输电线路防冰、除冰措施

输电线路防冰、除冰措施

①输电线路路径宜避开高山风口和林区 (1)

②加强输电线路日常维护工作 (1)

③提高电网规划设计质量 (2)

④加大对架空导线的研发力度 (2)

⑤采用防止电网覆冰的技术措施 (2)

1）热力熔冰法 (3)

2）机械破冰法 (3)

3）自然被动法 (4)

4）其它法 (5)

持续的低温、雨雪、冰冻极端天气给我国南方和西北多省的生产生活带来了严重影响，电力输电线结冰严重，出现输配电线路大面积压断等状况。如何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、经济的运行，关系到社会经济的稳定发展，人民的安居乐业。因此，有效地避免和防止冰灾对输电线路造成的危害，是电力、线缆企业等必须面对的课题。只有多措并举，才能积极防治电网覆冰灾害。目前，常用的防治措施包括以下几个部分：

①输电线路路径宜避开高山风口和林区

在冬季，高山风口由于地理位置特殊，气温更低，风也较大，更易在导线上形成积冰，覆冰厚度较通常地段来说要厚得多，因此是输电线路的薄弱地带。在南方林区，由于树木增长很快，有时线路巡线员没能及时发现有些树木因覆冰或积雪重量过大而倒向输电线路，给线路运行造成严重的事故，容易造成大面积倒塔(杆)断线。

②加强输电线路日常维护工作

线路巡线员在巡视高压输电线路时应仔细观察电力线路可能存在的问题：如拉线位置，钢线卡螺栓的松紧，拉线的检查，导线绝缘子的完好，线路通道内树木的生长高度等，这样也可以及时地发现问题，对所发现的问题进行及时的处理，

避免倒塔、倒杆及断线事故的发生。

③提高电网规划设计质量

在电网规划设计阶段要进行广泛的调查研究，搞清楚电网区域历史上出现过的覆冰灾害状况，确定正确的抗御覆冰灾害的标准。国家电网公司2008年3月1日宣布，将调整电网设计、建设的企业标准，以提高电网大范围抗冰能力。电线电缆行业为电力公司重要的供货商，摆在线缆企业面前迫切的任务就是全面分析这次事故中导线断裂的各种原因，从而找到适合中国国情的解决方案。

④加大对架空导线的研发力度

多年来，防冰雪导线、自阻尼导线、低噪声导线、高强度导线等名词，出现于多种报刊，目不暇接，如雷贯耳，可是真正在我国电网中应用的几乎不见；因此，迫切地需要加大对架空导线的研发力度。

⑤采用防止电网覆冰的技术措施

对于已应用和正在研制的除防冰技术, 其可行性的评价由几个方面考虑: 即可应用于架空线的程度，耗能量，除冰效果，成本及运作价格。

设计输电线路时,避开覆冰区,这是最有效的防止覆冰事故的方法。然而有些输电线路无法避开覆冰区,设计时应充分考虑线路走廊的地形、气象等条件，观测覆冰状况，保证足够的抗冰强度，以防止机械和电气事故。也有采用在导线上涂憎水性的涂料来减少覆冰量的方法。目前不仅输电和通讯部门对除冰技术极其关注, 而且覆冰给航空、航海、交通运输部门也带来了巨大损失。一些国家的航空部门近来研究了新的除冰技术,这些技术非常有效,并可用于输电线路导线除冰, 了解各种除冰技术及现状,对我国电力部门防止冰灾发生具有重要作用。

目前国内外除冰防冰技术可归纳为30余种, 可划分为以下4类：

1）热力熔冰法

热力法包含了8种措施，其中4种是针对电力线路的如表2.1所示。1982年Pohlman和Landers采用的高电流密度熔冰，1976年以来中国一直采用，1993年以来加拿大Manitoba水电局采用的短路电流熔冰。在与输电线路有关的其它2种热力法中，一是1987～1990年日本Yasui、Yamamoto和Fujii等研制的电阻性铁磁线, 另一是武汉高压研究所于1988～1990年研制的低居里磁热线。这4种热力除冰技术是有效的；但需要高能耗，即使其效率达到100%，这种措施仅在覆冰初期或对局部导线有效。

热力法

表1名称应用范围使用阶段冰类型除冰效果使用情况及条件价格

覆冰过程中各类冰有限已采用中等过电流密度导线和电

缆

覆冰过程中各类冰全部已采用高短路电流导线和电

缆

覆冰过程中各类冰全部已采用中等跟踪法导线和电

缆

铁磁线仅对导线覆冰过程中各类冰有限已采用高2）机械破冰法

机械法由8 种主要技术组成，其中3种是针对导线的如表2所示, 即“adhoc”法、滑轮铲刮法和强力振动法。“adhoc”法由线路操作者在现场处理, 处理方法千变万化,这种技术既不安全, 又不十分有效。滑轮铲刮技术是一种由地面操作人员拉动可在线路上行走的滑轮铲除导线上覆冰的方法, 这种方法是目前唯一可行的输电线路除冰的机械方法。强力振动法还处于设想阶段。

机械破冰法

表2

名称应用范围使用阶段冰类型除冰效果使用情况及条件价格

“adhoc”方法导线和电

缆各类冰不定、有

限

安全、谨慎中等

轮刮，手工水力

和风力导线和电

缆

覆冰过程中各类冰全部已采用中等

强力振动线缆，杆

塔，地线

设想各类冰有限困难低3）自然被动法

依靠风、地球引力、随机散射和温度变化等脱冰的被动方法无需附加能量。除其不能保证可靠除冰外, 这是首选方法。表3列出了8种得到验证的技术。被动除冰、防冰技术不能阻止冰的形成, 但有助于限制冰灾。如使用平衡重量技术防止导线旋转和在给定的过负载条件下允许导线滑动或下降。第一种技术仅有助于减少冰的积聚量, 第二种技术可减少倒杆塔的几率或防止倒杆塔事故发生并有助于确保冰灾事故后线路迅速恢复送电。针对刷涂吸热涂料的太阳能板研制的新除冰技术, 只在有足够的辐射时才有效,这种技术应用于高压导线有困难,但也许能应用于架空电缆和架空地线。使用低表面张力和粘合力等憎水性物质,除冰效果有限并只在湿雪条件下起作用。对于固体憎冰涂料, 已研制的最好憎冰材料,对冰的粘合力仍比冰与其本身的结合力大20～40倍。对于各种涂料,如防冰油脂,它随时间逐渐失去效力,防冰持久性有限。为使憎冰型物质在各种条件下真正有效,仍需进一步做大量的研究工作。如果这些方法应用于导线,必须考虑强电场(如高压线路导线表面场强) 对导线表面覆盖物的作用。

自然被动法