输电线路

3.1 热力防冰与除冰
在覆冰季节对可能覆冰的物体，利用附加热源或其自 身热源加热的措施使其温度始终维持在冰点以上，从 而达到防止物体不覆冰的方法或技术措施称为热力防 冰方法。
热力防冰方法是目前输电、航空、航海及铁路等各领 域使用最广泛的方法之一。热力防冰方法目前有3种技 术：铁磁线，电磁微波激光器、热吸收器，其中只有 铁磁材料防冰技术可应用于输电线路。铁路除冰使用 的电磁波束，如1989年由Gajda研制的激光，1983年 由Kwor等研制的微波和1992～1993年由Berry等研制 的无线电波，由于需要高幅值电磁波束，故目前应用 这种技术对线路除冰尚有许多困难。
输电线路运行管理、状态检修 及在线监测技术研讨会
主要研讨内容
第一部分：输电线路状态检修技术 第二部分：输电线路覆冰防治技术 第三部分：输电线路在线故障测距技术 第四部分：输电线路的行波保护技术 第五部分：输电线路的故障行波定位理论基础
第二部分
输电线路覆冰防治技术
陈平
山东理工大学电气新技术研究所 山东科汇电力自动化有限公司
4. 输电线路重冰区抗冰的预防措施
6) 为减少或防止覆冰后钢芯铝绞线断线或断股，重覆 冰区输电线路导线可采用高强度钢芯铝合金线或其 他加强型的抗冰导线。
7) 为减轻或防止重覆冰区线路由i：不平衡张力作用 和脱冰跳跃震动而损害导线，宜采用预续丝护线条 保护导线。
8) 重覆冰区线路不宜采用玻璃绝缘子串，以减少或防 止因玻璃绝缘子覆冰后长时间酌局部电弧位其ห้องสมุดไป่ตู้伤 或引起炸裂等情况。
2008-07-26
第二部分
输电线路覆冰防治技术
概述 覆冰对电网线路的破坏形式 输电线路防（除）冰方法 输电线路重冰区抗冰的预防措施 输电线路覆冰的综合防治 输电线路覆冰防治实例分析
1. 概述
覆冰和积雪是美丽的自然现象，给人以美的享受。 然而，对于电力系统．覆冰则是自然灾害。
最早有记录的输电线路覆冰事故出现于1932年。 20世纪50年代以来，输电线路覆冰严重的俄罗 斯、加拿大、美国、扫本、英国、芬兰、冰岛等 国家相继投入技术力量对输电线路覆冰进行观测 和研究，探索输电线路覆冰机理、覆冰的形成条 件、导线覆冰后冰凤荷载的计算方法、覆冰绝缘 子串的工频闪络特性及雷电冲击、操作冲击特性 等等，并对导线覆冰进行长期观测和试验研究。
4. 输电线路重冰区抗冰的预防措施
2) 加强杆塔、缩短耐张段长度。将事故频繁、荷重较大、两侧档 距相差放大及垂直档距系数小于0.6的直线杆塔采用加固措施后 改为耐张杆；对于横跨峡谷、风口处则改为孤立档，并相应加 强杆塔。
3) 改善杆塔结构、扩大导线与地线的水平位移；对于大跨越三联 杆，可采取加装地线横担、更换为铁塔或增加杆塔后改为直线 等措施。
3.1 热力防冰与除冰
物体覆冰后采取各种加热措施．使其表面上覆冰融 化或脱落的方法称为热力除冰技术。目前，利用热 力方法达到覆冰物体除冰目的的主要有5种技术措 施。
3.2 机械除冰方法
使用机械外力手工或自动强制使覆冰物体上 演冰脱落的除冰方法，称为机械除冰方法。
研制机械除冰方法的历史远早于其他类型的 除冰、防冰方法。
第三种也是最普遍的，由于垂直负载过重，把结构 整个压垮。
3. 输电线路防（除）冰方法
防止冰害事故发生的方法从原理上讲可分为防冰方法和除冰方法。 防覆冰方法是在物体覆冰前采取各种有效技术措施，使各种形式
的冰在覆冰物体上无法积覆，或即使积覆，其总的覆冰荷载也能 控制在物体可承受的范围内。 除冰方法定义为物体覆冰达到危险状态后采取有效措施，部分或 全部除去物体上覆冰的方法或措施。 对于输电线路，为防止其发生冰害事故，首先在设计输电线路 时．分析计算一定周期内(即15年或30年)可能出现的最大覆冰荷载 从而确定线路杆塔的荷载承受能力。只有在设计阶段无法做到有 效抗冰时，才考虑采用防冰和除冰技术措施。 总的来说，目前国内外除冰防冰方法可分为4类，即热力除冰、防 冰方法，机械除冰方法，被动防冰方法和其他防冰方法。
3.1 热力防冰与除冰
