供电网输电线路防冰及除冰的技术研究

供电网输电线路防冰及除冰的技术研究

宋尚泽 

山西省阳泉市郊区开发区学院路一号山西工程技术学院 045000

摘要：目前，我国的供电网输电线路一般都是在高山和高原地区，特别是在寒冷的冬季，容易出现冰灾。当供电网输电线路覆冰时，冰层将使导线和避雷线发生弯曲变形，导致导线的绝缘子串出现闪络或放电现象，同时在输电线路覆冰时，还会出现导线舞动或悬挂物脱落等情况。一旦输电线路出现冰灾问题，轻则会导致线路跳闸停电，重则会造成线路事故发生。基于此，文章针对供电网输电线路防冰及除冰的技术展开分析，并提出使用策略，以供参考。

关键词：供电网输电线路；线路防冰；防冰及除冰；防冰及除冰技术

引言：随着我国电力技术的发展，供电网输电线路建设也越来越完善。但是，由于我国特殊的地理环境以及气候因素的影响，供电网输电线路在冬季会出现覆冰现象，并且覆冰现象具有很强的危害性。需结合覆冰对供电网输电线路产生的危害，提出有效的防冰、除冰技术措施。

一、供电网输电线路冰灾影响

（一）导线断线

输电线路出现导线断线的情况，一般都是由于导线受到覆冰的影响，导线发生弯曲变形，从而造成线路导线的绝缘子串闪络或放电现象。具体来说，就是输电线路在运行中，由于气温过低或出现冰冻时，导致线路发生覆冰，进而导致线路出现导线断线的情况，导线断线事故多出现在低海拔地区。

（二）绝缘子闪络

当输电线路存在覆冰时，由于绝缘子的表面会形成一层薄冰层，当冰层在一定的压力和湿度下，会产生电晕放电，最终导致绝缘子表面发生闪络。对于输电线路而言，绝缘子的闪络事故十分严重，轻则会导致绝缘子绝缘性能下降，重则会导致绝缘子串覆冰断裂，影响到输电线路正常供电，还会对周围用户的正常用电造成一定影响。因此，对于输电线路而言，必须要重视其绝缘子闪络事故问题。

（三）导线舞动

导线舞动是由于风的吹动和覆冰的影响，当覆冰导线发生舞动时，会在其上形成自激振动。若是舞动频率和导线固有频率相接近，就会产生共振，从而引发更大的振动，此时若是覆冰导线的刚度不够，则会造成导线断裂。在覆冰后如果不及时清除干净，会影响到线路安全运行，还会引起输电线路损坏、绝缘子受损等一系列问题。

（四）线路故障跳闸

线路故障跳闸，主要是指在线路出现故障的时候，电流不能正常的流入到电源中。根据以往的经验来看，对于导线垂直排列的线路，当下层导线上的覆冰先脱落时（导线上的覆冰不一定同时脱落），导线就会迅速上升或上、下跳跃，造成相间短路，使线路开关跳闸，供电中断。

二、供电网输电线路防冰及除冰的技术应用

（一）热力除冰方法

热力除冰是指通过在输电线路上施加热源，利用附加热源或导线自身发热，使其表面的冰融化，从而达到除霜的目的。热力除冰方法是目前较为常见的一种输电线路除冰方法，不仅可以有效地降低输电线路上的覆冰厚度，同时也可以提高输电线路的使用寿命。在热力除冰方法中，通常采用加热绝缘子或者导线来进行除冰操作，这种方法除冰的效果较明显，低居里热敏防冰套筒和低居里磁热线已投入工程实用。这种方式虽然比较简单，但是却存在一定的缺点。首先，这种方法在对绝缘子或者导线进行加热时，会对其表面造成一定程度的破坏，这就会降低绝缘子或者导线表面的温度，从而对其正常工作产生不良影响。其次，由于输电线路中使用的绝缘子或者导线大多都是由铝合金制作而成的，会导致导线表面会存在一定的高温。如果导线表面出现了高温现象，就会使得铝合金表面温度不断上升，从而会导致其发生膨胀现象。而这种膨胀现象则会导致导线内部压力不断增加，会对输电线路造成一定程度上的破坏。

