高压输电线路防覆冰材料与工程技术研究
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１ ． １覆冰形 成的 物理 过程
档距 内线路的弧垂发生较大变化。有严重覆冰的档距内导线载荷很大， 使导 线严重下垂，当小于安全距离时会引起事故。 （ ４） 绝缘 子 串短路 造成 的接地 事故 绝缘 子覆 冰后 ， 虽然其 冰层 厚度 所 增 加 的质量不 大 ， 但 会大大 降低 绝缘子 串 的绝 缘水 平 。 在悬 式绝 缘子 串上 的 冰雪融 化时可 形成 冰柱 ，使绝 缘子 串短路 ，从 而造成 接地 事故 。 ３ 防覆冰 材料 与工程 技术 措施
输 电线路 覆冰 不仅会 影 响运行 维护工 作 ， 严 重时还 会导 致碰线 短路 、 绝 缘子闪络 、断线倒塔等重大事故．因此加强和改善输电线路的抗覆冰能力 ， 保证电力线路安全、可靠、经济运行 ， 有效降低输电线路事故，关系到输电 线路稳定运行 、电网安全和供电的可靠性 ， 关系到社会经济的发展，人民的 安居乐业。因此，在对输 电线路覆冰事故的特点、原因进行长期观测和研究 的基础上， 尽可能准确把握与分析覆冰对输电线路危害的机理和规律， 不断 总结覆冰监测方法和防止覆冰事故的有效措施 ， 这对防止冰灾事故的发生具 有 重要 指导 意义 。 １线路疆 冰机 理及 影响 因素
晴冷 天气 ，将会 形成 混合 凇。
１ ． ２影晌覆 冰 的因素 影 响线 路覆 冰的 因素很 多 ，主要 包括 以下 因素 ：
输电线路的覆冰预警系统是在采用导线张力测量 、 线路图像实时监视和 小型气象站相结合的综合监测的基础上，率先引入气象因子 “ 锋区位置”， 构建了覆冰成灾模型和危害程度模型， 实现了输电线路覆冰形成全过程的监 测和 预警 ， 有效 提 高了线路 覆 冰情况 预报 的准确 性 。 在预 警 系统 中根据 不同 程度的覆冰隋况发出不同等级的预警信号， 一般情况下根据信号灯的不同颜 色代 表不 同程度 的损害 。这种方 法改 变 了传 统 的人工巡 视形 式 中时 间长 、 效 率低 的缺 点 ， 运 用科 学的手 段进行 预测 ， 提 高 了准确性 ， 能够 大大 的减 轻技 术人 员 的工作量 ， 并能将 灾害 控制在 最小 程度 。 输 电线 路覆 冰预警 系统 可 以 利用 摄相 头传输 气象数 据 ， 运 用覆 冰成灾 模型 等对数 据进 行精确 分析 ， 提高 了预 报 的客观性 和准确 性 。
３ ． １做好 输 电线路 的覆冰 预警 系统
覆冰由气温 、 湿度及风速等组合气象条件随机形成， 一是气温要在 ０ ℃ 以下；二是空气的相对湿度要达到 ８ ５ ％以上；三是风速要大于ｌ ｍ ／ ｓ ．严冬 或初春季节 ， 当气温下降至一 ５— ０ ℃， 风速为 ３ — １ ５ ｍ ／ ｓ 时， 如遇大雾或细雨 ， 水滴直径大 ， 过冷却程度小 ， 周围 气温较高， 使得水滴潜热散发较慢， 导线 容易形成雨凇；当气温下降 、出现雨雪天气时。 冻雨和雪则在粘结强度很高 的雨凇冰面上迅速增长，形成密度大于 ０ ． ６ ｇ ／ ｒ ｍ 的较厚冰层。若温度继续 下降至一 １ ５—． ８ ℃，水滴直径小 ，过冷却程度高，周围气温低，导致水滴潜 热 能迅速散失，导线外原有冰层就会形成雾凇。如果在此过程中出现多次
