绝缘子冰闪

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• 线路覆冰的分类 • 按覆冰的表观特性分类，可分为：雨凇、粒 状雾凇、晶状雾凇、湿雪、混合淞。 • 按冰的形成机理，覆冰可分为降水覆冰、云 中覆冰、凝华覆冰。其中降水覆冰多产生雨 凇，云中覆冰往往产生雾凇，而凝华覆冰则 产生晶状雾凇。
• 绝缘子冰闪故障的形成原因： 绝缘子冰闪故障的形成原因：
• a．空气环境中污秽较重使冰闪跳闸易于发生。 纯冰的绝缘电阻很高，但由于覆冰中大量的电 解质增大了冰水的电阻率。雨凇时大气中的污 秽伴随冻雨沉积在绝缘子表面形成覆冰并逐渐 加重在绝缘子伞裙间形成冰桥，一旦天气转暖 则在冰桥表面形成高电导率(现场实测覆冰电导 率最高达300µS/cm,显著高于清洁冰)的融冰水 膜，同时杆塔横担上流下的融冰水也直接降低 绝缘子串的绝缘性能。另外融冰过程中局部出 现的空气间隙使沿串电压分布极不均匀，导致 局部首先起弧并沿冰桥发展成贯穿性闪络。
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• 这种过冷却水滴很不稳定，在风的作用 下运动，一旦与地面上较冷的物体如导 线、绝缘子或杆塔发生碰撞，就会发生 形变，水滴表面弯曲程度减小，表面张 力也相应减小，而且导线本身又可起到 类似凝结核的作用，从而使液态过冷却 水滴发生形变后有所依附，于是过冷却 水滴就会立即变成冰。在导线、绝缘子 或杆塔表面凝结成雨凇或雾凇形式的覆 冰。
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绝缘子污闪及冰闪分析及防治措施
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• 较大范围降雪导致的融冰雪、雾凇、雨 凇和区域性的持续大雾，是一种特殊形 式的污秽，引起的绝缘子覆冰是导致冰 闪的主要原因。绝缘子串冰闪是覆冰线 路跳闸的主要原因。
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• 随着空气温度的升高，雾粒直径变大，相应液 态水含量增加。当气温在-5～0oC之间，空气和 云中过冷却水滴直径为10～40µm，风速较大时 形成雨凇；当气温在-16～-10oC之间，冷却水 滴直径为1～20µm，风速较小时形成雾凇；混 合凇的形成介于雨凇和雾凇之间，此时温度在9～-3oC之间，过冷却水滴直径为5～35µm。严 格的说，雨凇－混合凇之间以及混合凇－雾凇 之间没有严格的界限。若气温太低，则过冷却 水滴都变成了雪花，形成不了线路覆冰．正因 为如此，严寒的北方地区冰害事故反而比南方 的云、贵、湘、鄂要轻。
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• 过冷却水滴、雪花和冰晶在下降过程中穿过0oC 以上的暖气团时，过冷却水滴温度将升高，雪花 和冰晶部分或完全融化；再继续下降时，又进入 0oC以下的大气层。此时，直径较大的过冷却水 滴大部分会遇到尘埃，尘埃可作为凝结核，水滴 就会变成冰粒落至地面。直径较小的过冷却水滴， 难遇到可作为凝结核的尘埃，而且其表面张力很 大，难以改变结构，即使在0oC以下，也不易发 生冻结，这些水滴以较慢的速度落至地面层，形 成“冻雨”。
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覆冰类型
类型 雨淞 外观 透明玻璃体 密度（ 密度 （ g/cm3 ） 特点及成因 0.6～0.9 坚硬、不易脱落，冻雨或雪花与 导线相碰或接触，在导线周围形 成水层，水层冻结而形成 含有气隙，疏松较脆，无定形状， 云或者雾与导线相触冻结成冰而 形成，在导线表面没有形成水层 空气泡较多，疏松且软，容易脱 落，大气中的水蒸气直接冻结在 导线表面而形成 质地较软，处于熔化状的雪花和 水体粘附到导线表面而形成，当 气温进一步降低时将变成坚硬的 冰冻体 体大，气隙较多，是雨淞和雾淞 在导线上交替冻结而成的
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• 风对在输电线路覆冰过程中有着重要的 作用，风将云和水滴吹送至输电线路， 过冷却水滴与导线、绝缘子相碰撞后被 捕获，在导线、绝缘子表面加速产生覆 冰。但一些统计资料表明，线路覆冰增 长速度并不完全与风速成正比。
覆冰类型
类型 雨淞 外观 透明玻璃体 密度（ 密度 （ g/cm3 ） 特点及成因 0.6～0.9 坚硬、不易脱落，冻雨或雪花与 导线相碰或接触，在导线周围形 成水层，水层冻结而形成 含有气隙，疏松较脆，无定形状， 云或者雾与导线相触冻结成冰而 形成，在导线表面没有形成水层 空气泡较多，疏松且软，容易脱 落，大气中的水蒸气直接冻结在 导线表面而形成 质地较软，处于熔化状的雪花和 水体粘附到导线表面而形成，当 气温进一步降低时将变成坚硬的 冰冻体 体大，气隙较多，是雨淞和雾淞 在导线上交替冻结而成的
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覆冰类型
类型 雨淞 外观 透明玻璃体 密度（ 密度 （ g/cm3 ） 特点及成因 0.6～0.9 坚硬、不易脱落，冻雨或雪花与 导线相碰或接触，在导线周围形 成水层，水层冻结而形成 含有气隙，疏松较脆，无定形状， 云或者雾与导线相触冻结成冰而 形成，在导线表面没有形成水层 空气泡较多，疏松且软，容易脱 落，大气中的水蒸气直接冻结在 导线表面而形成 质地较软，处于熔化状的雪花和 水体粘附到导线表面而形成，当 气温进一步降低时将变成坚硬的 冰冻体 体大，气隙较多，是雨淞和雾淞 在导线上交替冻结而成的
