谈输电线路导线覆冰的研究现状

【摘要】最近几年，恶劣气候时常发生，运行输电线路中，导线覆冰是比较常见的现象。导线覆冰可能给输电线路带来极大危害，对电力系统的安全运行造成极大威胁，使线路过荷载以至于电路瘫痪的可能性大大增加。本文从导致输电线路导线覆冰的起因入手，简述了导线覆冰的机理，分析了导线表面覆冰的影响因素和覆冰类型，介绍了我国现在对输电线路导线覆冰的研究成果，并通过对国内外导线覆冰技术的分析，对下一步导线覆冰的防治和治理提出了合理的建议。

【关键词】输电线路；覆冰；现状；处理措施

前言

自改革开放以来的最近几十年，电力作为最重要的动力，越来越成为国民经济建设的重中之重，各行各业、各个领域都离不开电力的支持，电力系统成为了国民经济发展的基础性支柱性的产业，由于用电量的逐年增大，各发电集团也在逐年增大自己的发电量，并且电量的运输也越来越趋于远程化，因此输电线路的安全问题又成为了输电安全的核心问题。输电线路在运输过程中要经受环境、温度等因素的种种考验。

输电线路所遇到的故障中，季节性故障占一大部分，输电线路导线覆冰又是引起季节性故障的主要原因，在初冬或初春季节，或者是降雪的时候，在输电导线表面会形成曲冰层，使导线的负重增加，导致断电甚至电网瘫痪故障的出现。在最近几年，我国接连出现极端天气，不管是冬季一直寒冷多雨的中原地区还是近两年屡有雨雪的南方，输电线路导线覆冰都成了影响输电线路安全的最大隐患，因此我国也加快了对输电线路导线覆冰的研究，探究防治措施，采用积极有效的方案来避免和防治冰灾给输电线路带来的危害。

1输电线路导线覆冰的分类和影响因素

1.1输电线路导线覆冰的分类。

线路导线覆冰按照形成方式分类有以下几种方式。

（1）雨凇。雨凇是由空气中的过冷却水滴在导线的迎风面形成的覆冰，其光滑、透明、

清澈，他的黏附能力很强，一旦形成以后，不管起始的厚度如何，如遇天气下雪或环境不好，覆冰厚度将会快速增加，导线负重也会迅速增加，又雨凇形成的覆冰密度较大，因此其产生的机械负重与其他形成方式相比是最大的，所以是对导线对电路系统的破坏力最大的，也是我们要重点防范的。

（2）雾凇。雾凇现象，即水汽在空气中处于过饱和状态，当空气温度降低时，在导线上会附着饱和析出的水结成的冰，形成了结晶，其密度与雨凇相比要小的多，所以又称软雾凇，这种原因形成的导线覆冰吸附力小，对线路造成的危害要远远小于由于雨凇形成的导线覆冰。

（3）混合淞。是雨凇和雾凇混合作用的结果，由此原因形成的覆冰密度比雨凇形成的覆冰密度小，但要比雾凇形成的覆冰密度大，这种覆冰的吸附能力也处于两者中间，危害程度也是中等程度。由于混合淞形成的覆冰比单纯雾凇形成的覆冰坚硬，因此又称为硬雾凇。

（4）积雪。自然界降雪过程形成，降雪附着在线路导线上，在寒冷的空气下形成覆冰。它又分为干雪和湿雪，干雪的密度小，吸附能力小，危害较小，湿雪的密度稍大，多线路的危害相对较大。但是，积雪原因形成的覆冰十分常见，尤其是近两年南方的降雪天气增多，因此由于积雪原因形成的覆冰也是我们要十分注意的。

由其他原因形成的覆冰由于不太常见，且其危害主要集中在对电晕损失的影响上，对导线的危害较小，所以我们在这里不一一列举了。

1.2输电导线覆冰的影响因素

（1）气象因素。外界环境的温度、风向风速、空气的含水量是影响输电导线覆冰的气象的主要因素。这几种因素可以直接决定覆冰类型。

先来分析温度的影响。当外界气温在零下五摄氏度左右时，如果有小雨或雨夹雪或大雾天气，就会在导线上形成雨凇，随着气温的进一步下降，湿雪和冻雨在粘附性很强的雨凇冰面上迅速的堆积，形成密度大，重量大的较厚冰层，若温度进一步降低，原来的冰层外又会形成雾凇，这是导线的外表面有着雨凇、混合淞、雾凇三种类型的覆冰，对导线的影响极大。

其次分析风对导线覆冰的影响。在风的带动下，大量的空气中的水滴与导线相撞，被导线所吸附加速覆冰的形成。分数与风向共同作用影响覆冰的形成，当含有大量水汽的风在一定风速的吹动下撞向导线时，如果这时风向与导线之间的夹脚小于四十五度或者与导线平行，覆冰形成的可能性较小；如果风向与导线的夹脚小于四十五度或处于垂直方向，覆冰现象较为严重，而且在覆冰形成的过程中，风向总是不断变化的，总有一些时间的风与导线成一定的夹角，促使输电线路导线覆冰的形成。

（2）地形与地理因素。在冬季时候，北方大部分地区温度极低，会出现大风、大雪、霜冻、低温等一系列极端天气，给这些地区的生产生活带来了极为不利的影响，对输电线路的影响尤为严重，在东北地区这种现象特别严重，输电线路导线覆冰直径能达到二十毫米以上，这种重量对输电线路导线来说是危害极大的。而近几年以来，南方的冬天也是极为寒冷，2008年的雪灾令南方一些地区的输电系统损失严重，因此，地形与地理因素对我国大部分地区都有着较为严重的影响。

2输电线路导线覆冰的防范措施和除冰技术

2.1输电线路导线覆冰的防范措施

从一般情况来看，在选择初期阶段采取措施来防治输电线路导线覆冰是很效果的。首先，在地段选择上，要尽量避开一些不利地形，如风口、台地垭口、水库等，或者选择覆冰较轻的地段来减小伤害。输电线路的建设应该选择地段高度差不大的地方，避免大档距、大高差，若迫不得已要经过山岭通过时，也要沿覆冰季节背风向阳而走线，并且不能把转角点架设在山脊的开阔处，转角角度尽力减小等，令覆冰概率和覆冰程度的得到最大程度的降低。

2.2除冰技术

（1）热力除冰。这种除冰方式是利用外加热源或导线自身的热量来提高导线温度，以达到覆冰的融化点。我国目前所运用的技术是使用特殊的材料来制作导线，现在最多使用的是低居里铁磁材料，在温度小于零摄氏度的时候，导线的磁滞损耗增加，导线表面的温度升高，这样就阻止了覆冰的产生和覆冰的积累，但这种方式的能耗很大，不利于绿色环保。

（2）机械除冰。机械除冰有着其他方式没有的优点，他成本低廉，能耗很小，常用的方法有强力震动和滑轮铲刮法，后者的应用范围较广，但很难操作，且安全性有着很大的漏洞；强力震动法对雾凇有一定作用，但是对雨凇的作用十分有限。

（3）被动除冰。这种方法是借助风和其他自然力令导线上的覆冰自然脱落。这种方法简单易行，只需在导线上安装平衡锤或阻雪环就可以，但他的缺点也很明显，它会使导线不同期的脱冰，导致线路事故。

3结束语

综上所述，现在我们对输电线路覆冰的起因和影响因素分析的较为透彻，但现在的除、防冰技术普遍能耗较大，效果欠佳，安全性不高，还没有一个相对完美的方案。今后的工作重点可以放在建立导线覆冰模型上，通过建设更准确的模型来研制更为节能有效的除冰装置。

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