铁磁材料防覆冰的效果比较明显，工程应用中已实 现的铁磁材料防覆冰方法有多种形式。但缺点也是 很明显的：
1)需要较高的能量消耗，一般需要l～10kw/m2的功 率；
2)即使其效率达到100％，这种措施仅在覆冰初期 或对局部导线产生有效防冰效果；
3)使用成本高。因此，除了在局部重覆冰线段采用 外，铁磁材料防覆冰技术目的仍未大面积推广应用。
3.4 其他方法
在防止物体覆冰工作中，国内外研究人员进行了艰苦努力。 表5—8列举了部分可能应用和已证明失败的其他防冰技 术，以供参考。其中，方法2是在过冷却水滴碰撞物体前 将其冻结成非粘结性固体颗粒或者将其加热到正温度， 1992年由Worsnop等研究的超声技术已经试验证明无 效。水滴碰撞导线前使兵冻结的方法也有待进一步研究。 利用1982年由Hansmin研究的微波加热雾滴技术(即 表5—8中方法2)很少有人感兴趣，因为运作需要大量能 源，并且为避免雾滴碰控物体后再次冰结，物体本身也需 要加热。1984年由Dlugosh峪e11和5turton研究的 电晕放电技术已证明对除冰无效，1982年由Phan等研 究的电子冻结技术只在负极性下有效，这特大大降低其使 用可能性。
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1988年 由Admirat刚 和 Lapeyre、1990年 由 Yasui等使用的平衡锤技术可防止导线扭转；1978年由 Moreau等采用的在给定的过负载条件下允许导线滑动 技术对于减少冰的积聚量有一定作用；1993年分别由 Coia和Chirita采用的在给定的过负载条件下允许导线 升降技术，可减少倒杆塔的概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。
9) 对于多分裂导线，可减少分裂导线数，以降低总的 覆冰荷载。
5. 输电线路覆冰的综合防治
由于近几年电网覆冰灾害不断加剧，覆 冰影响范围日益扩大，造成的危害越来越严 重，而导致电网覆冰的原因又是多种多样， 电网企业及社会各方面，应该在正确认识电 网覆冰灾害特点和深入分析其形成原因的基 础上，积极采取措施，预防和治理电网覆冰 灾害，把灾害造成的损失降低到最低限度。
5.1 覆冰灾害的预防
提前做好防覆冰技术改造和补强加固工作 对已经建成投运并曾经发生过覆冰灾害，
而又没有进行技术改造的输电线路，在迎峰度 冬来临之前，提前做好技术改造和缺陷检修及 补强加固工作。
5.1 覆冰灾害的预防
提前做好线路除污工作 在冬季到来之前，做好清扫或清洗导线、绝
2. 覆冰对电网线路的破坏形式
一般来讲，覆冰对电网线路的破坏有三种。 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。
第二种情况就是闪烙，结构也不破坏，但是它的绝 缘失去了，一闪烙，电就送不出去了。
国际上研究覆冰走在前列的有加拿大、日本、俄罗斯、 芬兰、美国等。这些国家不仅划分了线路覆冰分布图、 对导线覆冰进行长期观测、在实验室研究覆冰机理， 而且制定了覆冰的测试标准、抗冰设计规程，采取了 一些有效的方法与措施。
1. 概述
我国最早有记录的输电线路冰害事故出现于1954年。 最近30年来，大面积冰害事故在全国各地时有发生。 继1974～1976年全国电力系统发生大面积冰灾事故之后， 1984年在全国范围内又发生了大面积冰灾事故。
3.4 其他方法
4. 输电线路重冰区抗冰的预防措施
对于确定为重覆冰地段的输电线路，可根据其具体 情况采取以下预防性抗冰措施。
1) 对于档距较大的重覆冰地段，采取增加杆塔、缩小档距 的措施，以增加导地线的过载能力，减轻杆塔荷载， 减少不均匀脱冰时导地线相碰撞的机遇。对重覆冰区 新建线路应尽量避免大档距，使重覆冰区线路档距饺 为均匀。对于35kV线路，档距一般在250m以下；对于 110kV线路，档距一般在300m以下；对于200kV线路， 档距一般在400m以下；对于500kV线路，档距一被在 500m以下。当地形受限制必须采用较大档距时，宜制 成耐张段或采取其他加强措施。