覆冰类型
类型 雨淞 外观 透明玻璃体 密度（ 密度 （ g/cm3 ） 特点及成因 0.6～0.9 坚硬、不易脱落，冻雨或雪花与 导线相碰或接触，在导线周围形 成水层，水层冻结而形成 含有气隙，疏松较脆，无定形状， 云或者雾与导线相触冻结成冰而 形成，在导线表面没有形成水层 空气泡较多，疏松且软，容易脱 落，大气中的水蒸气直接冻结在 导线表面而形成 质地较软，处于熔化状的雪花和 水体粘附到导线表面而形成，当 气温进一步降低时将变成坚硬的 冰冻体 体大，气隙较多，是雨淞和雾淞 在导线上交替冻结而成的
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• 3）高度的影响 • ①海拔高度的影响 • 就同一地区来说，一般海拔高度愈高，愈易覆冰，覆 冰也越厚，且多为雾凇；海拔高度较低处，其冰厚虽 较薄，多为雨凇或混合冻结。这是因为，近地层内风 速和雾的密度随离地高度的增加而增大的缘故。 • ②覆冰发生的凝结高度 • 每一个地区都有一个起始结冰的海拔高度，即凝结高 度。每个地区都有凝结高度，凝结高度是随着不同的 地面温度和露点而变化的，我国线路覆冰凝结高度的 分布特点是西高东低，北高南低。在凝结高度以上， 随着高度的增加，覆冰厚度也随之增加。
粒状雾淞
乳 白 色 不 透 0.1～0.3 明体 白色结晶 0.01～0.08
晶状雾淞
湿雪
乳 白 色 或 灰 0.1～0.7 白色
混合淞
乳白色
0.2～0.6
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输电线路覆冰
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输电线路覆冰
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粒状雾淞
乳 白 色 不 透 0.1～0.3 明体 白色结晶 0.01～0.08
晶状雾淞
湿雪
乳 白 色 或 灰 0.1～0.7 白色
混合淞
乳白色
0.2～0.6
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• 线路覆冰的形成过程
• 在我国每年的严冬和初春季节，北方冷空气与南 方暖湿空气的交汇，形成“静止峰”及其延伸的 “准静止峰”。 由于冷气团由北向南贴近地面插 在暖湿气团下部，故在“静止峰”影响范围内的 大气中出现逆温现象，即从地面向上至静止锋线， 温度先是在0oC以下，往上由于暖气团的影响， 温度反而升高至0oC以上，再往上，温度又降至 0oC以下。在凝结高度以上，空气中的水汽形成 冰晶、雪花或过冷却水。
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• （4）地理环境的影响 • 受风条件比较好的突出地形或者空气水 分较充足的地区，如山顶、迎风坡、湖 泊、云雾环绕的山腰等处，其覆冰程度 也比较严重。
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粒状雾淞
乳 白 色 不 透 0.1～0.3 明体 白色结晶 0.01～0.08
Байду номын сангаас晶状雾淞
湿雪
乳 白 色 或 灰 0.1～0.7 白色
混合淞
乳白色
0.2～0.6
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• 线路覆冰的影响因素 • （1）气象因素的影响 • 影响线路覆冰的气象因素主要有四种， 即空气温度、风速风向、空气中或云中 过冷却水滴直径、空气中液态水含量。 这四种因素的不同组合确定了线路覆冰 类型。
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• 线路覆冰的必要气象条件 • 输电线路产生覆冰，必须达到以下气象条件：① 气温及表面温度达到0oC以下；②空气相对湿度 在85％以上；③风速大于1m/s。 • 较高湿度空气中的液水是产生覆冰的水来源，风 的作用使空气中的过冷却水滴产生运动，与导线 绝缘子发生碰撞后被导线捕获，较低的温度使水 滴产生冻结。试验及研究表明，当空气相对湿度 小或无风、风速很小时，即使空气温度在0oC以 下，线路上基本不发生覆冰现象。在我国的绝大 部分地区都有覆冰条件，且覆冰厚度可达 3mm 以上，因而都有可能发生覆冰故障。
粒状雾淞
乳 白 色 不 透 0.1～0.3 明体 白色结晶 0.01～0.08
晶状雾淞
湿雪
乳 白 色 或 灰 0.1～0.7 白色
混合淞
乳白色
0.2～0.6
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• （2）季节的影响 • 输电线路导线覆冰主要发生在前一年11 月至次年3月之间，尤其在入冬和倒春寒 时覆冰发生的概率最高。1月和12月份几 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，而在11月份、2月 底至三月初，由于湿度较高，虽然平均 温度相对1月和12月较高，但线路覆冰较 1月份更为严重。
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• ③线路高度对覆冰的影响 • 线路高度越高，覆冰越严重，因为空气 中液水含量随高度的增加而升高。风速 越大、液水含量越高，单位时间内向导 线、绝缘子输送的水滴越多，覆冰也越 严重。因此，覆冰随悬挂高度的升高而 增加。