试议电网电网冬季冰害预防

论文导读：
摘要：为提高电网抵御自然灾害的能力，结合我国南方地区近年来电网遭受冰冻灾害事故统计和调研情况，分析了冰冻灾害事故的原因，提出了输电线路覆冰事故防治措施。
关键词：输电线路；冰冻灾害；防治措施
：A
1概述
冰灾的直接原因是大范围长时间低温、雨雪冰冻天气，电网抵御恶劣天气能力的不足也是重要原因之一。应对覆冰事故时，在正确认识电网覆冰灾害特点和深入分析其形成原因基础上，全面跟踪各地区冰雪、冰冻灾害对电网设施造成的损害情况，分析线路设计覆冰标准，统计历年冰雪天气覆冰实际数据，对冰灾特征进行分析，根据冰雪灾情的规律超前预防与重点治理，把灾害造成的损失降到最低限度。
2输电线路覆冰事故原因分析
（1）严重覆冰引起过荷载
在突发灾害性天气情况下，由于冰厚设计值与线路实际覆冰厚度相差较大，机械荷载超过了铁塔、导地线的结构、材料的屈服强度，导致铁塔倒塌、变形、导地线断线；塔间跨度不同，加大了铁塔两侧水平不平衡张力，造成铁塔扭曲、折倒；导地线融冰时间不一致，导致架空地线弧垂下降后与导线之间发生放电，造成线路跳闸和架空地线断线。据统计，南方电网公司在08年雪灾中因覆冰造成的系统杆塔损毁12万基，受损线路7000多条，变电站停运859座。在发生倒塌的杆塔中，有90%以上的杆塔覆冰设计值在15mm及以下，而据现场实测许多线路的覆冰厚度折算到标准厚度己超过30mm，远远超过了线路设计标准。
在冰冻灾害事故中倒塔主要是由覆冰时两侧不平衡张力造成，因此常常出现多基塔连环顺线倒塌的情况。在一些地形起伏较大的地区，线路上相邻杆塔高差较大，未覆冰时就形成了较大的两侧不平衡张力。当导、地线上覆有大量密度较大的雨凇覆冰时，杆塔两侧的不平衡张力加剧或不同期脱冰，当杆塔不能承受此荷载时，杆塔的薄弱部件开始损坏变形，最终导致导地线掉落或杆塔倒塌。
（2）绝缘子串覆冰闪络
绝缘子覆冰或被冰凌桥接后，绝缘子串覆冰过厚形成冰桥使冰闪电压降低。绝缘强度下降，泄漏距离缩短；融冰过程中冰体表面的水膜会溶解污秽物中的电解质，提高融冰水或冰面水膜的导电率，引起绝缘子串电压分布的畸变，从而降低覆冰绝缘子串的闪络电压，形成闪络事故。
明绝缘子串型对冰闪有一定的影响。统计表明，冰闪基本上发生在悬垂串，很少发现耐张和V型串绝缘子发生冰闪。其原因是：
①耐张串和V型串上冰凌不容易桥接伞间间隙；
②该串型本身自清洗效果好，串上积污量少；
③融冰时该串型上难以形成对冰闪发生至关重要的贯通性水膜。另外，冰闪还具有明显的阶段性，一般都发生在熔冰期。
（3）覆冰导线舞动
在一定条件下，覆冰导线受稳态横向风作用，可引起大幅低频振动，即舞动。不均匀覆冰使导线舞动、导线断股及杆塔倾斜或倒塌等现象。冰灾发生的导线舞动大多是由于不均匀覆冰在风的激励下，导线产生低频率（0.1～3Hz）、大振幅自激振动。长时间的舞动导致导线、绝缘子、金具和铁塔受到异常不平衡冲击而疲劳损伤，以及造成导线相间和相对地闪络，严重威胁电网的安全运行。
3输电线路覆冰的防治
（1）加强冰区划分与冰情监测
我国目前尚缺乏对输电线路覆冰概率分布进行必要的统计和分析。冰区划分直接关系到线路设计参数的合理取值。应在冰害多发生地区建立冰情监测站，冰灾杆塔设置覆冰监测点，对不同天气、电压等级、线径以及不同型绝缘子下的覆冰状况进行长期监测，结合气象资料和数据，为划分冰区提供第一手资料。
（2）加强骨干网架的路径选择和设计
为保证在极端覆冰气候下同一输电通道中骨干网架仍能正常运行，当线路通过重覆冰区成为不可避免时，应力求"避重就轻"。即进行路径选择时，应尽量做到避开最严重的覆冰地段，线路宜沿起伏不大的地形走线，尽量避免横跨垭口、风道和通过湖泊、水库等容易覆冰的地带；翻越山岭时怎么写论文www.7ctime.com
应避免大档距、大高差，沿山岭通过时，宜沿覆冰季节背风或向阳面走线，应避免使转角点架设在开阔的山脊上，且转角角度不宜过大，如遇台地宽窄不