（二）机械除冰方法

机械除冰方法主要是采用人力或者机械来清除线路上的冰雪，从而避免输电线路上出现严重的覆冰现象，提高电力系统的供电质量。机械除冰方法虽然可以清除线路上的冰雪，但是会对输电线路造成一定的损坏，进而影响到输电线路的正常运行。因此，在实际的工作过程中，需要加强对机械除冰方法的研究和探索。机械除冰法可采用电磁力或电脉冲，使导线产生强烈的而又在控制范围内的振动来除冰，对雾淞有一定效果，对雨淞效果有限，除冰效果不佳。

（三）线路设计防冰

为了能够保证供电网输电线路的正常运行，必须要加强线路设计工作，从而降低输电线路覆冰现象的出现频率。首先，在进行线路设计的过程中，必须要确保线路的供电可靠性。其次，在对线路进行设计时，必须要合理选择导线截面尺寸。最后，在进行导线设计时，还必须要保证导线绝缘子之间的距离、间隙以及档距等参数满足相关标准要求。此外，为了更好地防止覆冰现象的出现，还可以采用一些防冰措施。例如：对于不连续排列的导线，可以使用交叉间隔棒；间隔棒排列时，应当使其排列成斜列、斜角以及倒三角形等形式；在导线上使用间隔棒时应该尽量将其设置在导线上最大冰厚和最小冰厚之间。此外，在对线路进行设计时还可以采用一些新型材料，例如玻璃纤维绝缘子、陶瓷绝缘子以及复合材料绝缘子等，从而有效降低线路覆冰现象的出现频率。

（四）建设输电线路的冰灾预警系统

为了更好地预防和减少输电线路结冰现象，可以在输电线路上安装覆冰监测装置，当输电线路受到寒冷气候的影响时，覆冰监测装置就会自动发出预警信号，从而更好地避免线路的损坏，管理人员可以根据报警信号来及时采取措施处理。在实际的应用过程中，可以利用导线红外测温传感器来进行输电线路的监测，一旦发现覆冰现象要及时通知相关人员。

（五）积极制定应急方案，并及时处理灾害

输电线路在运行过程中，会受到众多因素的影响，如自然环境、气象因素、自然灾害等。一旦出现灾害，就会给输电线路造成不同程度的影响。因此，为了有效提高输电线路防冰及除冰效果，就必须制定应急方案，并及时处理灾害。一是应及时编制应急预案，并落实相应的责任部门和责任人。只有这样才能在遇到灾害时，能够及时开展抢修工作。二是应对输电线路进行全面巡视，及时发现线路存在的问题。三是应在不同地段设置安全警示牌。在输电线路受到灾害影响时，安全警示牌可以有效提示行人和车辆注意安全。四是应加强对灾害的预防工作。在灾害发生前，要制定相应的防范措施，并加强对预防工作的管理和控制。其中包括：设置安全警示牌、采取覆冰监测设备、对关键点进行重点监测等内容。五是应制定合理有效的应急措施，对于灾害发生后采取的措施和方法进行全面分析和总结，从而能够使其在以后类似灾害中起到指导作用和参考作用。

结论：

综上所述，输电线路受到恶劣环境的影响时，会产生温度、湿度、风速、风向的变化，从而会使输电线路产生结冰现象。结冰现象对输电线路运行产生诸多不利影响，轻则导致导线脱冰，重则会对输电线路造成严重危害，引发区域大规模停电问题。因此，加强对输电线路的防冰及除冰技术的研究，能够有效提高供电可靠性。本文主要从供电网输电线路防冰及除冰技术进行分析，并提出了措施，旨在更好地保障供电网输电线路安全稳定运行。

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