电力系统输电线路抗冰除冰技术研究进展综述

电力系统输电线路抗冰除冰技术研究进展综述
摘要：电力系统输电线路出现覆冰以后，不仅会影响整个电力系统运行维护工作，严重的还会导致线路短路，电缆弯曲，或者是断线倒塔等现象，因此，为保
障整个电力输电线路的正常稳定运行，就应当充分了解掌握影响输电线路覆冰的
主要因素，并准确分析输电线路覆冰的危害，不断的研究抗冰除冰的技术，研究
出提高抗冰防并的技术措施，从而有效的保障整个电网运行的安全性。

关键词:输电线路；覆冰；抗冰除冰；技术
一影响输电线路出现冰灾的因素
1.1海拔因素
一般条件相同的地区，海拔越高就越容易结冰，导线覆冰也相对较厚，并且
雾凇比较多。

对于海拔较低区域，虽然导线上的冰厚比较薄，但大多数是雨凇或
者是混合冻结。

1.2气象因素
通常输电线路主要是发生在每年的11月份到次年的3月份期间，在入冬和春寒时线路出现冰灾的频率比较高。

当外界气温低于0度时，大气环境中的小水滴
会出现冷却现象，气流中过冷却水滴和处于过冷却水滴包围的输电线路导线发生
碰撞，并且会在导线的表面冻结形成覆冰，从而影响正常的电力输送运行。

1.3线路走向因素
通常东西方向的导线的覆冰要比南北走向的导线覆冰严重。

这是因为冬季的
覆冰天气一般都是北风或者是西北风。

所以，咋进行线路敷设时，应当避免导线
呈东西走向，降低导线覆冰现象。

1.4电场强度因素
经过大部分的现场观测以及试验表明，当电场强度比较小时，导线覆冰量以
及覆冰厚度和密度会随着电厂的强度增加而增加；当电厂强度较大时，带电导线
的覆冰就比不带电导线的覆冰少很多，并且覆冰量和电压的极性有很明显的关系。

二输电线路冰灾的危害
2.1过负载的危害
过负载危害，即导线覆冰超过设计抗冰厚度而导致的事故。

机械事故包括：
金具损坏、导线断股、杆塔损折、绝缘子串翻转、撞裂等；电气事故，是指覆冰
使线路弧垂增大从而造成闪络和烧伤、烧断导线等。

2.2不均匀覆冰或不同期脱冰危害
相邻档的不均匀覆冰或线路不同期脱冰会产生张力差，导致导线缩颈或断裂、绝缘子损伤或破裂、杆塔横担扭转或变形、导线和绝缘子闪络及导线电气间隙减
少而发生闪络等。

2.3导线冰灾使导线出现舞动危害
如果导线有覆冰并且是非对称的覆冰时，输电线路就很容易发生舞动。

同时，大截面的导线要比小截面的导线更容易舞动，且分裂的导线比狄安娜导线更容易
发生舞动。

导线舞动的运动轨迹，顺着线路的方向看类似于椭圆形，而由于舞动
的幅度较大且持续时间较长，轻则会引起相间闪路，使地线导线以及金具等部位
受到损坏，严重的会使导线线路跳闸停电，或者是断线倒塔等会现象。

三抗冰除冰技术的发展研究及应用
3.1热力抗冰除冰法
所谓热力抗冰除冰法就是通过采用附加热源或者是自身发热，使得冰霜雪水
无法在导线上附着，或者能将已经附着在导线上的冰雪融化。

当前使用较多的热
力除冰技术有，高压直流电除冰技术，高压交流电流除冰技术，以及利用高频高
压激烈产生的介电损失除冰技术等等。

热力除冰法除冰的效果非常明显，但是能
量的消耗也比较高，使用成本也比较高，因此，不适合远距离的导线防护和除冰。

3.2机械抗冰除冰法
机械抗冰除冰法主要有，“ADHOC”法以及滑轮铲刮法和强力振动法。

（1）“ADHOC”法就是利用起重机或者是绝缘作业工作，又或者是采取带电直
接作业方式机械除冰，有时也会采用手工除冰或者是直升机飞机除冰法，这种方
法的能量消耗低，且价格低廉，操作也比较困难，而且安全性能也相对较低。

