输变电线路的覆冰及其消除对策探究

【摘要】随着近年来我国风雪等自然灾害的加剧，我国输变电线路覆冰发生率逐渐上涨，解决输变电线路覆冰问题已经成为电力系统控制操作的关键。本文就输变电线路覆冰概念及特点进行分析，对输变电线路覆冰雨凇、雾凇、湿雪、混合冻结进行深入研究，提出相关输变电线路覆冰消除对策。通过观察覆冰环境状况、输变电线路设计消除控制、输变电线路覆冰研究、输变电线路覆冰消除技术四方面实现对输变电线路的覆冰控制。

【关键词】输变电线路；覆冰；设计；消除

前言

我国是当前世界输变电线路覆冰状况最为严重的国家，已经在河南、湖北、贵州、云南、四川、江西、河南、陕西等省份出现过严重输变电线路覆冰事故，覆冰已经严重影响到我国的电网建设及电力系统正常运行。输变电线路覆冰造成输变电线路出现跳闸、断线、倒杆等故障，造成输电安全性大幅降低，对我国电网安全由非常严重的影响。

1、输变电线路覆冰的形成分析

输变电线路覆冰主要指由于大气中过冷却水在遇到温度在冰点以下的输电线后再输电线表面释放潜热凝固，造成在输变电线路表面形成的覆盖冰层。输变电线路覆冰主要是由温度、湿度决定，受气象温度的影响较为严重，该现象除却受到上述因素的影响外还在一定程度上受到空气对流的影响，是一种综合物理现象。

在大气中部分水汽遇到温度较低的物质可能凝结成凝结核，缓缓落在地面层形成冰雨。但是这种冰雨的稳定性较差，很容易由液态的水滴形成冰，尤其是在遇到温度较低的电线物质时。通过风力作用，部分液态水发生形变，在导线的表面形成覆盖，凝结成雨凇或雾凇形式。

2、输变电线路覆冰类型

当前我国输变电线路覆冰的类型主要为雨凇、雾凇、湿雪、混合冻结四种类型。雨凇的形成主要是由于在冬季前后，北方冷空气团会出现上升，在温度降到零度以下会形成过冷却水滴。当外界环境中温度在0～4度，风速在3m/s～15m/s，密度在600N/m3～900N/m3，湿度在80%以上即可以形成输变电线路雨凇。这种输变电线路覆冰主要为透明玻璃体，质地较硬，对整体电力线路具有非常严重的影响。雨凇不易脱落，表面附着能力极强，去除较难。雾凇主要是由于过冷却雾滴受冷形成。常见的雾凇形式主要包括粒状雾凇和晶状雾凇两种。粒状雾凇主要是雾滴在输变电线路表面覆盖后结冻形成的覆冰。这种输变电线路覆冰的冻结速度较快，附着能力较强，整体呈现出乳白色不透明状，质地较为疏松，表面容易出现起伏。而晶状雾凇主要是由于温度骤然下降导致水汽直接凝华形成。晶状雾凇主要呈现出白色晶体，质地较为疏松，表面的附着能力较弱，非常容易脱落，对输变电线路的影响远小于粒状雾凇。湿雪在自然界中一般呈现出乳白色或灰白色，整体质地脚软，主要是处于融化状的雪花或水体在输变电线路表面形成。湿雪在温度进一步下降后可以形成较为坚硬的冰冻体，整体在导线上的粘结性焦强强，密度一般在100kg/m3～700kg/m3。混合冻结主要是北方的干冷气团与暖气团相遇形成，这些气体在交汇处形成静止锋面，遇到低于冰点温度的电线很容易出现冻结，形成混合冻结。混合冻结一般呈现出乳白色，整体空隙较多，大多为雨凇与雾凇交替冻结现象。混合冻结的密度一般在200kg/m3～600kg/m3，形成体积较大。

