架空输电线路防冰害措施研究

架空输电线路防冰害措施研究

王斌

国网山西省电力公司阳泉供电公司 山西 045000

摘要：随着新材料与新技术在现代化建设中的广泛应用，使得整个电力配网系统的结构功能更加完善。配网中各个电路主干部分与分支具有很强的关联性，一旦出现故障，容易造成电路停电，居民工作生活受到影响，进而造成巨大的经济损失。所以，对于工作人员来说，需要加大对于电力配网架空线路防冰害施工技术的研究力度，提高对于整体电路系统的熟悉性。

关键词：架空线路；防冰害；施工技术；研究分析

1 架空输电线路出现冰害问题的原因

一般的架空输电线路出现冰害问题的类型按形成条件主要可分为雨凇、雾凇和混合凇三类。其中，雨凇因粘附力大而难以去除，但由于其形成条件较为严苛，而混合凇在低温和大风情况下极易形成，冻结成透明密实的冰棱后与接触面紧密粘附，所以容易造成严重的覆冰事故，对电网各部分的危害较大。

2 架空输电线路冰害问题的危害

2.1 杆塔故障

架空线路在运行过程中，受到风力、雪压、泥石流、地震等自然因素的影响。如果雪压的荷载超过架空线路设计的荷载，那么杆塔可能出现沉降、倾斜甚至倒塌现象。

2.2 短路故障

        配电网的线路经常出现短路的故障，而短路的原因有很多，例如冰雹、大风或大雨等极端天气容易使各独立线路出现碰线故障或线路断线故障等，造成线路短路；雷电天气时出现的干扰电流能够损坏线路绝缘体，进而影响线路整个的运行环境，使整个线路运行风险增强，导线距离导体粉末过近也会造成电路短路；电路短路故障还可能是由于配电线路运行中出现腐蚀性气体或液体而导致的，腐蚀性气体和液体会使金属丧失导电功能，造成短路故障；除以上原因之外，人为因素也可能导致线路短路故障。

2.3 闪络故障

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。

3输电线路上常用的防冰害措施

3.1 从设计层面防冰害

①路线、角度设计。对于覆冰、舞动的高发区，根据已有的覆冰、舞动高发区分布图，可以有意识地避开，选择其他线路走廊，以减少冰害的威胁。②塔型、材料设计。采用加强型塔型设计，可以有效增强杆塔的防冰害水平，避免冰害故障发生。对于导地线的材料选材方面，可以运用国内外的新型防覆冰导地线型号，对于减少冰雪的附着能够起到良好的效果，但是工程造价将会上升。绝缘子的选材，也同样可以选取憎水憎冰型号的绝缘子，具有特殊涂层的导地线、绝缘子也可以减少冰雪的附着。③孤立档设计。对于覆冰灾害高发区，在无法避开线路走廊的情况下，采用孤立档的设计方式，或者采用减少直线塔数量的设计方式，可以有效提高杆塔抗冰水平，同时使得故障抢修时间缩短。

3.2 建立高压架空线在线视频监控系统

架空线路由于运行环境复杂，在运行过程中，可能受到冰害、风雪等自然灾害的影响，导致线路发生电力故障。因此，需要对架空线路进行巡视，及时发现线路存在的问题，并进行检修。高压架空线在线视频监控系统是利用现代化图像数据采集技术、压缩编码解码技术、3G通讯技术、超低功耗技术、视频监控技术等现代信息技术，对架空线路实行24h实时监测，可以解决架空线路运行过程中出现的导线覆冰、鸟害、雷击等问题。高清摄像头可以24h监控输电线路的运行情况，并将采集的线路运行图像信息发送到监控中心，监控中心可以观看各个采集点的数据信息，及时发现线路存在的安全隐患，并采取有效的措施，防止电力事故的发生。并通过人工方式，在现场异常情况下连续抓拍或者摄像，达到24h全天候监测的目的，减少电力巡视工作人员的工作强度，提高高压线路运行的安全性和可靠性，为线路管理和运营单位提供直观、可靠的线路信息，为线路运行管理提供决策参考。

