探讨高压输电线路覆冰问题
浅谈输变电线路的覆冰及其消除措施
浅谈输变电线路的覆冰及其消除措施摘要:输变电线路覆冰可以导致输电线路的跳闸、断线、倒杆事故,对电力系统的安全稳定运行造成了严重的危害。
本文主要对输电线路覆冰产生的原因、事故行了分析,并有针对性地提出了相关防止消除的措施。
关键词:输变电线路覆冰消除措施随着近年来雪灾等自然灾害的影响,由覆冰、舞动引起的输电线路倒杆(塔)、断线及跳闸事故,严重威胁到电网的安全稳定运行及供电可靠性。
在输变电线路的运维过程中,如何解决好这一问题,一直是广大工作人员关注的重点问题之一。
一、架空线路覆冰的原因架空线路的覆冰是在初冬和初春时节(气温在-5 ℃左右),或者是在降雪或雨雪交加的天气里,在架空线路的导线、避雷线、绝缘子串等处均会有冰、霜和湿雪混合形成的冰层。
这是一层结实而又紧密的透明或半透明的冰层,形成覆冰层的原因,是由于在自然界物体上附着水滴,当气温下降时,这些水滴便凝结成冰,而且越结越厚。
有时,也会在导线表面上结上一层白霜,呈冰渣性质,其质量比坚实的覆冰轻得多,但其厚度却大得多。
一般当空气中有大量水分且有微风时,最易形成霜。
在湿雪降落时,湿雪一方面粘在导线上,同时又会浸透正在结冰的水,使冰层越来越厚,最厚可达10cm 以上。
当风向与线路平行时,覆冰的断面呈椭圆形;当风向与线路垂直时,覆冰的断面呈扇形,即在导线的一个侧面;当无风时,覆冰则是均匀的一层。
此外,覆冰还与线路走向有关,在冷、热空气的交汇处经过的线路,覆冰就更严重。
覆冰在导线或绝缘子上停留的时间也是不同的,这主要决定于气温的高低和风力的大小,短则几小时,长则达几天。
二、因覆冰而发生的事故导线和避雷线上的覆冰有时是很厚的,严重时会超过设计线路时所规定荷载。
如果导线、避雷线发生覆冰时还伴着强风,其荷载更要增加,这可能引起导线或避雷线断线,使金具和绝缘子串破坏,甚至使杆塔损坏。
尤其是扇形覆冰,它能使导线发生扭转,所以对金具和绝缘子串威协最大。
常见的线路覆冰事故有以下几种:杆塔因覆冰而损坏。
探讨架空高压输电线路的覆冰问题
探讨架空高压输电线路的覆冰问题【摘要】架空高压输电线路出现覆冰的问题,将会严重影响对线路的正常运行,同时也会对电力系统的供电问题造成一定危害。
在很多情况下还会造成导线不稳定,线路倒杆以及绝缘子闪络等事故,对人们安全也会造成一些影响。
在当今这个电力需求如此之大的环境下,必须要做好架空高压输电线路的各种预防工作,尤其对天气非常恶劣的城市和山区,要尤为重视。
本文主要就是探讨了架空高压输电线路的覆冰问题,造成的原因、影响以及如何做好防范措施。
关键字:架空高压输电线路;覆冰。
中图分类号:tm621.5 文献标识码:a文章编号:一、线路覆冰的具体原因造成架空高压输电线路覆冰的情况,主要和天气有关,具体表现在大气的温度,风力的影响以及空气潮湿等方面,笼统来说,既要具备低温条件,又要保有一定的空气湿度和风速,刚具备这些条件或因素之外,风力就会把水滴吹向高压输电线路,只要触碰到导线,就会引起大面积的覆冰问题。
因此覆冰往往是在导线的迎风面最先形成,如果迎风面的覆冰达到一定厚度时,那么在不平衡的情况下,导线就会出现扭转现象,进而产生新的迎风面,那么就会继续覆冰,在如此反复的情况下,就会产生各种近似圆形的覆冰情况。
导线覆冰也有一定的特点,具体表现在空间的分布上。
根据冷空气的入侵通道、海拔、地形、山脉走向等条件,由于气温随着海拔高度的上升而逐渐下降,那么海拔高的地区更容易出现覆冰的现象。
如果是处在风口的位置,尤其前面又是河流或冰川,那么覆冰情况也会很严重。
要知道,只要温度在-8 ~0摄氏度之间,覆冰就容易形成。
如果温度太低,则不会出现覆冰现象,而是会出现下雪情况。
通过这点就可以清楚的知道,我国北方地区的覆冰情况比南方的覆冰情况要轻许多。
二、覆冰的主要几种类型1、湿雪:这种状况主要是指自然降雪粘附在电线上而形成的一种覆冰,一般有两种颜色,灰白色和乳白色。
一般情况下,密度较小的粘附力比较弱,湿雪粘附到导线中,如果气温持续下降,湿雪将会变成像冰一样的固体。
略谈对输电线路覆冰危害及措施之我见
略谈对输电线路覆冰危害及措施之我见略谈对输电线路覆冰危害及措施之我见前言:输电线路覆冰可引起导线舞动、杆塔倾斜倒塌、断线及绝缘子闪络等问题,应在新建线路时首先要充分掌握该地区的冰雪情况,并仔细研究输电走廊的微气候、微地形,尽量避开重冰区,无法避免时,应在重冰区采取抗冰设计。
关键词:输电、覆冰、因素、措施、危害中图分类号: TM621 文献标识码: A一、输电线路覆冰的种类以及危害输电线路覆冰的危害一般来讲,覆冰对电网输电线路的破坏有三种。
第一种是少量的覆冰,它在导线上这种圆截面的覆冰不是均匀地包在上面,它可能形成一个椭圆或者形成其他形状,在大气当中构成了一个迎风面,当风的角度和冰的迎风面角度合适的时候导线就会舞动。
第二种情况就是闪络,结构也不破坏,但是它的绝缘失去了,一闪络,电就送不出去了。
第三种也是最普遍的,由于垂直负载过重,把结构整个压垮。
2、线路覆冰倒杆(塔)断线的特点线路覆冰倒杆(塔)断线的特点:一是由于覆冰时杆(塔)两侧的张力不平衡造成的。
在一些地形起伏较大的地区,两相邻的杆(塔)在高度和距离上存在很大的差距,在还未覆冰时两侧就形成了较大的不平衡张力,当线路上出现大密度的覆冰时,杆(塔)两侧的不平衡张力加剧,当张力不断加大,直至到达杆(塔)、导线所能承受的极限时,就出现了导线断落或杆(塔)倒塌的现象。
因此,在灾后恢复和未来的设计改造中,应尽量避免大高度差、大距离和大转角。
二是线路上有大密度的雨凇覆冰时,因为雨凇覆冰是“湿”度增长过程,其粘附能力强,不易掉落。
在风的激励下,导线会产生大振幅、低频率的自激振动。
当舞动的时间过长时,会使导线、绝缘子、金具、杆(塔)受不平衡冲击疲劳损伤。
3、覆冰绝缘子串的闪络特性绝缘子的冰闪是冰害的另一种,当绝缘子发生覆冰现象后,在特定温度下使绝缘子表面覆冰或被冰凌桥接后,绝缘强度下降,泄漏距离缩短。
在融冰过程中冰体表面或冰晶体表面的水膜会很快溶解污秽物中的电解质,并提高融冰水或冰面水膜的导电率,引起绝缘子串电压分布的畸变(而且还会引起单片绝缘子表面电压分布的畸变),从而降低覆冰绝缘子串的闪络电压。
