高压输电线路覆冰问题研究

高压输电线路覆冰问题研究

陈创

中国南方电网超高压输电公司天生桥局，贵州省兴义市， 562400

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。如果是海拔较低的区域，那么覆冰的概率相对较低。在每个地区，都会出现一个特定的起始结冰的高度，这便是凝结高度。在输电线路之中，输电导线出现覆冰的问题，还会受制于山脉的走向、风口等条件。

输电导线覆冰量的大小，与电场的强度有密切联系。如果电场强度较小，出现电场强度增发的情形，那么导线覆冰量明显提升，电场强度增大，不带电的覆冰量相对于带电导线覆冰量也会比较大。强电场的作用之下，输电导线覆冰密度，要低于无电场的状态。对已经出现覆冰问题的线路进行观察分析，覆冰较为严重的地区，线路多半是东西走向，而南北走向的输电线路覆冰则不会太严重。为降低导线覆冰问题，要尽可能地避免线路东西走向布置。确定悬挂高度，根据一个地区的情况，如果悬挂的高度越高，那么出现覆冰问题的概率也会越大，覆冰也相对较厚，所以在处理线路覆冰问题期间，要结合实际设置相应的悬挂高度，提升技术效果。

2. 高压输电线路覆冰的危害性

如果在电力系统之中，高压输电线路覆冰问题出现，会导致输电线路要承受的压力逐渐增多，如果超出自身的负荷范围，就会导致输电线路断线的情形，甚至会引起杆塔倒塌的情形，可能会破坏周围环境，或者对人们的生命安全带来威胁。高压输电线路覆冰期间，线路上的覆冰，也会对输电线路整体造成一种拉力。输电线路因此会有一定的弧度变化，原有的形状会发生改变，破坏输电线路各个杆塔之间的距离^[2]。如果对地距离小于安全距离，那么故障发生的概率会大大提升。在初期建造高压输电线路期间，技术人员会在输电线路之中，安装绝缘子串。如果输电线路出现覆冰的情形，那么绝缘子串也可能会覆冰，降低绝缘能力。如果覆冰融化，绝缘子短路的情形也会出现，可能会引发接地事故，所以线路覆冰的危险性高。

3. 降低高压输电线路覆冰的相关举措

1. 防止结冰措施

在输电线路运行管理阶段，要做好前期的设计工作，考察当地的气候环境，尽量避免在重冰地区设置线路。而且在线路管理期间，要根据系统差异，确定不同区域的管控目标。这样一来经过全面性的管理，能够将线路覆冰设防标准进一步提升。从另一层面上看，根据线路运行的环境、特点等等，采用针对性的防冰设施，前期工作做好，能够有效提升线路抗冰效果。降低线路运行的安全问题，提升输电线路运行效果。

为避免线路覆冰问题，要做好易覆冰线路的管理，根据其所处的位置、运行环境等等，构建完善的线路监测系统，利用该系统做好实时监测管理，如果发现线路覆冰的问题，采用针对性的防控措施，降低冰雪灾害问题。

（二）除冰措施

现如今科技不断发展，在高压输电线路应用方面的要求增多，有不少项目建设所面临的环境复杂，所以要积极应对高压输电线路覆冰问题。现如今企业总结实践经验，使用诸多的防控方式去解决覆冰问题。调查研究表明，直流融冰技术以及交流融冰技术，是常用的除冰技术形式，当然根据输电线路实际情况，还可以使用机械除冰、被动除冰等途径。

1. 交流融冰技术

使用交流融冰技术形式富有优势，我国在20世纪80年代就开展大量的实践研究，使用这种技术形式，来处理高压输电线路覆冰的问题。交流融冰技术要与变电站配合，通过变电站的管控，能够在除冰过程中，获得可靠的电力资源支持。交流融冰技术是较为宽泛的概念，包含诸多的分支，主要分支是交流冲击短路触冰，以及零起升融冰、负荷融冰等技术形式。交流融冰技术，会应用输电线路所提供的电能资源，进而让输电线路短路^[3]。使用零起升融冰技术，更注重外力条件的调控，输电线路末端的短路问题存在，进而能够达到消融覆冰的作用。负荷融冰的技术形式，会在电力系统之中施加压力，进而达到使覆冰融化的技术目标，降低输电线路的覆冰荷载，使用这几种技术形式，能达到技术处理目标。

2. 直流融冰技术

折射仪技术形式的应用优势较为明显，所以也深受业内人士的认可。使用这种技术形式，是相对较为安全的技术方法。直流融冰技术应用期间，所需的电压较低，能够支持融化覆冰的电流运行所需。直流融冰技术，也需要电力系统提供相应的电能资源，经过整流变压装置的优化应用，进而达到融冰的目标。相对于其他的技术形式，直流融冰技术有自身的优势。在技术操作阶段，融冰所需的电压、电流等被电力系统直接调节，运输融冰的电流，也会根据输电线路的直径、长度等进行调整，所以技术应用的灵活性较强。从技术应用实践来看，直流融冰技术的操作难度较低，而且所需的零件、部件等也相对较少，所以对输电线路的影响也比较小。

4. 结束语：

为提升输电线路运行效率，加强线路覆冰情况的分析，了解影响线路运行的环境因素，前期做好防控处理。后续在线路除冰的过程中，也需要建立完善的管理体系，总结实践经验，选用适宜的线路覆冰处理技术，保障电网运行质量。

参考文献：

[1]何仕俊.基于高压输电线路覆冰问题研究[J].科技视界,2016(15):1.

[2]张鉴峰.有关架空高压输电线路的覆冰问题分析[J].科协论坛：下半月,2012(9):2.

[3]罗健斌.基于光纤传感技术的高压输电线路覆冰状态监测研究[D].华南理工大学,2013.