我国输电线路覆冰情况分析及事故的阐述

我国输电线路覆冰情况分析及事故的阐述
摘要:根据本人多年从事工作经验，浅论我国输电线路存在的覆冰情况分析及事故阐述。

发现覆冰多发生在华中和西南地区，主要集中在每年的一月份，海拔高度、微地形、微气象对覆冰的影响较大。

覆冰事故分布区域广、事故危害严重;输电线路覆冰事故大部分发生在雨淞气象条件下，且温度稍低于零度。

关键词:区域;严重;分布;气象
1 覆冰的形成
覆冰是一种受温度、湿度、冷暖空气对流、环流以及风等因素影响的综合物理现象。

每年冬季，寒潮引导起源于北极地区而堆积在西伯利亚地区的寒冷空气南下，其前沿为寒潮冷锋。

冷锋过境时风速增大，气温骤降，当冷锋与南方暖湿气流在一些地区交汇，冷空气由于密度大而滑至较轻的暖空气下面，暖空气被迫抬升，这时靠近地面一层的空气温度较低，上空又有温度高于摄氏零度的暖气流北上，形成一个暖空气层或云层，再往上则是高空大气，温度低于摄氏零度。

大气垂直结构呈上下冷、中间暖的状态，自上而下分别为冰晶层、暖层和冷层。

从冰晶层掉下来的雪花通过暖层时融化成水滴，接着当它进入靠近地面的冷气层时，水滴便迅速冷却，成为过冷却水滴，当其接触到地面低于零度的物体(树枝、导线)时，冻结形成覆冰。

图1为在绝缘子上形成的覆冰。

根据大气条件和环境参数的不同，可以将绝缘子覆冰分为雨淞、雾淞两种类型，其中雾淞又可分为软雾淞和硬雾淞。

雨淞是一种非结晶状的透明或毛玻璃状的冰层。

当过冷却水滴与物体表面相碰尚未完全冻结时，大风使其又与水滴相碰，在这种情况下形成雨淞。

雨淞质地坚硬，附着力很强，在雨淞的形成过程中伴随着水滴的流失和冰棱的产生。

雾淞是一种白色、不透明、外形呈羽状的覆冰。

当直径很小的过冷水滴(雨滴、雾滴)与输电线路的导线、绝缘子或杆塔表面相碰时，由于这些物体表面温度低、水滴直径小、潜热释放快，在下一个水滴飞来前，上一个水滴已完全冻结。

雾淞的附着力不强。

根据观察和研究得出自然条件下不同类型覆冰形成的条件，如表1所示
覆冰地区的分布
华中的湖北、湖南、河南、江西等省及三峡地区，西南的云南、贵州、四川，华北的河北、山西、内蒙及京津唐地区，西北的青海，东北的辽宁等省(区)都发生过输电线路覆冰事故。

输电线路覆冰事故与各地的年平均雨淞日和年平均雾淞日密切相关。

雨淞是最为严重的覆冰类型，对电力系统造成的危害最大，而雾淞
覆冰对电力系统的危害则较小。

通过对相关气象资料进行统计，绘出了我国年平均雨淞日的分布图，如图2所示。

可以看出，我国年平均雨淞日数的分布特点是中部和西南地区多，北部地区少;高山地区雨淞日数最多，年平均雨淞日数在2030日以上的台站几乎都是高山观测站，而平原地区绝大多数台站的年平均雨淞日数都在5日以下。

我国的覆冰分布情况有如下特点:
1覆冰多发生在华中和西南地区，原因是这些地区水气充沛，冷暖气流在这些地区交汇，在山脉上空形成静止峰或准静止峰区，因此易形成严重覆冰;而我国北方地区因气候干燥，较少出现重覆冰;南方地区因冬季气候温暖，极少有接近零度的低温，因此很少满足覆冰所需的气象条件。

2海拔高度对覆冰的影响很大，就一个地区而言，在同一地形及天气形势下，一般海拔愈高愈易覆冰。

3“微地形”、“微气候”给局部区域提供了易于覆冰的气象条件。

500 kV葛双II回线路#231至#235塔处就属于微地形、微气象区中的地形抬升型，经常发生严重覆冰事故。

4覆冰一般发生在每年冬季的11月到次年春季3月份期间，主要集中在1月份。

3覆冰事故分析
输电线路覆冰事故严重影响了电力系统的安全运行，近年来全国典型的输电线路覆冰事故[l，9一川0 2002年12月中旬，京津唐地区连续数日出现严重的雪、雾天气，北京北部的昌平、延庆及张家口的官厅一带的山区尤为严重，输电线路杆塔、导线及绝缘子上严重覆冰、积雪，导致110kV聂康一、二线及500kV 沙昌二线等14次掉闸；2005年春节期间，华中地区持续出现恶劣的雨雪天气，华中电网连续多天出现多回500 kV线路跳闸；冰闪事故，线路频繁跳闸共造成部分电网先后7次从主网解列，低周减载装置动作3次，对电网安全运行产生了巨大影响[l3]。

2008年1月持续雨雪天气，国家电网500 kV线路倒塔500余基，绝缘子覆冰闪络跳闸200余次，电网的受损使得铁路、社会生产及人民生活受到了不同程度的影响，此次全国大范围覆冰事故引起了国家电网公司的高度重视。

输电线路覆冰事故主要包括4种形式[[14]①严重覆冰引起过荷载;②不均匀覆冰或不同期脱冰引起的张力差;③绝缘子覆冰之后绝缘强度下降引起的闪络事故;④不均匀覆冰使导线舞动。

通过对以上事故的分析，可总结出输电线路覆冰事故具有以下特点:
1覆冰事故分布区域广、事故危害严重。

统计资料显示基本每年都会有覆冰事故发生，因此必须对其高度重视。

2在覆冰事故类型中，绝缘子冰闪是发生最频繁的事故之一，如图3所示。

冰闪受绝缘子表面的污秽程度影响，空气中悬浮尘埃和绝缘子表面的积污加大了覆冰水电导率，使得沿绝缘子串的电压分布极不均匀，导致绝缘子闪络电压降低。

缘子覆冰引起的闪络事故应给予足够的重视。

[1] 吴向东，徐天勇，艾智平，500 kV线路高寒山区绝缘子覆冰故障[J]，高电压技术，2002, 28(7): 55-57.
[2]王守礼，影响电线覆冰因素的研究与分析[[J]，电网技术，1994,18(4):18-24.。