500kV输电线路覆冰分析与防覆冰措施探讨
500kV输电线路覆冰分析与防覆冰措施探讨摘要:通过近些年来在输电线路中常见的各种冰害问题,对于各种覆冰性质以及构成条件进行分析,还有对于输电线路的覆冰情况影响因素进行分析。
对比现阶段全球范围内输电线路领域比较常用的各类除冰、防冰措施,对于预防输电线路的冰害问题出现,在设计以及运行维护时期提出相应的解决方式。
关键词:500kV输电线路;覆冰分析;防覆冰措施引言覆冰为一种受到环境风、温度、环流、湿度以及冷暖空气对流等多种因素所决定的物理状况,依照环境参数以及大气条件的差异,覆冰能够分成雾凇与雨凇两个种类。
和雾凇干增长形式进行比较,雨凇湿增长形式时常导致导线与绝缘子的覆冰程度存在一定不同。
湿增长环境下,过冷水滴有着一定流动性,因此不易于导线上进行堆积,不过易产生冰凌情况,进而增大了绝缘子桥接的程度。
所以于雨凇覆冰的时候,绝缘子覆冰的厚度有可能是不严重的,不过构成严重桥接情况,绝缘子的空气间隙产生短接,进而导致线路发生覆冰闪络问题。
1输电线路的覆冰问题种类依照电力体系设计、运行以及维护等方面需要,导线存在积雪与覆冰两类状况。
而导线覆冰能够分成四种,分别是雨凇、白霜、混合凇以及雾凇;而积雪能够分成两种,即湿雪与干雪。
1.1 线路覆冰过荷载问题第一,导线与地线。
部分由压接管内部抽出的,或者是外层铝股断裂以及钢芯抽出的问题,还有整根出现拉断或是耐张线夹以及悬垂线夹出口位置导线的外层断裂的情况。
第二,电气间隙问题。
存在由于弧垂增加,导线对地的间距降低而产生闪络的情况,也有由于地线弧垂上升,风吹摆动导致和导线相碰、烧断以及烧伤导地线的问题。
第三,杆塔结构。
由于断导线以及地线,使得直线杆头的顺线方向产生折断的问题,或是由于导地线的不对称设置,于垂直线路向把塔头折断的问题;以及存在断边导线以及耐张双杆两根杆于不同方向发生扭断,或是由于断导线造成拉线与拉线金具破坏之后的顺线倒杆问题。
1.2 不均匀的覆冰或是不同阶段脱冰问题第一,导线与地线。
500kV输电线路覆冰闪络故障原因分析及防范措施
500kV输电线路覆冰闪络故障原因分析及防范措施内蒙古自治区呼和浩特市 010100摘要:覆冰积雪是美丽的自然现象。
然而。
对于输电线路。
覆冰则是一种自然灾害。
严重覆冰会引起输电线路机械和电气性能降低。
覆冰对输电线路机械和电气性能的影响导致覆冰事故频繁发生,已严重威胁了中国电力系统的安全运行,并造成了重大的经济损失和社会影响。
我国经济发展迅速,城市建设发展越来越快,优质电能能否得到正常的供应在国家发展,国民生活是否舒适等方面中占有举足轻重的地位。
而做好 500kV 架空输电线路防冰闪故障工作,是现阶段远程输电工作中迫在眉睫的任务,做好这项工作,才能有效降低事故的发生机率,避免对电能的浪费,对国家资源的浪费,同时也能够保护工作人员的生命安全。
关键词:500kV 架空输电线路;防冰闪;故障我国能源集中分布在西南、西北区域,远离东部经济中心,采用特高压交流输电技术,能实现远距离、大容量的电能传输。
为了缓解我国负荷中心和发电能源分布不均衡、输电容量日益提高和线路走廊日趋紧张的问题,我国需大力发展特高压交直流输电。
近年来,国家电网公司从我国能源战略高度出发,综合分析我国能源分布、能源传输需求和发展变化趋势,确定了建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网。
特高压输电线路具有输送容量大、送电距离远、输电损耗小、节省线路走廊等优点。
在我国海拔比较高的地区,尤其是在水系流域发达、地形复杂的山区,冬季覆冰闪络事故较为普遍。
一、冰闪形成的原因1、绝缘子串发生在积雪的前后,这时候线路很有可能会被覆冰,温度回暖以后冰融化,大量杂质因为冰释集中到表面,导致外面线路的绝缘性能下降。
水滴冻结过程中溶解的导电杂质还具有“晶释效应”,不管什么样的聚集方式水的杂质在冻结的过程都会被排出晶体外面,融冰之后,杂质的导电物质也会快速进入水膜,导致水膜的导电率提高,绝缘子串的闪络电压降低。
导致绝缘子覆冰闪络的主要原因之一是伞裙被冰棱桥接导致爬距失效。
超高压架空输电线路覆冰治理
超高压架空输电线路覆冰治理摘要:在超高压架空输电线路输电过程中,很可能出现覆冰凝冻的问题,随着极端天气发生频率的增高,超高压架空输电线路覆冰凝冻问题出现的机率也在不断的增加,甚至影响了超高压输电线路的正常运行,进而影响电力企业的经济效益。
本文分析了超高压架空输电线路覆冰问题的原因及危害,并研究了超高压架空输电线路除冰及防凝冻技术,以期为预防输电线路冰灾提供参考。
关键词:超高压;架空输电线路;覆冰;治理引言超高压架空输电线路覆冰凝冻问题将直接影响输电线路的稳定运行,因而电力企业应该采取除冰防冰措施以免超高压架空输电线路出现覆冰问题。
尤其是一些处于自然环境较为复杂地区的超高压架空输电线路,电力企业应该预防超高压输电线路出现覆冰的情况,保证超高压架空输电线路可以稳定运行。
1 超高压架空输电线路覆冰问题的原因及危害1.1超高压架空输电线路覆冰事故的原因经过对超高压架空输电线路覆冰事故的研究,我们可以将其出现覆冰事故的原因划分为以下几点:第一,工作人员对于超高压架空输电线路覆冰的规律认识不充分,选择的路径不科学,并且工作人员没有处理病害的经验;第二,在设计超高压架空输电线的时候,设计抗冰厚度较低;第三,虽然一些超高压架空输电线路具备抗冰的能力,但是在遇到较为严峻的天气的时候,输电线路的机械及电气性能会下降。
1.2超高压架空输电线路覆冰的危害我们可以将超高压架空输电线路覆冰的危害总结为以下几点:第一,杆塔倒塌事故。
造成这种事故的主要原因就是直线杆塔的一侧导线断裂。
由于此杆塔一侧的超高压架空输电线出现覆冰问题,将增加输电线路的张力,致使杆塔承受较大的荷载,进而致使杆塔出现倒塌的事故。
第二,相间短路事故。
在输电线路与避雷线上的覆冰出现脱落情况的时候,将致使线路由于荷载不均匀致使线路出现跳跃的情况,致使线路出现接触,出现相间短路的问题。
第三,安全距离较短引发的事故。
由于各杆塔之间线路覆冰不均匀,致使线路的弧垂出现了变化。
浅谈输配电线路覆冰及其消除措施