工业技 术 研究
许 家旺 郭伟红
（ 山东 日照供 电公 司 ２ ７ ６ ８ ０ ０）
［ 摘 要】 本文介绍了高压输电线路覆冰的形成机理 、覆冰的种类及影响覆冰的因素，分析了输电线路冰害事故的成因，论述了线路覆冰所造成的主要危 害，介绍了防覆冰材料与工程技术的研究现状以及主要方法 ，并对该项技术的应用前景进行了展望． 为广大电力工作者提供借鉴。 ［ 关键词］ 高压线路 抗覆冰材料与工程 技术研究
中 图分类 号 ：Ｔ Ｍ ６ ２ １ ． ５ 文献标 识码 ：Ｔ Ｍ 文 章编 号 ：１ ０ ０ ９ －９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ）３ ４ －０ ３ ６ ６ －０ １ 事故 。 ． （ ３） 安全 距离不 够 引起的 事故 由于各档距 内线 路覆 冰不 均匀 ， 会 使各
３ ． ２ 提高 新建 电网设计 标准 对于 正在进 行 的施 工 和拟建 项 目 ， 应该 抓紧 组织设计 单 位校核 覆冰 设计
（ １ ） 气象因素 当气温低于 Ｏ ℃时，大气 中的小水滴会发生过冷却，过 冷却水滴与处于过冷却水滴包围的输电线路导线发生碰撞后 ， 会冻结在导线 表面 而形成 覆 冰 。 （ ２） 海拔 对条件相同的一个地区来说，一般海拔越高，越易结冰，覆 冰也越厚 ， 且多为雾凇； 海拔较低处， 其冰厚虽较薄但多为雨凇或混合冻结。 （ ３） 季节 影响 输 电线路 的覆 冰主要 发生 在 １ １ 月 至 次年 ３月间 ，尤 其 在入冬和倒春寒时覆冰发生的频率最高。１月和 １ ２月几乎是所有重覆冰地 区平均气温最低的月份，但湿度相对较小，因此线路覆冰相对 １ １ 月、２ 月、 ３ 月较轻。在 １ １ 月、２月底和 ３ 月初，由于湿度较高，虽然平均气温相对 １ 月和 ｌ ２ 月略高 ，但导线覆冰较 １ 月更为严重。 （ ４） 导线直径 在小于或等于 ８ ｍ ／ ｓ 的风速下， 直径小于或等于 ４ ｒ ｉ ｌ ｌ 的 导线，相对于较粗的导线，单位长度覆冰量重，对于直径大于 ４ ｃ ｍ的较粗 导线， 单位长 度覆 冰重 量反 而 比较 细 的导线轻 ； 在 大于 ８ ｍ ／ ｓ的较大风 速下 ， 对于任何直径的导线， 导线越粗覆冰越重 ， 但覆冰厚度是随导线直径的增加 而减 小 的． （ ５ ） 电场强 度 现场 观测及 试验 研究 表明 ， 电场强 度较 小时 导线覆 冰量 、 覆冰厚度及密度随电场强度的增加而增加， 而当电场强度足够大时， 带电导 线的覆冰比不带电导线的覆冰少得多， 且覆冰量与电压极性有明显关系．此 外 ，在 强电场 作用 下导 线覆 冰的 密度也 较无 电场时 小 。 ２ 线路 覆冰 事故的 成 因及】 匮謇 ２ ． １ 输 电线 路覆冰 事 故的成 因 通 过对输 电线 路覆 冰事故 的长 期观 测和 分析 ， 其发 生 的原因 可归纳 为 以 下３ 个方面 ： 一是对输电线路覆冰规律的认识不足， 路径选择不合理，同时 缺乏抗冰害的经验； 二是有些输电线路的设计抗冰厚度低于实际覆冰值； 三 是某些重冰区的输电线路， 虽然有一定的抗冰能力 ， 当遭遇恶劣气候条件时， 输 电线 路机 械和 电气性 能有 所下 降 。