3.3 合理应用机械除冰措施

机械除冰法的可操作性较差，安全系数低，人力体力消耗大，人员技术素质要求高，并且容易受到现场地形地貌的限制，在实际运维工作中，会谨慎考虑使用此类方法。除此之外，还可以应用热力除冰方式，直流融冰法是近年来开始推广的融冰法，需要借助10kV电源，同时需将融冰线路停电，断开所有无关的高低线线路，避免损坏其他无关设备。

3.4 对架空输电线路短路故障进行有效处理

针对架空电力短路故障，可以从以下几个方面进行处理和预防。①加大短路故障经济投入，用绝缘线取代裸导线，并为柱开、变压器等电力设备进行引线接头绝缘护套的安装。②安排专业工作人员进行电力设备现场安装的监督和管理工作，提高电力配电设备的安装标准，减少后续电力配网故障出现的频率。③对电力配网周围的施工环境和安装环境进行巡视，及时发现可能影响施工安全的隐患。④提高电力配网周围的树木枝叶修理工作，及时剪断威胁线路安全的树枝，确保电力配网运行安全。⑤根据实际使用需求，严格控制电力线路的导线弧垂、材料性质、截面、档位距离、环境湿度、环境温度等，恰当的采取防范措施。

3.5 加强架空输电线路冰害巡视监测

从巡视监测层面防冰害，主要是对于线路是否覆冰，以及覆冰的严重程度，做到心中有数，通过对于覆冰严重程度的预判，提前采取有效的除冰、融冰措施。①特殊巡视。在冻雨、冰雪天气的特殊巡视，是每年冬季的必然选项，特巡的线路区段以往年的覆冰、舞动高发区段为主。②在线监测装置。利用冰害高发区杆塔上面，安装的视频在线监测装置，对于相应杆塔进行实时监测，省时省力。③地面模拟观测点。为避免冰雪天气登杆检查的危险性，在杆塔附近建立地面模拟观测点，采用相同的导线型号，架设于距离地面2.5m左右的高度，用于在地面观测导线的覆冰类型及厚度，对于了解高空覆冰情况具有很好的参考意义。

3.6 合理利用憎水材料防冰

目前，电网中绝缘子的除冰装置在设计和安装上有许多局限性，所以当下比较常用的防冰手段是在绝缘子表面涂抹疏水性材料，而国内外学者也在不断地探寻合适的疏水防冰涂层材料，如铝合金基体超疏水材料、微纳米防冰表面材料等。除此之外，可以在绝缘子表面涂抹具有导电效果的室温硫化硅橡胶，该种橡胶可在冰雪条件下降低表面电阻，从而利用表面热效应减少绝缘子的覆冰量。但表面涂层的方法并不能完全消除覆冰，长时间的冰雪天气仍会在憎水性表面形成冰层，所以在极端恶劣的天气条件下憎水材料防冰的效果并不明显。

3.7 增设架空线路防冰害装置

①双摆防舞器。双摆防舞器属于比较成熟的导线防舞动装置，在我国架空线路中运用广泛，在单分裂、双分裂、四分裂导线上都有运用，对于减弱舞动能量的效果比较明显。②相间间隔棒。在架空线路舞动高发区段，可以安装有导线相间间隔棒，对于防止导线舞动鞭击起到了很好的效果。③防冰环。在导线上安装防冰环，将一段导线分隔开，对于冰雪的顺导线流动和同一时间脱落，都能起到限制的作用，可以防止覆冰连接成一条完整的线，避免同时大面积脱冰，而造成大幅度的导线弹跳。

4 结束语

综上所述，当前架空线路的施工和实际运行过程中存在很多问题，工作人员要不断地对架空线路工程中存在的冰害障问题进行检查、总结、剖析，根据冰害原因进行归纳，并提出正确合理的改善措施，使电力配网的架空线路工程施工建设和管理更加的顺利，同时能更好的保证电力配网的安全性和可靠性。

参考文献：

1. 李小兵.浅析架空输电线路覆冰危害及防冰除冰的措施[J].百科论坛电子杂志,2018,000(004):567,587.

2. 马都师,李巍,王颖.浅谈输电线路防止冰害事故的预防措施[J].福建质量管理,2018(13).

3. 杜超,马东炬,张涛,等.架空输电线路防鸟害措施研究[J].通讯世界,2018,000(005):229-230.

4. 李平,朱海波,杜超,等.架空输电线路防雷措施研究[J].通讯世界,2019(8).