浅谈输配电线路覆冰及其消除措施摘要:我国的地域辽阔,各地方的气候、地形等环境各不相同,又因输配电线路多处在户外运行下,受外部的环境影响较大,因此输配电线路在不同的地点会出现不同的故障。
尤其是在我国北方及云贵等地方,由于水汽大、温差大,极易出现输配电线路覆冰的现象。
而覆冰对输配电线路而言,不仅会导致输配电线路电压过大,还会引发输配电线路损坏等问题。
所以,输配电线路覆冰早已成为影响配电网安全稳定运行的重要灾害之一。
本文就从输配电线路覆冰的因素及其危害入手进行粗浅的分析,并提出相应的解决方案,以供参考。
关键词:输配电线路覆冰解决措施覆冰是一种自然形成的灾害,极易对输配电线路造成巨大的危害。
尤其是在2008年曾全国范围内遭受了罕见的大雪与冰冻灾害,而我国南方地区又对输配电线路覆冰灾害的预防较少,以至于输配电线路遭到了巨大的影响。
根据国家相关部门统计得知,电网公司由于覆冰造成的高压线路杆塔倒塌将近13.6万根,输配电线路出现断裂的长达16.5万公里,受损线路多达500条,可见输配电线路覆冰的严重性。
因此,输配电线路覆冰早已成为摆在电网安全稳定运行面前的一个难题。
以下笔者就输配电线路覆冰及其消除措施进行粗浅的探讨,以期更好的解决覆冰这一难题。
1、导致输配电线路覆冰的因素(1)自然环境对输配电线路覆冰的影响非常大。
输配电线路的覆冰主要是在初春、深秋时节与雨雪交加的天气里,这些天气都表现出天气冷热不稳定,温差较大及水汽较大等特点。
在这样的天气下,就会很容易导致输配电线路、绝缘子、避雷针等电力设施表面上凝固一层冰层。
这层冰层成透明半透明状态,当随着空气湿度的加大,冰层就会随着温度的下降而增厚,这就是我们说的冠冰层形成的原因。
此外,输配电线路覆冰还和输配电线路的走向有关系,在风口或是冷热空气对流较严重的地方输配电线路覆冰就会更严重,这些覆冰在输配电线路上停留的时间短则几小时,长则几天甚至几个月。
这就严重威胁到了输配电线路的正常工作,也就威胁到了电网系统正常安全稳定的运行。
高压输电线路的冰覆盖分析与防护
高压输电线路的冰覆盖分析与防护随着能源需求的增长,高压输电线路在现代社会的电力供应中发挥着重要的作用。
然而,恶劣的天气条件经常给这些输电线路带来挑战,特别是在冬季,冰覆盖成为了一个严重的问题。
冰覆盖不仅会导致输电线路绝缘子表面积聚电荷,增加了导电风险,还可能引起线路断裂和火灾等安全隐患。
因此,对于高压输电线路的冰覆盖分析与防护具有重要的研究意义和应用价值。
一、冰覆盖的影响1. 绝缘子电荷增加:当输电线路上的绝缘子表面被冰覆盖后,绝缘子会表现出非线性电阻特性,电荷会聚集在绝缘子表面,增加了绝缘子的电荷密度。
这会导致绕线圈和绝缘子上的电压大幅度升高,增加了绝缘子击穿的风险。
2. 线路强度下降:冰覆盖会在导线上形成肩缠式结构,导致线路强度下降。
当风力加大时,冰覆盖的负载会引起线路的弯曲和振动,进一步增加了线路断裂的风险。
3. 火灾隐患:冰覆盖导致的线路断裂还会引发火花飞溅,可能引发严重的火灾事故,对生命和财产造成巨大损失。
二、冰覆盖分析针对高压输电线路的冰覆盖问题,科研人员和工程师们开展了大量的研究和实验,以对冰覆盖进行分析。
1. 冰覆盖厚度测试:利用无人机、红外相机等技术,对高压输电线路进行巡查,测量冰覆盖的厚度和分布情况。
通过这些数据,可以及时发现冰覆盖的问题,并采取相应的预防措施。
2. 绝缘子表面电荷测试:绝缘子冰覆盖后会积聚电荷,导致电场分布异常。
通过在绝缘子表面布置电场探测器,可以实时测试电荷密度,并及时预警绝缘子被击穿的风险。
3. 冰覆盖模型研究:科研人员还建立了冰覆盖模型,以模拟不同情况下的冰覆盖厚度和分布。
这些模型通过计算机模拟,为冰覆盖分析提供了一种定量分析的手段。
三、冰覆盖防护技术为了应对高压输电线路的冰覆盖问题,工程师们开发了各种防护技术。
1. 绝缘子抗冰件:工程师们利用特殊材料制造绝缘子抗冰件,可以在冰覆盖时减少冰的附着,提高绝缘子的使用寿命。
这些抗冰件具有防腐蚀、耐高温、抗冰特性优秀的特点。
输电线路覆冰原因分析及对策研究
输电线路覆冰原因分析及对策研究摘要:近年来,由于输电线路上覆冰引起的线路断线频繁发生,对电力系统的安全运行以及经济损失造成了巨大的影响。
本文主要从输电线路发生覆冰的原因以及影响覆冰的不同因素等角度出发,提出了些许防止冰害事故的技术措施。
关键词:输电线路;覆冰;原因;防治引言在许多地区因雨凇、雾凇覆冰而使输电线路的荷重增加,严重覆冰会导致输电线路机械和电气性能急剧下降,从而导致覆冰事故的发生。
输电线路覆冰是一种严重的自然灾害,可引发输电线路导线舞动、绝缘子串闪络等事故,严重危害电力系统的安全运行。
美国、日本、英国、德国等多国都曾因输电线路覆冰而引发安全事故,造成了巨大的经济损失。
我国是高压输电线路覆冰较严重的国家之一。
高压输电线路具有档距较大、铁塔较高等特点,线路覆冰对其影响比较严重,同时,输电线路的电压等级较高,载流量较大,线路破坏造成的经济损失巨大。
为此,本文研究了输电线路的覆冰特性及防治措施。
1输电线路覆冰的种类与性质按照覆冰形成的物理过程和气象条件,可将输电线路覆冰分为三类:第一类是由降水产生的覆冰雪,即降水覆冰,包括由冻雨而形成的雨凇和覆雪;第二类是处在过冷却状态下的液体云粒或水滴碰到地面物体上,经过冻结后而产生的覆冰,此类覆冰称为云中覆冰;第三类是大气中的水蒸汽直接冻结或经过凝华而在地面物体上形成的一种霜,是经过凝华而产生的,称为凝华覆冰,也称这种覆冰为晶状雾凇。
在三类覆冰中,云中覆冰发生的概率最大,引起的输电线路事故也最多。
根据水滴半径、空气中液态水含量、空气温度、风速四个参量,输电线路绝缘子覆冰分为干增长和湿增长过程,这主要取决于冰面的温度。
在干增长过程中,冰面和环境温度低于0℃,而在湿增长过程中,冰面及环境温度等于0℃。
研究表明对于不同类型的覆冰,雾凇和干雪是干增长过程,雨凇和湿雪则是湿增长过程,而混合凇湿是介于干、湿增长之间的一种覆冰过程。
2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。
220kV输电线路导线覆冰问题及处理措施探讨