档距 内线路的弧垂发生较大变化。有严重覆冰的档距内导线载荷很大， 使导 线严重下垂，当小于安全距离时会引起事故。 （ ４） 绝缘 子 串短路 造成 的接地 事故 绝缘 子覆 冰后 ， 虽然其 冰层 厚度 所 增 加 的质量不 大 ， 但 会大大 降低 绝缘子 串 的绝 缘水 平 。 在悬 式绝 缘子 串上 的 冰雪融 化时可 形成 冰柱 ，使绝 缘子 串短路 ，从 而造成 接地 事故 。 ３ 防覆冰 材料 与工程 技术 措施
输 电线路 覆冰 不仅会 影 响运行 维护工 作 ， 严 重时还 会导 致碰线 短路 、 绝 缘子闪络 、断线倒塔等重大事故．因此加强和改善输电线路的抗覆冰能力 ， 保证电力线路安全、可靠、经济运行 ， 有效降低输电线路事故，关系到输电 线路稳定运行 、电网安全和供电的可靠性 ， 关系到社会经济的发展，人民的 安居乐业。因此，在对输 电线路覆冰事故的特点、原因进行长期观测和研究 的基础上， 尽可能准确把握与分析覆冰对输电线路危害的机理和规律， 不断 总结覆冰监测方法和防止覆冰事故的有效措施 ， 这对防止冰灾事故的发生具 有 重要 指导 意义 。 １线路疆 冰机 理及 影响 因素
晴冷 天气 ，将会 形成 混合 凇。
１ ． ２影晌覆 冰 的因素 影 响线 路覆 冰的 因素很 多 ，主要 包括 以下 因素 ：
输电线路的覆冰预警系统是在采用导线张力测量 、 线路图像实时监视和 小型气象站相结合的综合监测的基础上，率先引入气象因子 “ 锋区位置”， 构建了覆冰成灾模型和危害程度模型， 实现了输电线路覆冰形成全过程的监 测和 预警 ， 有效 提 高了线路 覆 冰情况 预报 的准确 性 。 在预 警 系统 中根据 不同 程度的覆冰隋况发出不同等级的预警信号， 一般情况下根据信号灯的不同颜 色代 表不 同程度 的损害 。这种方 法改 变 了传 统 的人工巡 视形 式 中时 间长 、 效 率低 的缺 点 ， 运 用科 学的手 段进行 预测 ， 提 高 了准确性 ， 能够 大大 的减 轻技 术人 员 的工作量 ， 并能将 灾害 控制在 最小 程度 。 输 电线 路覆 冰预警 系统 可 以 利用 摄相 头传输 气象数 据 ， 运 用覆 冰成灾 模型 等对数 据进 行精确 分析 ， 提高 了预 报 的客观性 和准确 性 。
３ ． １做好 输 电线路 的覆冰 预警 系统
覆冰由气温 、 湿度及风速等组合气象条件随机形成， 一是气温要在 ０ ℃ 以下；二是空气的相对湿度要达到 ８ ５ ％以上；三是风速要大于ｌ ｍ ／ ｓ ．严冬 或初春季节 ， 当气温下降至一 ５— ０ ℃， 风速为 ３ — １ ５ ｍ ／ ｓ 时， 如遇大雾或细雨 ， 水滴直径大 ， 过冷却程度小 ， 周围 气温较高， 使得水滴潜热散发较慢， 导线 容易形成雨凇；当气温下降 、出现雨雪天气时。 冻雨和雪则在粘结强度很高 的雨凇冰面上迅速增长，形成密度大于 ０ ． ６ ｇ ／ ｒ ｍ 的较厚冰层。若温度继续 下降至一 １ ５—． ８ ℃，水滴直径小 ，过冷却程度高，周围气温低，导致水滴潜 热 能迅速散失，导线外原有冰层就会形成雾凇。如果在此过程中出现多次