3、输变电线路覆冰消除对策

3.1观察覆冰环境状况

在进行输变电线路覆冰预防控制的过程中，相关人员要对输变电线路环境进行明确分析，对输变电线路覆冰状况进行全方位把握，确保从本质上降低输变电线路覆冰环境对预防控制效果的影响。相关人员要对各地的天气状况进行长期监测，对出现的输变电线路覆冰事故进行分析，要对可能出现的危险因素及时进行控制，为输电线路的抗冰设计及覆冰消除设计提供良好的参考依据。

3.2输变电线路设计消除控制

在进行输变电线路设计的过程中，相关人员要对当地的地形、气候进行过充分考虑，对输电线路进行合理设计，确保输电线路经过的地段地势、相对位移、山脉走向等完全符合设计要求，在线路设计方面对覆冰现象发生的可能性进行降低。

3.3输变电线路覆冰研究

在对输变电线路覆冰进行研究的过程中，相关人员要对输变电线路覆冰特点、机理进行深入分析，对各地可能出现的输变电线路覆冰状况进行全面研究，确保从本质上加强对输变电线路覆冰的消除控制效果。管理人员可以依照输变电线路覆冰数据对当前各地的输变电线路覆冰分布图进行绘制，实现对覆冰高发区的强化管理。要对输变电线路覆冰地区建立积极覆冰监测系统，建立完善的覆冰消除装置和防护装置，确保降低输变电线路覆冰事故造成的危害。

3.4输变电线路覆冰消除技术

我国从20实际50年代起开始对输变电线路覆冰进行观测，对输变电线路覆冰消除技术进行研究。截至目前为止，我国输变电线路覆冰消除技术已经有了很大的提升，整体技术实施效果非常显著。

3.4.1热力除冰法

热力除冰法主要是依据电阻性铁磁线、过电流、短路电流等技术进行覆冰消除。过电流法主要是通过在输电线路上通过传输电流的形式，确保输电线路产生焦耳热，达到对输变电线路覆冰的融化效果。而铁磁法主要是通过磁场获得热量，实现对输变电线路覆冰的消除。这种方法的经济投入较大，使用范围较小，整体融冰效果较差。而、短路电流主要是通过电流进行融冰，但是融化效果相对于过电流法较差，使用范围较窄。

3.4.2机械除冰法

机械除冰法主要是对输变电线路覆冰进行手动机械清除或自动机械清除。这种方法主要是通过铲刮或振动方法将腹部从输变电线路上消除。但是由于机械除冰法铲冰或振动过程中很容易出现线路破坏，整体使用难度较大，在很大程度上制约了机械除冰的使用范围。

3.4.3被动除冰法

被动除冰法主要是利用风力、地球引力、温度变化等自然条件的影响，实现对输变电线路覆冰的消除。这种方法可以在很大程度上降低输变电线路覆冰消除的资金投入，降低操作成本，还可以在一定程度上减小施工难度，整体操作简便，已经成为输变电线路覆冰消除的首选方法。通过被动除冰法在很大程度上降低了外界能量和物质对除冰效果的影响，实用性较强。

3.4.4十输电线路除冰

十输电线路除冰主要是利用微波的热效应进行除冰，实现对整体热能量的传导。在进行十输电线路除冰的过程中，微波频率一般控制在十高频电机激光之间，确保热能量能够在两者之间相互传导，实现外部加热。这种热运动方式可以在很大程度上将能量全部转化为热能，加强对输变电线路覆冰的消除效果，对输变电线路覆冰消除具有非常好的促进作用。

4、总结

我国当前的输变电线路覆冰覆盖面积较大，整体事故类型多样，经济损失较为严重，输变电线路覆冰事故频发已经成为影响我国电力运行的主要因素。在进行输变电线路覆冰分析控制的过程中，相关人员要对输变电线路覆冰环境进行全面分析，严格依照避、抗、融、改、防五项基本原则进行输变电线路覆冰处理。要对输变电线路覆冰消除技术进行合理选取应用，确保从本质上提高我国的输变电线路覆冰消除效果，加强我国电力系统建设成效。进了电气化供电技术的发展。

参考文献

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