科技资讯2015 NO.28SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION动力与电气工程34科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION导线覆冰是输电线路受强冷空气影响而在电线表面形成冰层的现象,根据不同的形成条件,可以分为雪淞、雨凇、雾凇以及白霜等形式。
其中雪淞是我国北方及部分寒冬气候的地区常见的一种导线覆冰现象,且海拔越高,产生导线覆冰的几率及危害越大,雨凇是我国南方比较常见的覆冰形式,特别是气温骤降导致的冻雨现象,极易在导线上形成覆冰现象,给输电线路带来巨大的破坏。
220kV输电线路属于高压输电线路,一旦遭到毁坏,不仅带来大面积的停电后果,而且这部分电路通常维修十分困难,且危险性也比一般低压线路要大,相关单位需意识到导线覆冰问题的严重性,积极研究及运用有效的防冰融冰技术,通过加强输电线路抗冰能力,以避免或减少导线覆冰影响。
1 导线覆冰给高压输电线路带来的危害1.1 导线覆冰导致输电线路过载当输电导线出现覆冰现象时,冰的重量会使杆塔及金具的竖直方向荷载强度增加,造成导线之间的载荷变大,导致输电导线下沉,特别是两塔杆之间距离较远时,导线过长本身就有一定的负载,再加上覆冰的重量,其导线负载更加严重,从而造成导线破坏、断裂;此外,导线负载过大而下沉的同时也会导致杆塔的转角及基础扭矩增加,极容易出现杆塔基础下沉、扭转、倾斜等问题,严重的甚至在拉线位置下出现杆塔倒塌现象。
1.2 脱冰不均匀或不同期造成的线路破坏导线出现覆冰现象后,如果不及时清理,在气温回升或者因风力等因素作用下,覆冰导线会出现不同期脱落或者脱冰不均匀,会在线路上产生较大的张力差异,导致导线发生滑动而造成输电线路表层发生破损或是断裂;同时,输电线路上较大的张力差,会传输到塔杆上,改变绝缘子串的位置,使其发生破损或者断裂;此外,如果这种输电线上的张力差达到临界值,将导致横担出现转动现象,拉线和导线之间产生相互撞击,对拉线造成破坏,严重的也会引发相间短路或者塔杆倒塌现象。
探讨架空高压输电线路的覆冰问题
探讨架空高压输电线路的覆冰问题架空高压输电线路出现覆冰问题,会引起导线舞动、线路倒杆和绝缘子闪络等事故,严重威胁到电力系统的正常运行。
在当今社会对电力的需求与日俱增的形势下,做好架空高压输电线路的各种风险防控措施,尤其在我国南方地区天气严寒时做好线路的防覆冰工作,对保证电力系统的正常运行及保障人们的正常工作和生活具有极为现实的意义。
1 线路覆冰的原因分析架空高压输电线路覆冰问题的出现,主要由于大气温度、风力、空气湿度等影响因素,既要具备低温条件,又要保持一定的空气湿度及风速。
当具备形成覆冰的温度与湿度条件之后,风力就会将水滴吹向高压输电线路,一旦碰触导线,就会逐渐形成大面积的覆冰;因此覆冰往往在导线的迎风面最先形成,如果迎风面的覆冰已经达到一定厚度,那么在不平衡力的作用下,导线就会出现扭转现象,进而产生新的迎风面,继续覆冰,如此反复多次,就会在导线中形成圆形或者椭圆形的覆冰。
导线覆冰具有一定的空间分布特点,与冷空气的入侵通道、海拔、地形、山脉走向、相对高度以及微地形、背风坡、迎风坡、水汽条件等相关;由于气温随着海拔高度的上升而逐渐递减,那么高海拔地区的气温将低于低海拔地区的气温,因此在高海拔地区更容易出现覆冰问题。
处于微地形的垭口或者风口位置,尤其在微地形的迎风面如果有水库或者河流,那么覆冰情况也比较严重;一般覆冰在—8~0℃时最容易形成,如果气温过低,过冷却的水滴就会变成雪花,而不会形成覆冰,因此我国北方地区的冰害比南方地区较轻。
2 覆冰类型(1)湿雪。
指自然降雪粘附在电线上形成的一种覆冰,主要呈现灰白色或者乳白色,一般密度较小且粘附力较弱。
湿雪粘结在到导线中,如果气温持续下降,将变成冰冻体。
(2)雨凇。
在冬季前后,大陆上的干冷空气吸收了来自海洋的湿暖气团,遇到水汽后变得十分潮湿。
这种情况下,如果遇到北方的冷气团上升,雨水降落到温度等于或低于0℃的导线上时,形成的玻璃状的冰层,这种覆冰因密度大且粘附力很强,且不容易脱落,因而对输电线路的危害很大。
高压输电线路的冰覆盖及防冰设计研究
高压输电线路的冰覆盖及防冰设计研究高压输电线路是现代电力系统中不可或缺的一部分,但其正常运行也面临着一系列的挑战,其中之一就是冰覆盖。
在寒冷的冬季,特别是在高纬度地区,输电线路上的冰覆盖可能会对其性能和安全性产生重大影响。
因此,对冰覆盖及防冰设计进行研究具有重要的实际意义。
冰覆盖是指冰在线路上形成的现象,它可以发生在导线、绝缘子、断路器等设备上。
首先,我们来讨论导线上的冰覆盖。
当气温降低到零度以下,线路上的水滴会冻结形成冰。
这些冰晶会逐渐增大并包裹在导线上,导致导线的有效截面积减小,电阻增加。
这会导致导线温度升高,电流受限,进而可能导致设备过载或线路烧坏。
除了导线,绝缘子也容易受到冰覆盖的影响。
绝缘子是将导线与支撑杆之间隔离的关键组件。
当绝缘子覆盖冰时,其绝缘性能会受到破坏。
这可能导致漏电或击穿现象的发生,从而引发事故或中断电力供应。
针对以上问题,科学家和工程师们进行了大量的研究,以开发出有效的防冰措施和设备设计。
其中一个关键的措施就是在导线上使用防冰装置。
例如,可以在导线上安装特殊的导线风筝,通过施加风的力量来抵消冰的重量,防止冰覆盖的形成。
此外,安装抗冰缆绳也是常用的一种方法。
它是一种由高强度合金材料制成的缆绳,可以在绝缘子上方悬挂,防止冰的形成。
另一个重要的研究领域是预测冰覆盖的发生和发展趋势。
研究人员通过收集气象数据、电力系统运行数据和冰覆盖情况等信息,建立了复杂的数学模型和算法。
这些模型和算法可以根据气温、湿度、风速等因素预测冰的生成时间、厚度和区域分布。
这为防冰设计提供了重要的依据,使系统运行人员能够采取相应的措施,避免事故的发生。
除了冰覆盖的预测,冰覆盖的检测也是一个重要的研究方向。
目前,已经开发出了各种各样的冰覆盖检测装置,例如红外热像仪、超声波传感器等。
这些设备可以实时监测线路上的冰覆盖情况,并将数据传输给中央控制系统。
中央控制系统可以根据这些数据进行分析和判断,及时采取相应的防冰措施,保障电力系统的正常运行。
高压输电线路覆冰问题研究
高压输电线路覆冰问题研究摘要:电力资源运输管理阶段,必要有高压输电线路支持。
而高压输电线路的覆冰问题,则是影响高压输电质量的重要因素,是一种比价重要的自然灾害问题。
