浅析输电线路防冰、除冰的新方法

浅析输电线路防冰、除冰的新方法

王伟刚高坤孙亚东田锐张海朋

（云南电网有限责任公司红河供电局云南蒙自661100）

摘要：目前，云南电网公司红河供电局在输电线路覆冰的预防和抗冰除冰处置方法上仍采用八九十年代的传统作业方法，防冰采用人力巡视或者电子摄像监控的方式方法，除冰除了电流融冰技术的应用外多数采用机械除冰的方法，随着国家大力提倡发展技术创新，一大批高科技在国内各行业得以应用。本文主要讲述输电线路覆冰的预测报警新技术以及抗冰除冰应急处置新方法的设想，为红河供电局输电线路运检专业在线路覆冰处置技术革新方面做前沿科技探索。

关键词：输电线路；覆冰；预测报警；应急处置；新方法；科技探索

1现状调查分析

输电线路覆冰会给输电线路设备带来毁灭性的灾难，红河州的输电线路覆冰不易预防和控制，除了地域性气候的不确定性因素外，对输电线路有可能覆冰区域的气候监测和覆冰预警方面的技术仍处于空白。经过对近几年红河局所管辖线路的覆冰情况进行分析，得出下表：

由上表可以看出：线路发生覆冰时间虽然大部分集中在气温较低、或下雪的冬季，但也不排除发生在其他时间的部分。而发生地点毫无规律，导致监测、预防困难，不能及时进行处理，造成了严重后果。

通过分析，得出监测困难的原因大致有以下几个方面：1）环境的不可预测。覆冰地区的温度、湿度、气象等条件难以预测；2）目前红河局只对梳理出来的易覆冰特殊区段，泸西、弥勒区域的个别线路安装了覆冰在线监测装置，远远不能满足工作需要。其他地区因为不属于覆冰多发区，考虑经济性，安装在线监测装置过于昂贵；3）现有的覆冰在线监测装置，是通过传输照片来对覆冰进行监测，通过照片对覆冰情况进行判断，而二维照片难以反映真实的覆冰情况，造成了监测数据的不准确性；4）对于没有安装覆冰在线监测装置的线路，现在一般选择人力巡视。而输电线路覆冰的区域一般都在高海拔山区，发生覆冰时的气候恶劣，道路通行难度增大，人员巡线时危险性大，且需要通过步行才能到达杆塔处，效率低下；5）因为没有实时监测系统以及报警系统，所以导致没有在第一时间进行处理，使覆冰越积越厚，造成了严重后果。

2输电线路覆冰报警装置的设想

针对线路覆冰情况无法准确实时掌握的技术空白现状，红河供电局设备部提出线路覆冰报警实时监测覆冰厚度变化的设想，输电管理所检修一班在根据设备部的设想并与其经过多次讨论，决定研制以下几个模块来实现技术功能：

（1）研制模拟导线覆冰预警装置。在装置上面固定一段导线，使导线与线路处于同一环境条件，通过模拟导线上的覆冰的重量变化，来实现报警装置的开关动作和发出的信号变化。

（2）编写覆冰重量转换覆冰厚度程序。把所称重量通过相应公式转换为覆冰厚度。

（3）研发导线覆冰预警程序。报警系统通过电信网络信号，当覆冰厚度达到某个固定数值（2mm），将报警信息发送回后台，向预先设置的人员发送告警信息。

（4）研制电源系统，加入太阳能充电板，让预警装置能够长期在杆塔上运行。

如图1所示，大致通过以下四个系统来实现称重和预警功能：电源模块、称重模块、单片机最小系统和通信模块。通过称重模块采集数据，将模数转换后的重量数据传输给单片机，单片机计算出模拟导线覆冰厚度后，通过通信模块将覆冰厚度的数据传回终端，当覆冰厚度达到某值，在终端进行报警。

