浅谈输变电线路的覆冰及其消除措施

摘要：输变电线路覆冰可以导致输电线路的跳闸、断线、倒杆事故，对电力系统的安全稳定运行造成了严重的危害。本文主要对输电线路覆冰产生的原因、事故行了分析，并有针对性地提出了相关防止消除的措施。

关键词：输变电线路覆冰消除措施

随着近年来雪灾等自然灾害的影响，由覆冰、舞动引起的输电线路倒杆（塔）、断线及跳闸事故，严重威胁到电网的安全稳定运行及供电可靠性。在输变电线路的运维过程中，如何解决好这一问题，一直是广大工作人员关注的重点问题之一。

一、架空线路覆冰的原因

架空线路的覆冰是在初冬和初春时节（气温在－5 ℃左右），或者是在降雪或雨雪交加的天气里，在架空线路的导线、避雷线、绝缘子串等处均会有冰、霜和湿雪混合形成的冰层。这是一层结实而又紧密的透明或半透明的冰层，形成覆冰层的原因，是由于在自然界物体上附着水滴，当气温下降时，这些水滴便凝结成冰，而且越结越厚。有时，也会在导线表面上结上一层白霜，呈冰渣性质， 其质量比坚实的覆冰轻得多，但其厚度却大得多。一般当空气中有大量水分且有微风时，最易形成霜。在湿雪降落时，湿雪一方面粘在导线上，同时又会浸透正在结冰的水，使冰层越来越厚，最厚可达10cm 以上。当风向与线路平行时，覆冰的断面呈椭圆形；当风向与线路垂直时，覆冰的断面呈扇形，即在导线的一个侧面；当无风时，覆冰则是均匀的一层。

此外，覆冰还与线路走向有关，在冷、热空气的交汇处经过的线路，覆冰就更严重。覆冰在导线或绝缘子上停留的时间也是不同的，这主要决定于气温的高低和风力的大小，短则几小时，长则达几天。

二、因覆冰而发生的事故

导线和避雷线上的覆冰有时是很厚的，严重时会超过设计线路时所规定荷载。如果导线、避雷线发生覆冰时还伴着强风，其荷载更要增加，这可能引起导线或避雷线断线，使金具和绝缘子串破坏，甚至使杆塔损坏。尤其是扇形覆冰， 它能使导线发生扭转，所以对金具和绝缘子串威协最大。常见的线路覆冰事故有以下几种：

杆塔因覆冰而损坏。一般是由于直线杆塔某一侧导线断线所造成的。此时，由于带覆冰的导线在该杆塔的另一侧形成较大的张力，使杆塔受到过大的荷载，故造成倒杆或倒塔事故。

导线覆冰事故。如果导线在杆塔上是垂直排列的，当导线和避雷线上的覆冰有局部脱落时，因各导线的荷载不均匀，会使导线发生跳跃现象，从而使导线发生碰撞，造成短路故障。

线路各档距覆冰不均引起事故。由于线路各档距内的覆冰不均等原因，会使各档距内的弧垂发生很大变化。有严重覆冰的档距内的导线荷载很大，将使导线严重下垂，以致有时使导线离地面距离减小到十分危险的程度，因而发生事故。

绝缘子串覆冰事故。虽然绝缘子上冰层厚度所增加的质量不大，但却降低了绝缘子串的绝缘水平，会引起闪络接地事故，甚至烧坏绝缘子，其后果也很严重。

三、覆冰的防止和消除措施

为了防止覆冰所引起的故障，设计杆塔时，应考虑由于覆冰所形成的外加荷载。对经常发生严重覆冰的地区，架设耐覆冰式的线路，这种线路的杆塔较一般杆塔的机械强度大，档距较短，导线张力较小。为了避免碰线，导线应采用水平排列的布置方法，并应适当地加大导线和避雷线之间的距离。选择线路路径时，应注意避开冷、热空气的交汇处。但是在覆冰特别严重的地区，上述措施还是不够的，覆冰仍可引起破坏线路的事故。因此，在运行中必须观察导线上产生覆冰的情况，并采取适当的措施予以消除。消除导线上的覆冰，有电流熔解法和机械打落法等。

电流溶解法

这种方法，主要是加大负荷电流或用短路电流来加热导线使覆冰熔解落地，达到除冰的目的。具体做法：

用改变电力网的运行方式来增大线路负荷电流。

将线路与系统断开，并将线路的一端三相短路起来，另一端用特设的变压器或发电机来供给短路电流。

当采用增大线路负荷电流来加热导线的做法时，应在覆冰开始形成的初期，即加大负荷电流，作为预防措施。但是这种办法会使线路的电压降低、增大电能损耗，所以不能长期使用。当用短路法来熔化覆冰时，则应根据线路长度、导线的截面和材料，准备好必要的设备，其容量应事先计算好，使之能够满足熔冰的要求。在进行熔冰以前，应注意检查长时间通过短路电流的系统接线和设备。用短路电流熔冰时最好不要使用发电厂和变电所的接地网，而采用单独的接地装置，以免发生危险。

机械除冰法

机械除冰主要采用下列几种做法：

从地面上向导线或避雷线抛掷短木棍，打碎覆冰，使之脱落。也可以用木杆或竹杆进行敲打，使覆冰脱落。如果线路停电困难也可用绝缘杆来敲打覆冰。

用木制套圈套在导线上，并用绳子顺着导线拉，便可消除覆冰。

机械除冰法主要缺点是，必须停电进行，费时、费力。采用机械除冰法时，必须保证导线和避雷线不发生任何机械损坏。

采用特别复合导线除冰

在我国重冰区，有的将35 ～100kV 线路的导线改换为特制复合导线。导电部分的铝合金钱股3 是绝缘的。当导线不覆冰时，钢芯和铝合金线股并联运行，和普通钢芯铝导线是一样的。当导线覆冰后，通过自动装置将接在铝合金线股上的开关断开，铝合金线股不再通过负荷电流，而全部负荷电流将从钢芯中通过，钢芯发出的热量使导线覆冰消除。有的国家还采用另一种防冰导线，这种导线是在普通导线的表面上涂敷一层氟树脂薄膜，这层薄膜有抗水性，当水滴或雪花落在上面时，象水珠落在油面一样打滑，立即滚落下来，故不会与导线粘结而结冰。

导线上安装脱雪环

脱雪环是由塑料制成的，它以间隔约半米的距离，套紧在导线上。导线覆雪后，会在重力的作用下顺线股下滑停止在雪环处，因受到重力或风力作用而脱落，这一措施在多雪地区使用效果显著，但在象冻雨那样的天气里则很难发挥其作用。