如果高压输电线路覆冰,那么可能会引起短路跳闸、断股断线、倒塔停运的问题,所以要做好技术分析管理,更重要的是处理高压输电线路覆冰问题,提升输电线路运行质量,保障电力运输的安全性、稳定性。
关键词:高压输电;输电线路;覆冰;灾害;措施引言:当今社会经济、科技不断发展,我国的综合实力提升,对电力资源、化工产品、水资源等需求量逐渐增多。
了解我国的电力行业发展实际情况,会发现高压输电线路覆冰是普遍存在的问题。
我国南方地区近年来频繁出现冰雪灾害,在高寒山区建立的风电场,如果有覆冰的情形,会导致国家经济利益受损,也会影响民众的用电需求。
所以针对电力企业运行需要,做好高压输电线路覆冰管理,探索技术优化的策略,对电力企业的发展有关键影响,对此笔者将结合实践分析如下:1.覆冰问题形成原因以及影响因素(一)物理过程分析了解高压输电线路覆冰情况,会发现温度、湿度、风速是其中的关键因素。
当三者达到标准之后,就会在线路上出现覆冰问题。
调查研究表明,气温在0℃以下,且空气之中的水分含量高于80%,且风速要大于1m/s,符合覆冰的情况。
在冬季或者春季,气温相对较低,其风速较快,如果遇到小雨、大雾等气候,水滴量大,且周围气温较高,那么水滴散发的速度就相对较低,在输电线路周围可能会出现雨凇问题[1]。
在降雨之后,气温突然下降,或者雨雪天气交加,那么雪水和冻雨,就会粘在雨凇表面,而且厚度也明显增加。
在形成过程中多次出现晴冷的情形,出现混合凇,提升了线路覆冰的概率。
(二)影响因素在大气环境之中,水分在0℃基本就会出现冷却的情形,被冷却水包裹的输电线路,如果与其他冷却水滴粘结,或者与其他冷却水滴相互碰撞,就会导致线路表面覆冰。
在同一地区,海拔的高低也会影响覆冰的速度。
如果高压线路的海拔较高,那么在水分、温度的影响之下,出现覆冰问题的概率增加。
浅谈高压输电线路覆冰及处理措施
浅谈高压输电线路覆冰及处理措施[摘要]高压输电线路覆冰是一种与地域相关的自然现象,由于气候的原因,在同一地区的不同的地图,微观层面的气候是不完全相同,而使得覆冰因素各不相同。
本文主要探讨高压输电线路覆冰及处理措施。
【关键词】高压;高压输电线路;覆冰;处理措施一般情况下,年平均雨凇日数的影响较年平均雾凇日数更为严重。
测定一个地区的年平均雨凇日数和雾凇日数是项长期而艰巨的工作。
我国气象部门和电力系统各有关运行单位对此作出了重要贡献。
1、高压输电线路覆冰的事故分析高压输电线路冰害事故按产生的直接原因分析可分几类:1.1过负载事故当前人们已经充分认识到,管理是制约节水高压输电线路覆冰及处理技术发展的重要环节。
许多新的灌水技术(如喷灌技术、滴灌技术、微喷灌技术、渗灌技术)在实际运用中由于缺乏良好的技术管理措施,其高压输电线路覆冰及处理技术效益不能得到充分发挥或者根本无法大面积推广。
目前园林喷灌系统除高尔夫球场采用自动控制外,大多数高压输电线路覆冰及处理技术系统还是凭管理人员的经验操作[1]。
而草坪是最近10多来年才大面积发展起来的,草坪需水的科学规律和管理人员的实践经验往往得不到有效结合。
随着经济全球化进程的不断加快以及科学技术特别是信息技术的迅猛发展,信息传播的方式正在发生质变,广播电视与通信、高压输电线路覆冰及处理等行业正处在融合、汇聚、转型过程中,技术与媒体的不断融合导致传统的行业界限正在模糊,新兴产业群不断出现,开放与融合已成为当今技术发展的主流。
作为信息社会三大基石的通信技术、计算机技术、电视技术日益进步与成熟,通信、计算机、广播电视三大行业之间的界限正在逐步消失。
逻辑编程使用Schneider的TLXCDPL7PP41M PL7 Pro逻辑编程软件;触摸屏HMI人机接口使用XBTL1003E Magelis终端软件;中空室上位机操作站使用Intellution 的Fix监控软件。
[2]1.2不均匀覆冰或不同期脱冰引起的机械和电气方面的事故(1)导线和地线。
特高压输电线路覆冰形态变化规律统计研究
特高压输电线路覆冰形态变化规律统计研究概述:特高压输电线路作为现代电力系统中重要的组成部分,承载着远距离电能的传输任务。
然而,在低温多湿的环境中,输电线路往往会出现结冰现象,严重影响着线路的安全稳定运行。
因此,研究特高压输电线路覆冰形态变化规律,对于确保电力系统的可靠运行具有重要意义。
一、覆冰形态的分类特高压输电线路覆冰形态主要包括:等值径冰、均匀冰、不均匀冰和积冰四种形态。
1. 等值径冰:由于空气湿度的变化或自然冷凝作用,形成了较为均匀的直径近似相等的结冰层。
这种形态对电气性能影响较小,但积冰严重时会对线路造成较大负荷,增大在风或季节变化中迅速掉冰或发生大面积飞冰的可能性。
2. 均匀冰:冰层在结冰过程中发生了松散集合现象,形成了松散且均匀的覆冰形态。
均匀冰的形成通常由于潮湿等环境影响下的冻雨或细悬浮物颗粒着冰导致。
这种形态下的冰层容易掉落,但松散的冰层在高风速下容易引发飞冰现象。
3. 不均匀冰:冰层与架线之间的结冰点并不均匀,形成了覆冰形态的不均匀分布。
这种形态下的冰层容易形成局部的大面积积冰,增大了输电线路的风荷载。
4. 积冰:由于湿度高或温度低导致冰层不断增长,并与架线表面形成凹凸不平的积冰层。
积冰的存在增加了线路的风险,易造成线路下垂和振荡,甚至引发塔倒线断等严重事故。
二、特高压输电线路覆冰形态变化规律1. 温度和湿度的影响:温度和湿度是覆冰形态变化的主要因素。
湿度高、温度低的环境有利于冰层的形成和积累,容易形成较为厚实的覆冰层。
2. 高风速的影响:高风速可以剥落冰层,造成冰层在线路上来回摆动,增加了线路的风荷载。
同时,冰层摆动会使线路上的冰碎片产生高速飞行,进一步危及线路的安全。
3. 架线几何形状的影响:输电线路的形状对覆冰形态变化有一定的影响。
在导线直径和外形相对较小的情况下,覆冰形态变化相对较小;而在导线较大的情况下,冰层会变得不均匀并增大。
4. 环境因素的影响:环境因素如湿度、降雪量、气象条件等对覆冰形态具有明显影响。
浅析超高压交流输电线路冰害及防冰害措施
浅析超高压交流输电线路冰害及防冰害措施摘要:近些年来发生的由于输电线路的覆冰引起的倒塔断线、冰闪及舞动等冰害事故给供电企业造成了巨大的经济损失,严重威胁了电网的安全可靠运行。