图1输电线路覆冰报警装置线路图

3输电线路防冰抗冰应急处置新方法的研究目标方向的确定

输电线路覆冰严重时给线路设备正常运行带来的影响是毁灭性的，杆塔折断倒塌，导地线断至地面，目前多数的处置方案均是新建杆塔尽快恢复线路运行的方式，此种方式虽然能彻底的解决覆冰影响，但施工周期较长，也就是说线路停电时间会很长，一般情况下要经历3-5天甚至更长的时间。针对这一问题，红河供电局输电管理所检修一班班长王伟刚同志提出了线路覆冰后减缓冰层续厚、倒杆断线时快速抢修和临时过渡措施的新思维新方法。

（1）覆冰后杆塔、导地线受力变化计算系统的研发（计算机系统程序）

该程序是基于监测报警装置数据的再次运算的计算机系统运行程序，只需要输入监测报警装置传输回来的导地线冰层厚度即可完成运算，运算结果与线路设备本身承力极限值做对比分析，更为有效的监控覆冰输电线路是否在安全（风险大）的环境中运行。

（2）倒杆断线发生时快速恢复送电临时过渡措施研究

快速恢复送电临时过渡措施也就是线路遭外力破坏严重（倒杆断线）时，采取一种快速的（一天内）搭建线路通道的方法，令遭破坏的线路临时搭建送电通道并恢复能够正常带电运行的状态，线路送电后再对破坏的输电线路进行具体的抢修工作。

快速搭建线路通道的方法可采用临时抢修塔搭建的方式，问题在于市场上现有的输电线路抢修塔的搭建工作仍不能满足我们搭建时间的要求，所以提出创新改进输电线路抢修塔的设想，新型抢修塔应满足以下几点，才能实现快速抢修恢复送电的目的和目标：

①搭建简单快捷，平原地带满足吊车更为快速吊装的要求；山地吊车无法进去区域应在方便搬运和快速搭建两者之间找到合理平衡点。

②抢修塔的固定措施，稳固的同时考虑比打桩更快速的科学方法，因为天寒地冻的环境不适合刨土埋桩稳固。

③研制新型快速安装拆除附件，输电线路现用的附件在安装时间上也不能满足快速送电的时间要求，应配套研发快速临时搭接和拆除的线路附件。

④绝缘子均采用合成绝缘子作为临时过渡使用，合成绝缘子质轻易安装，合成绝缘子应在抢修材料中备好，做好平时的检查维护工作。

（3）抗冰时作业人员安全用具套装

采用新的抗冰除冰方式和方法后，作业人员的安全防护用具就要随之更新提升，安全防护用具可在防滑、防冻、防割断、实时通信、全局监控、简单易操控等方向研讨创新发明。

（4）基于无人机的化学药剂高空喷洒装置的研究（生产用具）

目前线路融冰技术无论是直流融冰还是机械除冰，在投入资金成本高、操作繁琐、高坠风险大等问题上较为突出。针对这些问题，提出基于无人机的化学药剂高空喷洒装置的研制，首先，无人机是线路运检专业的配置工具，无需再次购买，只需要研制喷洒装置及无人机搭载平台即可，与直流融冰技术相比较成本降低显著，关键在于融冰化学药剂的研发成功。

（5）线路融冰化学药剂的研究（化学制剂）

融冰化学药剂目前在市场上还是空白技术，需要与化学制剂研发单位合作完成，目标效果应对金属类材料无腐蚀作用的同时可溶解冰层。

（6）线路设备憎水化学药剂的研究（化学制剂）

憎水化学药剂主要针对输电线路预防覆冰，在冷空气来临前和来临时，对线路喷洒憎水性化学药剂，达到冷空气来临时减缓线路覆冰速度的目的。

4结语

输电线路的防冰、除冰技术是一个复杂的研究课题，其对国内的电力输送的稳定起着至关重要的作用。面对覆冰问题时，要综合考虑线路的实际工作和环境情况，从而选择行之有效的防冰、除冰技术，保障输电线路的正常运行。与此同时，要加强防冰、除冰技术的研究，并应用于实际工作。

参考文献：

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[2]刘刚，赵学增，姜世金，等．架空电力线路防冰除冰技术国内外研究综述[J]．电力学报，2014（4）：335—342．

[3]吴天启．铁路电力系统防冰除冰技术[J]．中国铁路，2010（8）：26-29．