、脫冰跳躍事故

輸電線路不僅承受其自重、覆冰等靜荷載，而且還要承受風產(chǎn)生的動荷載。在一定條件下，覆冰導線受穩(wěn)態(tài)橫向風作用，可能引起大幅低頻振動，即舞動。此外，導線脫冰跳躍也會使導線發(fā)生舞動。導線舞動是威脅輸電線路安全運行的重要因素。

1、覆冰導線在風作用下發(fā)生舞動

此類導線舞動的形成主要取決于3個因素，即覆冰、風激勵和線路的結構與參數(shù)。

（1）覆冰。線路覆冰是舞動的必要條件之一。

（2）風的激勵。當導線覆冰、風速為 4～20m/s，風向與線路走向的夾角不小于 45°時，導線易發(fā)生舞動。

（3）線路結構及參數(shù)條件，大截面的導線要比常規(guī)截面的導線易產(chǎn)生舞動。

2. 鋼絲除冰跳變不均勻，出現(xiàn)跳變

覆冰導線在溫度升高、自然風力或人為振動和沖擊下，會產(chǎn)生不均勻或間歇性的除冰。電線除冰不均勻還可能導致機械或電氣事故。因為導線覆冰量的增加,相應的張力增加,凹陷也有所下降,當長或整個文件脫冰,因為線彈性儲能迅速轉化為動能和勢能的線,跳線,舞蹈,因此,使相鄰掛車繩作劇烈擺動時，鋼絲繩兩端張力均有顯著變化。

跳線的結果是線與地之間的安全距離變小，引起地線閃絡或短路，燒線，使線路跳閘;由于導線兩端動張力變化明顯，動沖擊容易損壞線夾、絕緣子串及吊點，甚至損壞塔頭。導體和避雷針的跳躍跳躍所產(chǎn)生的沖擊力也會使直塔絕緣子串打滑損壞;張力導流管線本身的除冰反彈或塔的除冰，大量的冰落在中間排水管線上也會引起排水管線和橫臂的閃絡。

(3)絕緣子串閃冰事故

1. 絕緣子閃冰故障的形成原因

(1)大氣環(huán)境污染嚴重，極易發(fā)生閃冰旅行。

(2)若絕緣子串覆冰過厚，則爬坡距離減小，冰閃電壓力減小。

2. 絕緣子串類型對閃冰故障的影響

統(tǒng)計結果表明，懸空串基本發(fā)生冰閃現(xiàn)象，而拉緊串和v形串絕緣子則無冰閃現(xiàn)象發(fā)生，說明冰閃現(xiàn)象發(fā)生的概率與絕緣子串的裝配類型密切相關。其原因如下:(1)拉弦上的冰柱與v型弦之間的間隙不易搭建;(2)本系列產(chǎn)品本身具有良好的自潔效果，對本系列產(chǎn)品污染少;(3)該系列在融化過程中難以形成滲透水膜，滲透水膜是該系列發(fā)生冰閃的重要原因。

3.寒冰與環(huán)境溫度的變化有直接關系

四、輸電線路防結冰設計方法

為了提供穩(wěn)定的供電服務，對輸電線路的防結冰和防跳線技術進行了研究。原則上，防止結冰事故的方法可分為防冰方法和除冰方法。

（一）認真調(diào)查氣象條件、避開不利的地形

（二）采取抗冰措施

對于確定為重覆冰地段的輸電線路，可根據(jù)其具體情況采取以下預防抗冰措施。

1．防倒塔斷線措施：

（1）在海拔較高、濕度較大、雨凇和霧淞易于形成的山頂、風口、埡口地帶，對較長的耐張段，宜在中間適當位置設立耐張塔或加強型直線塔，以避免一基倒塌引起的連環(huán)破壞。對其他微地形、微氣象特性明顯，歷史上覆冰頻繁發(fā)生的線段，也應參照事故線路安排技改和加強。另外，針對地線上覆冰密度大這一特點，應加強地線支架的補強。

（2）對于檔距較大的重覆冰地段，采取增加桿塔、縮小檔距的措施，以增加導地線的過載能力，減輕桿塔荷載，減小不均勻脫冰時導地線相碰撞的機遇。對重覆冰區(qū)新建線路應盡量避免大檔距，使重覆冰區(qū)線路檔距較為均勻。對于35kV線路，檔距一般在 250m以下；對于 110kV線路，檔距一般在 300m以下；對于220kV線路，檔距一般在 400m以下；對于 500kV線路，檔距一般在500m以下；當?shù)匦问芟拗票仨毑捎幂^大檔距時，宜采用耐張塔或采用其他加強措施。