本文通过对覆冰机理与冰害事故的主要特点分析,提出了超高压交流输电线路防冰害措施,以供参考。
关键词:超高压;输电线路;冰害;措施超高压输电线路覆冰非常容易造成舞动,断线,冰闪,倒塔,进而发生停电事故。
冰害不仅会威胁到架空输电线路的安全运行,还容易给线路的本体造成重大的破坏。
因此为了保障居民用电稳定,在冰害天气保障居民的电力供应,解决超高压交流输电线路冰害问题是十分重要的环节。
1.覆冰的机理1.1 覆冰的气候条件以及形成自然气候因素是造成输电线路覆冰的最直接、最主要原因,周围空气的温度和湿度等因素在很大程度上影响着覆冰的产生,从本质上说,这是一种物理现象。
经过反复多次升温降温,更容易增加输电线路的负荷。
覆冰是一个长期的过程,具有较强的附着能力,会对输电线路造成非常严重的损害。
1.2 覆冰的影响因素达到了覆冰的温度湿度条件后,风向风速等因素也会影响到覆冰的产生,风将冷却的小水珠吹向输电线路,与输电线路发生碰撞进而出现覆冰现象。
迎风建造的导线更容易发生覆冰现象,而且覆冰面通常比较厚,受到重力作用的影响会继续在别的迎风面覆冰。
风向对覆冰的影响也非常显著,当风向与导线平行时,覆冰现象比较轻微,风向与导线越垂直,覆冰问题就越加严重。
输电线路的直径、高度以及走向也会严重影响到最终的覆冰量。
通过分析我国各地区输电线路可以发现,东西走向的导线的覆冰情况要比其他走向导线的覆冰情况要轻,所以未来要尽量防止设置东西走向的输电线路,合理控制输电线路的高度,因为线路离地面的距离越远,覆冰问题就更加明显。
2.输电线路冰害事故的主要特点2.1绝缘子冰闪问题覆冰问题严重的时候,绝缘子串会被冰柱覆盖上,融冰过程中会在绝缘子表面行程水膜,如果泄露的电流达到一定程度时,就有可能导致冰闪问题的出现。
探究电网输电线路覆冰问题及解决措施
探究电网输电线路覆冰问题及解决措施摘要:此文章主要是先讲述覆冰对高压输电线路的产生因素及危害,分析防止高压输电线路覆冰的措施,后深入探讨融冰技存在的问题。
希望能通过此文章,能给高压输电线路融冰技术的发展带来一点贡献,仅供参考。
关键词:高压输电线路覆冰问题对策改革开放至今,因国情需要大力发展重工业,但只求快速发展不预防不治理的模式导致了我国近年来罕见天气现象的多发。
电力的发展一直是一切行业发展的基础,而在冬季多发的罕见冰雪灾害对高压输电线路产生覆冰现象,易造成电网不可安全稳定的运行,断电问题给人们的生活带来极大不便,造成经济损失,阻碍国家经济的发展速度。
1 高压输电线路覆冰的原因及影响因素1.1 高压输电线路覆冰的原因我国高压输电线路覆冰的原因主要有以下两点:第一点:在设计高压输电线路的输出输入走向时未能全面了解当地的环境气候,导致线路走向不能尽量的避开覆冰主要地区。
第二点:在选择高压输电线路的设备、材料时未能全面考虑是否适合当地的气候,输电线路的抗冰能力、电气性能及机械性能等能否不受当时气候的影响保持相对稳定的状态。
1.2 影响高压输电线路覆冰的主要因素高压输电线路上会覆冰是因为大气层的水蒸气在0摄氏度环境下与一定高度的高压输电新路碰撞,冰块凝结在线路上而形成的。
由此可见,高压输电线路的覆冰现象的产生是受当地环境、气候温度、地理位置、设计线路高度等多方面因素的影响,那么高线输电线路覆冰现象会多发在冬季且多是北风或西北风走向的地区,覆冰现象因受高度影响,海拔越高的地区覆冰现象会更为严重,高压输电线路上的覆冰会更厚。
2 高压输电线路覆冰的危害高压输电线路覆冰除了会导致输电线路的各种性能降、抗冰能力低、影响城市供电市民用电情况外,还会提高事故发生的概率。
这是因为,高压输电线路在设计时杆塔的承受力原本是能承受住输电线的重量的,但在冬季输电线的重量会因覆冰现象的发生而增加,覆冰越厚输电线的重量越大,杆塔很有可能因为无法承受输电线的重量而倒塌,覆冰的重量还可能会导致输电线的形状发生改变,由直线变成曲线从而缩小了线路之间应有的安全距离导致漏电等事故的发生。
高压输电线路覆冰及防冰、除冰技术综述
高压输电线路覆冰及防冰、除冰技术综述发布时间:2023-01-05T08:49:06.183Z 来源:《福光技术》2022年24期作者:张巨升[导读] 绍了电网覆冰的形成机理、影响覆冰程度的各因素以及覆冰的危害。
国网内蒙古东部电力有限公司呼伦贝尔供电公司内蒙古呼伦贝尔 021000摘要:绍了电网覆冰的形成机理、影响覆冰程度的各因素以及覆冰的危害。
列举了近年来国内外各种覆冰监测技术和防冰、除冰手段,并对这些方法和技术进行了分析与对比,总结出现有技术的不足,同时指出了覆冰监测和除冰领域今后的研究方向和发展趋势。
关键词:电网覆冰;覆冰监测;除冰;防冰1高压输电线路覆冰的危害①绝缘子串覆冰后相邻伞盘被冰凌桥接,大大缩短了绝缘子的泄露距离,而且雪水的电导率相对空气而言更高,极易产生覆冰闪络事故,绝缘子覆冰如图1所示。
图1 绝缘子覆冰②输电线路和杆塔承受的覆冰重量过大,超过了极限机械承重能力,从而造成断线倒塔的事故。
③导线覆冰后迎风阻力会增大,且不均匀脱冰现象易引发导线舞动,造成相间短路故障,导线覆冰如图2所示。
如今国内外各学者对绝缘子覆冰闪络现象的研究大多集中在伞裙结构和悬挂方式对覆冰的影响效果上。
而且,覆冰闪络程度与绝缘子表面的污秽情况关系密切,盐度大小对覆冰闪络时的电压影响非常大。
贾会东等针对棒形悬式瓷绝缘子,发现该类绝缘子覆冰闪络的电压随盐密度、污秽度和覆冰水电导率的增大而减小。
还有一种观点是导线的不均匀覆冰易造成电场畸变,从而影响绝缘子的性能,但目前还缺乏相关系统研究。
导线表面覆有不均匀冰层时,线路容易发生舞动,且融冰期发生的不同期脱冰会造成导线缩紧断裂、杆塔横担扭转变形和绝缘子损伤等危害。
在0℃时,导线张力一旦低至20~80N/mm2就易产生舞动。
除此之外,导线脱冰时的不平衡张力随覆冰厚度、脱冰档档位、脱冰量以及突变高差的增加而增加,且当档距一定时,不平衡张力随悬垂绝缘子串长度的增加而减小。
2覆冰导线防冰除冰措施2.1导线防覆冰措施①利用在线观测系统,实时观测导线覆冰状况,及时掌握线路覆冰状况,对覆冰严重的线路采取及时有效的防除冰。
关于高压输电线路抗冰灾的探讨
关于高压输电线路抗冰灾的探讨摘要:近年来,我国南方大部分地区遭受罕见的冰雪灾害,输电线路覆冰严重地威胁着国家电网的安全稳定运行以及供电的可靠性影响人们的生活。