4) 为减少导、地线闪络事故，可取消避雷线采取其他防雷措施。 也可采用将避雷线绝缘，覆冰季节后恢复原有接地方式。这种 方法可有效减少脱冰跳跃时导地线碰撞等短路事故。
5) 对于悬垂角与垂直档距较大的直线杆塔采用双线夹，以增加线 突出口处导线的受弯强度。受微地形影响面产生由下往上吹的 风使导线容易产生跳跃的局部地段，应采用双联双线夹．使绝 缘子串强度增加，避免绝缘子球头弯曲或折断。
5.1 覆冰灾害的预防
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， 搞清楚电网经过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。具体到某一条输 电线路或某一个变电站，更要进行详细的勘察，确 定微地形和微气象地段的方位和长度，确定覆冰的 等级，确定输电线路的强度、铁塔和绝缘子的材质 和型号等。
3.3 被动防冰方法
利用憎水性和憎冰性涂料达到防覆冰目的是被动方 法之一，称为防覆冰涂料技术。其主要特点是在导 线或绝缘子表面覆涂具有惜水性能的涂料，降低冰 与积覆物体表面的附着力，虽不能防止冰的形成， 但可使冻雨或雪等在冻结或粘结到导线或绝缘子之 前就可在自然力，如风或导线及绝缘子摆动时的力 的作用下即能滑落，或者使冰或雪在导线或绝缘子 上的附着力明显降低，同样可以达到防止覆冰、减 少线路出现冰害事故的目的。
5.1 覆冰灾害的预防
采用防止电网覆冰的技术措施
一是在预先知道的严重覆冰区的线路上附加热源，或利 用自身热源加热的措施，使导线温度保持在冰点以上。二是 在输电线路表面涂上具有憎水性的涂料，使导线表面十分光 滑，降低水与电力线路表面的附着力，使冰雪在遇到风时能 自然脱落。三是在高寒地区采用一种表面很光滑的防覆冰导 线，达到防止电网覆冰的目的。四是采用阻雪环阻止湿雪在 导线绞合方向转动，使湿雪仅在水平方向堆积，当堆积到一 定厚度时，在风等自然力的作用下自然脱落。五是在导线上 安装抗扭阻尼器（平衡锤），防止导线扭转（翻转），阻止 导线覆冰或积雪后形成冰筒或雪环。六是装设抑制覆冰和积 雪重锤，使偏心积雪自重平衡破坏而自行脱落，并可防止导 线积雪后发生扭转而形成雪筒。
2008年年初，冰雪灾害席卷了全国的华中、华东和南 方地区，低温雨雪天气持续时间长，影响范围广，危
害程度深，历史罕见，电力网络受损严重。据统计， 全国范围受损停运电力线路36056条，变电站1933 座，170个县市供电中断，电网直接经济损失超过 180亿元。
1. 概述
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。根据国家电网公司公布的相关 调整方案：35～330kV电网设防标准由15年 一遇提高到30年一遇，500kV电网设防标准 由30年一遇提高到50年一遇，750kV电网设 防标准50年一遇，正在建设特高压工程设防 标准满足100年一遇的要求。
1. 概述
几十年来，世界各国的研究人员通过不懈努力，在导 线覆冰研究领域取得了许多研究成果。为加速覆冰研 究成果和经验的交流，美国电力科学研究院、低温地 带 工 程 与 研 究 实 验 室 和 加 拿 大 魁 北 克 水 电 公 司 于 1982 年组织召开了“第1届国际大气结构物理冰研究会”， 以后每隔2～4年在世界各地轮流召开这种学术研讨会。
利用机械方法进行物体除冰目前有8种主要 技术，如表5—5所示，其中有3种是针对输 电线路的，即“ad hoc”方法、滑轮铲刮法 和强力振动法。这3种技术中，只有滑轮铲 刮法已达到了实用水平。
3.3 被动防冰方法
利用风、地球引力、随机散射和温度变化等自然条件 脱冰的方法称为被动除冰方法。
在工程上应首先考虑采用这种方法。被动除冰方法虽 不能保证可靠除冰，但无需附加能量。表5—6列出8种 得到验证的技术。