（2）滑轮铲刮法是一种由地面的相关操作员，通过拉动一个可以在线路上行走的滑轮，从而达到铲除导线覆冰的方法，这种方法是当前位移得到实际应用的
机械方法，但是这种方法的波动性比较强，防冰效果不强，且工作强度较大，还
很容易受到地形的限制。

（3）强力振动法主要是采用电脉冲或者是电磁力等使导线产生强烈且又在控制范围内的振动来除冰，但对雨凇的效果比较有限，且除冰的效果也不佳。

而由
于机械除冰法在输电电路上使用时，操作较空难，且安全性能不完善，所以在我
国的输电线路中应用较少。

3.3自然被动抗冰除冰法
自然被动除冰法是利用风或其它自然力的作用，再辅以恰当的人工设备，例
如在导线上安装阻雪环、平衡锤等装置，使冰雪不易在导线上聚结而自行脱落，
从而起到防、除冰作用。

此类方法简便易行，成本低，但通常只在特定时间和地
域有效，不能全面彻底地防止输电线路覆冰灾害。

而正在研究中的输电线路防覆
冰涂料，也是一种被动除冰方法。

被动除冰法虽不能保证可靠除冰，但无需附加
能量；虽不能阻止冰的形成，但有助于限制冰灾。

四提高抗冰防冰效果的有效措施
目前，虽然已经有很多除冰的技术已经被应用到现在生活中，但是我国的除
冰技术还是很落后，很有限，在实际的过程中不能从根本上解决输电线路的覆冰
现象。

所以必须要研究改进这些技术，从而提高抗冰防冰的改进工作。

4.1 做好输电线路的冰灾预警系统
输电线路的冰灾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”，构建了冰灾
成灾模型和危害程度模型，实现了输电线路冰灾形成全过程的监测和预警，有效
提高了线路冰灾情况预报的准确性。

在预警系统中根据不同程度的覆冰情况发出
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。

输电线路冰灾预警系统可以利用摄相头传输气象数据，运用冰灾成
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。

4.2 加强对现有输电线路的改造
重建线路是一项耗费时间长、成本高的工程，而且一般抗冰灾的时间较为紧迫。

因此我们应当树立优化互补的理念，分析导致电网塔倒塌的真正原因，通过
局部增加加强型耐张塔、改造直线塔、更换导地线、更换金具等手段，消除短板，达到整体线路优化补强的目的，使运行线路的抗冰能力达到更高水平。

4.3 积极制定应急方案，并及时处理灾害
应当在经常出现覆冰灾害的区域，制定出相应有效的处置冰雪灾害的方案。

可根据受灾情况将方案分为三个等级，（1）由于冰雪而引起两条以上的输电线路的断裂或者倒塔现象分为一级事件；（2）省级电网出现输变配设施设备较大范围的覆冰，并且重要的输电线路断面覆冰达到设计标准的百分之六十以上，视为二级事件；（3）因为雨雪灾害导致个别地区电网大面积的停电，减供负荷达到事故前的总负荷的百分之二十以上，四十以下的任一情况，就进入预案最轻的三级事件。

因此，电力部门就可以启动应急预案，从而保障社会群众用电的安全性。

五结束语
总之，电力系统输电线路覆冰的问题，是当前所面临的一大难题。

虽然有很多抗冰除冰技术，但仍存在很多不足，需要优化完善。

因此，电力企业不仅要掌握输电线路遭受冰灾的具体影响因素，分析研究抗冰防冰的技术措施，不断加强抗冰防冰的技术措施，保障输电线路长期稳定的运行，推动我国电力事业的健康发展。

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