因此对高压输电线路覆冰进行研究分析具有重要的意义。
关键词:高压;输电线路;抗冰灾1高压输电线路覆冰的危害就当前的现状来看,导线覆冰的危害性主要体现在以下几个方面:第一,输电线路结冰事故问题起源于1954年,此事故的发生导致了多起倒塔、断线、闪络等现象。
第二,输电线路覆冰的危害性亦体现在其可导致电线呈现出过荷载现象,并引发电线交叉问题,继而由此导致烧伤、跳闸等安全事故。
为此,相关工作人员在输电线路操控过程中应着重提高对此问题的重视程度,继而将事故所带来的危害性降至最低。
第三,覆冰脱落现象会造成铝股断裂、电线拉断等事故问题,同时,绝缘子串冰亦会影响到电线的正常使用,并就此降低绝缘强度。
从以上的分析中即可看出,输电线覆冰的危害性较大,因而相关工作人员在对导线结冰现象进行观测过程中应着重提高对此问题的重视程度,并对其展开行之有效的处理,以此来为人类营造良好的用电空间。
2高压输电线路抗冰灾研究现状1)关于雨凇覆冰模型预测的研究。
由于导线覆冰受气象、地形及地理条件、导线结构和表面电场等影响,因此目前国内外关于导线覆冰机理和模型的研究成果依然不很完善。
引发导(地)线断线和倒塔的覆冰多为雨凇覆冰,尽管国内外提出了几种雨凇覆冰模型,但这些模型在预测同一气象条件下的覆冰荷载时差别较大,需对模型进行修正方可应用。
此外,没有针对规范或标准按不同的气象区给出相应的雨凇覆冰模型的确切公式。
再者,对于导地线和杆塔的覆冰只给出了均匀覆冰情况的模型,没有进一步给出非均匀覆冰模型。
对于铁塔的覆冰模型,目前只有角钢塔的均匀覆冰模型,对于钢管塔、组合结构塔及其它格构式杆塔的均匀和非均匀覆冰模型尚有待于进一步研究。
2)覆冰断线倒塔破坏机理的研究。
以往关于输电线路覆冰断线倒塔破坏机理的研究只从静力学角度出发,没有考虑断线冲击荷载的影响,并缺少理论和模型实验的验证。
输电线路覆冰问题的解决方法
输电线路覆冰问题的解决方法摘要:大多数输电线路暴露在室外环境中,分布范围广,受低温气候影响大,极易出现覆冰问题,且带来的安全隐患不容忽视,严重时会影响电网的正常运行。
为此总结了国内外现有输电线路的融冰、除冰技术成果,阐述了机械除冰、自然脱冰法、热力融冰法、和其他新型融冰方法的技术原理,并对各种除冰方法的操作难易程度、除冰过程中的优缺点及融冰装置的可行性进行说明。
关键字:覆冰;机械除冰;自然脱冰法;热力融冰法1引言高压输电线路覆冰是造成电力中断的主要原因,每年因为线路覆冰造成输电线路断裂,进而引起停电事故的案例时有发生,不仅给供电公司造成了巨大的经济损失,而且也严重影响了电力用户的正常用电。
为了有效避免雨雪灾害对输电线路的影响,电力系统的有效除冰仍是目前研究的重点问题。
2 低温环境下除冰方法的分类为了应对线路覆冰对电力系统造成的危害,国内外目前存在的融冰、除冰方式多种多样,主要分为以下几种类型。
1)机械除冰法:指将机械力附加在覆冰导线上,线路振动使冰层内部应力遭到破坏,实现冰层从导线上脱落的效果。
2)自然脱冰法:指对覆冰导线不施加任何外界能量,仅仅依靠重力、风力及温度等自然因素实现导线脱冰的方法。
3)热力融冰法:通过增大输电线路中流过的电流,使导线自身产生大量的热量,使导线上累积的冰层融化脱落,达到输电线路覆冰去除的目的。
4)其他除冰法:指目前在文献中提及但并未大范围应用于实际工程中的融冰方式。
3 低温环境下输电线路覆冰问题的解决方法3.1 机械除冰法机械除冰主要是指覆冰导线上的力学平衡被破坏而使冰层脱落的技术,主要分为滑轮铲刮除冰、强力振动除冰和机器人除冰。
机械除冰人工成本高、效率低,多用于小范围除冰。
3.1.2 滑轮铲刮法滑轮铲刮法是由滑轮、牵引绳及涂漆的胶合板或环氧树脂等构成。
该方法由地面操作人员拉动一个可在线路上行走的滑轮使导线弯曲,冰层破裂脱落,达到铲除导线覆冰的目的[1]。
轮铲刮法的最大优点是除冰效果好,耗能小,操作简便,价格低廉,反应行动快,对操作人员没有专门除冰知识的要求,操作简便;但其缺点也十分明显,耗时长,据统计完成导线1km的除冰大约要1~2h ,运行效率低,易受地形限制,寒冷天气除冰效果不佳,目前滑轮铲刮法在中国应用较少。
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探讨高压输电线路覆冰问题
探讨高压输电线路覆冰问题
摘要:架空高压输电线路一旦出现覆冰问题,将对线路的正常运行,以及电力系统的正常供电产生极大影响。
首先进行了线路覆冰的原因分析及覆冰的类型说明,然后分析了覆冰引发的各种事故,最后对如何防冰除冰提出了几点措施。
关键词:架空高压输电线路覆冰问题事故措施
中图分类号: TM7 文献标识码: A
架空高压输电线路出现覆冰问题,会引起导线舞动、线路倒杆和绝缘子闪络等事故,严重威胁到电力系统的正常运行。
在当今社会对电力的需求与日俱增的形势下,做好架空高压输电线路的各种风险防控措施,尤其在我国南方地区天气严寒时做好线路的防覆冰工作,对保证电力系统的正常运行及保障人们的正常工作和生活具有极为现
实的意义。
1 线路覆冰的原因分析
架空高压输电线路覆冰问题的出现,主要由于大气温度、风力、空气湿度等影响因素,既要具备低温条件,又要保持一定的空气湿度及风速。
当具备形成覆冰的温度与湿度条件之后,风力就会将水滴吹向高压输电线路,一旦碰触导线,就会逐渐形成大面积的覆冰;因此覆冰往往在导线的迎风面最先形成,如果迎风面的覆冰已经达到一定厚度,那么在不平衡力的作用下,导线就会出现扭转现象,进而产生新的迎风面,继续覆冰,如此反复多次,就会在导线中形成圆形或者椭圆形的覆冰。
导线覆冰具有一定的空间分布特点,与冷空气的入侵通道、海拔、地形、山脉走向、相对高度以及微地形、背风坡、迎风坡、水汽条件等相关;由于气温随着海拔高度的上升而逐渐递减,那么高海拔地区的气温将低于低海拔地区的气温,因此在高海拔地区更容易出现覆冰问题。
处于微地形的垭口或者风口位置,尤其在微地形的迎风面如果有水库或者河流,那么覆冰情况也比较严重;一般覆冰在—8~0℃时
最容易形成,如果气温过低,过冷却的水滴就会变成雪花,而不会形成覆冰,因此我国北方地区的冰害比南方地区较轻。
2 覆冰类型
(1)湿雪。