一、不连续时，则注意选取云雾不连续地段，达到减少覆冰概率和减轻覆冰程度的目的。

（3）合理采用防冰、除冰措施
①热力除冰法。加大负荷电流或用短路电流来使导线温度升高，使覆冰融化，或是使冰雪在导线上无法积覆。不带负荷短路加热导线融冰方法最为完善，在我国应用较为广泛。
②人工机械方法除冰。我国最常用的是人工除冰方法，用木棍、竹竿等最原始的工具对最严重的覆冰线路进行敲击，除去线路上的覆冰。另一种方法是利用起重机、绝缘作业工具车或带电直接作业方式除冰。由人力在地面操作拉动滑轮在线路上滑动来铲除线路覆冰的方法，在我国并不经常采用。
（4）绝缘子串冰闪防治。
防冰闪应防止大量伞裙被覆冰所桥接，根据冰灾情况统计表明，冰闪频发线段宜采用V型串、倒V串等合适的绝缘子串型布置；覆冰不太严重的区段也可采用大小盘径相间的插花串布置；双联串应增大串间距。重覆冰区线路不宜采用玻璃绝缘子串，以减少或防止因玻璃绝缘子覆冰后长时间的局部电弧使其烧伤或引起炸裂等情况。
（5）输电线路舞动防治。
在防线路覆冰的同时，在多次发生舞动的区段，合理安装防舞装置，包括使用防舞器、偏心重锤、失谐摆、相间隔棒等来达到防舞目的。
4今后研究重点
针对冰灾的特点，下一步应深入开展以下研究工作：
（1）线路覆冰的监测与预警。
实时监测冰情发展并及时预警是及时启动应急机制和适时采取融冰除冰决策的基础。全面、准确、灵敏的覆冰监测系统能够有效指导线路除冰工作，并为覆冰的研究工作提供第一手资料。考虑到近年来冰害等环境气候引起的电网事故频发，覆盖面广、危害巨大，严重影响超高压、跨区电网的安全运行，对即将建成的特高压骨干网架也是潜在威胁，因此应结合卫星遥感遥测等技术，重点研究高精度、多功能的广域电网覆冰监测预警技术，建立卫星遥感遥测与地面监测站相结合的覆冰监测预警系统，既实时掌握大范围恶劣气候下冰情发展和电网的设备受损情况，又了解重点线路的覆冰厚度、覆冰密度、导线表面温度和张力、杆塔变形等信息，并结合冰论文导读：不同污秽条件、冰电导率、串型、串长、插花布置等多种情况下的绝缘子串结冰、融冰及套管、支柱类设备不均匀覆冰闪络特性，以指导线路与变电站绝缘设备进行防冰设计。（3）除冰技术研究。在深入研究融冰技术的同时，线路除冰新技术与变电站带电除冰技术也应作为今后研究工作的重点。应研制安全性好、自动化程度高、便携式的机
情发展分级预警，为各种气候条件下电网稳定运行奠定基础。
（2）覆冰闪络特性研究。
应通过理论分析、仿真计算、真型试验等手段，特别是利用大型覆冰试验室开展绝缘设备的覆冰闪络特性试验，深入研究不同污秽条件、冰电导率、串型、串长、插花布置等多种情况下的绝缘子串结冰、融冰及套管、支柱类设备不均匀覆冰闪络特性，以指导线路与变电站绝缘设备进行防冰设计。
（3）除冰技术研究。在深入研究融冰技术的同时，线路除冰新技术与变电站带电除冰技术也应作为今后研究工作的重点。应研制安全性好、自动化程度高、便携式的机械除冰工具，对不便进行融冰的线路进行机械除冰。针对变电站各种设备的覆冰特点，研究变电设备带电除冰的方法及除冰装置。
结语
依据我国多年防冰雪工作积累的经验，应采取因地制宜的防冰技术原则，从规划、设计、运行、防冰、除冰等各个环节采取相应对策，构筑电网抵御冰害的多道防线，并建立科学的电网覆冰灾害应急处理预案机制。
参考文献
李荣宇.输电线路冬季防冰害运行管理[J].电力设备， 2008.
于磊，王桂平，刘伟.张家口电网冬季电压控制浅论[J].华北电力技术， 2009.