工业技 术 研究
许 家旺 郭伟红
（ 山东 日照供 电公 司 ２ ７ ６ ８ ０ ０）
［ 摘 要】 本文介绍了高压输电线路覆冰的形成机理 、覆冰的种类及影响覆冰的因素，分析了输电线路冰害事故的成因，论述了线路覆冰所造成的主要危 害，介绍了防覆冰材料与工程技术的研究现状以及主要方法 ，并对该项技术的应用前景进行了展望． 为广大电力工作者提供借鉴。 ［ 关键词］ 高压线路 抗覆冰材料与工程 技术研究
中 图分类 号 ：Ｔ Ｍ ６ ２ １ ． ５ 文献标 识码 ：Ｔ Ｍ 文 章编 号 ：１ ０ ０ ９ －９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ）３ ４ －０ ３ ６ ６ －０ １ 事故 。 ． （ ３） 安全 距离不 够 引起的 事故 由于各档距 内线 路覆 冰不 均匀 ， 会 使各
３ ． ２ 提高 新建 电网设计 标准 对于 正在进 行 的施 工 和拟建 项 目 ， 应该 抓紧 组织设计 单 位校核 覆冰 设计
（ １ ） 气象因素 当气温低于 Ｏ ℃时，大气 中的小水滴会发生过冷却，过 冷却水滴与处于过冷却水滴包围的输电线路导线发生碰撞后 ， 会冻结在导线 表面 而形成 覆 冰 。 （ ２） 海拔 对条件相同的一个地区来说，一般海拔越高，越易结冰，覆 冰也越厚 ， 且多为雾凇； 海拔较低处， 其冰厚虽较薄但多为雨凇或混合冻结。 （ ３） 季节 影响 输 电线路 的覆 冰主要 发生 在 １ １ 月 至 次年 ３月间 ，尤 其 在入冬和倒春寒时覆冰发生的频率最高。１月和 １ ２月几乎是所有重覆冰地 区平均气温最低的月份，但湿度相对较小，因此线路覆冰相对 １ １ 月、２ 月、 ３ 月较轻。在 １ １ 月、２月底和 ３ 月初，由于湿度较高，虽然平均气温相对 １ 月和 ｌ ２ 月略高 ，但导线覆冰较 １ 月更为严重。 （ ４） 导线直径 在小于或等于 ８ ｍ ／ ｓ 的风速下， 直径小于或等于 ４ ｒ ｉ ｌ ｌ 的 导线，相对于较粗的导线，单位长度覆冰量重，对于直径大于 ４ ｃ ｍ的较粗 导线， 单位长 度覆 冰重 量反 而 比较 细 的导线轻 ； 在 大于 ８ ｍ ／ ｓ的较大风 速下 ， 对于任何直径的导线， 导线越粗覆冰越重 ， 但覆冰厚度是随导线直径的增加 而减 小 的． （ ５ ） 电场强 度 现场 观测及 试验 研究 表明 ， 电场强 度较 小时 导线覆 冰量 、 覆冰厚度及密度随电场强度的增加而增加， 而当电场强度足够大时， 带电导 线的覆冰比不带电导线的覆冰少得多， 且覆冰量与电压极性有明显关系．此 外 ，在 强电场 作用 下导 线覆 冰的 密度也 较无 电场时 小 。 ２ 线路 覆冰 事故的 成 因及】 匮謇 ２ ． １ 输 电线 路覆冰 事 故的成 因 通 过对输 电线 路覆 冰事故 的长 期观 测和 分析 ， 其发 生 的原因 可归纳 为 以 下３ 个方面 ： 一是对输电线路覆冰规律的认识不足， 路径选择不合理，同时 缺乏抗冰害的经验； 二是有些输电线路的设计抗冰厚度低于实际覆冰值； 三 是某些重冰区的输电线路， 虽然有一定的抗冰能力 ， 当遭遇恶劣气候条件时， 输 电线 路机 械和 电气性 能有 所下 降 。