指自然降雪粘附在电线上形成的一种覆冰,主要呈现灰白色或者乳白色,一般密度较小且粘附力较弱。
湿雪粘结在到导线中,如果气温持续下降,将变成冰冻体。
(2)雨凇。
在冬季前后,大陆上的干冷空气吸收了来自海洋的湿暖气团,遇到水汽后变得十分潮湿。
这种情况下,如果遇到北方的冷气团上升,雨水降落到温度等于或低于0℃的导线上时,形成的玻璃状的冰层,这种覆冰因密度大且粘附力很强,且不容易脱落,因而对输电线路的危害很大。
(3)雾凇。
有两种存在形式,一种是晶状雾凇,由冷却雾凝华而成,密度大,结构松散,吸附力不强。
由于晶状雾凇主要由于气温的骤然下降,造成饱和状态空气中的水汽升华,因此即使在晴天、无雾的情况下,也可能产生;另一种是冷却雾冻结后在电线表面形成的冰状雾凇,密度较大,对电线的吸附力强,危害较大。
(4)混合淞。
冷却的水滴在电线上形成的由雨凇和雾凇混合冻结形式的覆冰,又可称作冰雪混合物或者勃雪,主要由于北方地区的干冷气团向南移动,与南方暖湿气团相遇之后,就会在交界位置产生静止的锋面。
由于高空中的暖湿气湿度较大,就会形成毛毛雨或者雨夹雪,如果地面温度在0℃以下,则产生混合冻结。
混合冻结以乳白色为主,体积和密度较大,吸附力强,也颇具破坏性。
3 覆冰引发的事故
3.1 导线舞动事故
在风力的作用下,架空线路就会出现高频振动、低频振动以及次档距振动三种形式,而架空线路的舞动就是在特定自然环境下产生,主要由于水平方向的风力对非对称回转截面的导线形成升力的变化,因此造成大振幅、低频率的振动;覆冰、导线结构参数以及风激励等,都是形成误动的原因;而覆冰舞动具有随机性、非线性特征,可能引发电气故障或者机械故障。
3.2 倒塔、断线事故
覆冰经过不断积累到达一定程度时,由于体积和重量很大,使得线路承载的重量过大,弧垂增大,与地面之间的间距逐渐缩小,很容易出现闪络事故。
如果此时风力一并作用,则很可能出现两条导线之间或者导线与地面之间碰触现象,出现短路跳闸,甚至导线被烧的事故。
若覆冰的重量超过线路的负荷能力,很可能出现导线因受力过重,从压接管内崩裂出来的情况,甚至出现杆塔倾斜和爆裂,以及折断的现象,导致线路瘫痪。
3.3 冰闪事故
架空高压输电线路出现冰闪现象,是病害其中一种;当绝缘子产生了覆冰现象,在特定温度作用下,绝缘子的表面形成覆冰,绝缘强度有所影响,进一步缩短泄漏的距离;在进行融冰过程中,冰体表面或者冰晶体表面的水膜将污秽物中的电解质溶解,此时融冰水或者冰面水膜的导电率发生变化,造成绝缘子穿电压的异常分布,对覆冰绝缘子串的闪络电压造成影响。
据大量实践表明,覆冰的重量越大,电压的分布变化就越大,在高压引线端的绝缘子就会承受较大的电压百分数,进而引发冰闪事故。
3.4 覆冰不均匀与脱冰不同期引发的事故
导线相邻档覆冰不均匀会加大导线的张力,使弧垂下降,与地面之间的距离变小,如果脱冰不同期也会出现类同现象,由于导线受力不均而出现跳跃现象,很容易引发电路跳闸,或者使导线被烧。
另外,导线覆冰不均匀还会引起导线在线夹内的滑动,使线夹另一端的铝股出现颈缩,影响线路的正常使用。
另外,出现脱冰现象,也将造成导线跳跃,造成导线和地线的放电烧伤事故,或者导地线之间与短路靠近,造成横担的变形、损坏。
4 防冰除冰的措施
4.1 防覆冰的措施
(1)提高架空高压输电线路的工程质量。
1)输电线路在设计时,应认真考察当地的环境气候情况,尽量将线路建在不易出现重覆冰现象的地区。
还应根据当地30年一遇的最大覆冰厚度和风速强度进行极限设计,以尽可能保证线路的质量。
另外,架线时,应尽量避开林区和高山风口,由于林区架线一般位置
较高,相比而言更易受到气候的影响,且树木生长速度快,一旦掩蔽线路,在出现覆冰现象后,很难彻底进行清理;高山风口则因风大气温偏低,更易出现覆冰问题,且问题出现后,还不易抢修,给线路的使用带来不必要的麻烦。
2)导线、绝缘子以及金具等要严保质量,使用加强型的,铁塔在选用上要保证其具有承受力。
3)在较易出现覆冰地区进行布线时,要尽量避免线路的交叉跨越,无法避免时,应在档端进行;且导线应进行水平排列布置,档距不能过大。
4)要减少档距,多用耐张塔,多设耐张段,防止一旦出现事故波及面积过大。
5)导线弧垂要严格按照设计要求进行布置,同时,塔基的浇筑要要保质量,确保稳固。
(2)减少导线舞动和覆冰。
鉴于导线舞动是一种容易因覆冰问题引发,并造成线路受损的现象,应在架设线路时,尽量做好预防工作。
应提高杆塔强度,增强其承受力,同时提高导地线的张力,增加相邻导线以及导线与地线之间的间距,提高绝缘子和金具的负担安全性,有条件的地区,可以在容易出现重覆冰问题的线路上,使用防舞装置,增强导线抗覆冰的能力。
另外,虽然目前还未研制出防止覆冰形成的涂料,但可以使用一些降低覆冰与线路粘合力的涂料,比如,可以使用聚四氟乙烯,由于其与导线之间具有较好的粘合力,且热传导性较强,憎水憎冰能力高,使用后可以使附着的冰、水更快脱落,避免线路因长时间受到覆冰不断积聚的压力而引发较大线路问题,且可以为线路的抢修延缓一定时间。
(3)加强日常保护和管理。
由于架空高压线的检修比较麻烦,因此在平时的防护中经常出现不到位的现象,应加强对线路的及时检查,尤其在特殊天气前后,要对线路通道内的树木进行适当清理,防止恶劣的覆冰天气树木倒斜在线路上,影响线路的正常运行和检修。
另外,在日常还应做好维护工作。
巡线员应按规定认真查看线路,对于可能出现的隐患予以及时排查,对拉线以及绝缘子等各个部分均仔细检查,为线路的正常运行做好最大保障工作。
5 结语
架空高压输电线路的覆冰问题是一种严重影响电力系统供电安
全的问题,应充分了解和认识覆冰发生的各种类型以及造成的不同线路事故,及早做好预防措施,可通过制定防覆冰的相关规章制度,提高架空高压输电线路的工程质量,使用相关装置和涂料减少导线舞动和覆冰,以及加强日常保护和管理等方式做好防冰工作;同时,一旦出现覆冰问题,应选用合适的除冰方法,及早予以解决,保证线路的正常运行,避免电力系统出现问题给人们工作和生活带来不便。
参考文献:
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报,2007(05).
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