（3）加強桿塔、縮短耐張段長度。將事故頻繁、荷重較大、兩側檔距相差較大及垂直檔距系數(shù)小于0.6的直線桿塔采用加固措施后改為耐張塔；對于橫跨峽谷、風口處則改為孤立檔，并相應加強桿塔。例如，對前后檔距或高差角較大的鐵塔提高冰厚等級，鐵塔主材可選用Q390或Q420高強度鋼，提高強度。

（4）改善桿塔結構、擴大導線與地線的水平位移。

（5）為減少或防止覆冰后鋼芯鋁絞線斷線或斷股，重覆冰區(qū)輸電線路導線可采用高強度鋼芯鋁合金線或其他加強型的抗冰導線

（6）為減輕或防止重覆冰區(qū)線路由于不平衡張力作用和脫冰跳躍振動而損害導線，宜采用預絞絲護線條保護導線。

（7）對于懸掛角與垂直檔距較大的直線桿塔采用雙線夾，以增加線夾出口處導線的受彎強度。受微地形影響而產(chǎn)生由下往上吹的風使導線容易產(chǎn)生跳躍的局部地段，應采用雙聯(lián)雙線夾，使絕緣子串強度增加，避免絕緣子球頭彎曲或折斷。

2. 絕緣子串冰閃的預防措施

(1)懸式絕緣子串增加大直徑傘裙阻擋法。(1)切斷大直徑絕緣子。冰柱應在直線懸式瓷絕緣子串的上、中、下部更換大直徑絕緣子，以阻擋冰柱的橋接。(2)特制合成絕緣子，將原來運行的合成絕緣子替換為頂部、中部和底部有大傘裙的合成絕緣子。③原合成絕緣子上面加一個大直徑瓷絕緣子。增設專用傘裙或保溫板(草帽式)，將原普通合成絕緣子與傘裙通過粘貼或熱塑性方法固定成一體或增設草帽式保溫板。④增加雙串絕緣子間距或設置隔距裝置。

(2)懸式絕緣子串斜掛法。絕緣子串的v型懸掛和倒v型懸掛均能增加冰閃電壓力。

(3)在絕緣子串懸點處增設防水擋板，防止水在桿塔交叉荷載上積聚。

(4)涂有防水涂料。

3.防止電線抖動的措施

(1)進行導體跳變觀測。

(2)改進塔的緊固方式，加強拉緊塔桿和舞區(qū)塔桿的強度，必要時使用高強度螺栓。塔架連接螺栓，特別是橫臂螺栓，應采取防松措施。

(3)對于易跳線區(qū)域的線路(特別是<220kV的線塔)，設計時應增大線間距(包括垂直距離和水平偏差)，不能避免跳線，但可以避免跳線引起的相間短路。

(4)采用失諧擺、重錘和集中抗振錘的阻尼作用來抑制跳線工況，但由于這些裝置的設計特性不能完全耦合跳線的所有頻率，因此對不同的線路效果不同。

(5) 66kV線路應配備復合絕緣相間間隔，防止跳線時相間短路。

(6)新型線路采用雙絞線，既能提高輸電能力，又能破壞導線的覆冰形狀，使其具有阻尼特性，改變其氣動特性，防止舞動。

5. 輸電線路防冰除冰方法

國內(nèi)外防凍除冰的方法很多。這些方法可分為以下幾類:

1、熱融冰法。包括功率流分布、短路電流、鐵磁線路、熱氣體、吸熱器、電磁波微波激光等。

2. 機械破冰方法。包括“臨時”法、風力法、電磁力法、強振動法、電磁脈沖法、超聲波振動法、氣動法等。

3.自然被動的方法。包括平衡鋼絲重量，使用雪環(huán)，使用憎水，憎冰涂層等。

上述防冰、除冰方法可用于輸電線路、改變流量分布的方法、短路融冰的方法。

(1)改變?nèi)诨碾娏鞣植?/p>

(2)短路融冰

三相短路除冰是指線路的一端為三相短路，另一端為融冰電源供電，用較低的電壓提供較大的短路電流加熱絲來融化絲上的冰。

(3)特高壓架空輸電線路電磁力除冰

(4)高頻高壓激除冰

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