浅析输电线路大范围冰害事故分析及对策

浅析输电线路大范围冰害事故分析及对策

陈汉捍

新疆送变电有限公司新疆乌鲁木齐830011

摘要：覆冰气候是线路设备损坏的直接原因，冰载荷重过大首先损坏杆塔的薄弱部件，微气候条件对覆冰倒杆起了决定性影响和作用，冰中存在着一定的污秽和明显减小爬距的过厚覆冰是冰闪的主要原因，绝缘子串型和环境温度的变化也与冰闪直接相关。针对覆冰对输电线路的影响和破坏还讨论了当前的对策和今后应开展的研究工作。

关键词：冰闪；倒塔；舞动；输电线路

引言

当出现输电线路大范围覆冰时，一旦部分线段的覆冰厚度明显超出线路机械承载能力，就会出现线路杆塔倒塌情况严重，直接影响输电网正常运行。大范围冰害事故损坏设备多、范围广，应深入分析其特点和原因，从输电线路的设计、施工运行、科研、产品质量等方面找出薄弱环节，采取相应对策，提高电网抗击严重自然灾害的能力。

一、输电线路冰害事故的类型与特点

输电线路覆冰引起的事故主要有以下几类：

（1）绝缘子冰闪事故。冰中含有污秽等导电杂质时更易造成冰闪，覆冰的存在改变了绝缘子的电场分布，覆冰可以看成一种特殊的污秽。

（2）覆冰导线舞动事故。导致线路跳闸停电、断线倒塔等严重事故。舞动时可能引起相间闪络，损坏地线、导线、金具等部件，导线有覆冰且为非对称覆冰时，线路易发生舞动。

（3）不均匀覆冰或不同期脱冰事故。导线电气间隙减少而发生闪络、导线和绝缘子闪络、绝缘子损伤或破裂、杆塔横担扭转或变形和导线断裂等情况的发生，大多是相邻档的不均匀覆冰或线路不同期脱冰会产生张力差造成的。

二、输电线路冰害的原因分析

（一）冰雪超重在成了杆塔荷载能力不足

（1）近些年来，不断发生的雪灾、冰害等自然灾害，是造成输电线路产生故障问题的客观原因。积雪天气和覆冰层加重了增加输电线路的覆冰重压和荷载，而杆塔一旦无法承受，就会出现损坏。正是雪灾、冰灾等自然灾害的频发，使得目前存在着明显和严重的各种电力设倒塌以及输电线路的中断现象，这对电力工程质量问题造成了严重影响。特别是在海拔高的地区，这些问题更为严重，这是因为这些地区的线路受到的气候影响更为严重，线路覆冰现象更为常见，线路长期荷载严重，这就是使得电线塔受到的拉力更大更长久，最终出现倾斜弯曲现象。

（2）微气候环境因素的影响。通常而言，在海拔较高的高山上常见电线塔和电线杆的倒塌现象。这些地区如果冬季出现过雨雪天气，冰雪覆盖层就很容易形成；而且随着海拔高度的增高，冰雪的覆盖厚度和重量也随之增大。此时，如果两侧的电线塔都在海拔较低的地方，那么就会因为冰雪覆盖应力的影响而出现两端不平衡的张拉力，这样电线杆或电线塔倾斜和倒塌的现象就很容易出现。

（二）绝缘子串覆冰严重造成频繁冰闪

（1）干旱无雨的季节，空气污染较重，容易发生冰闪跳闸现象。干旱季节空气中有大量的悬浮性尘埃和导电离子，而绝缘子表面也会有污秽。雨凇时绝缘子表面会沉积一些空气中的污秽，逐渐形成覆冰并加重，随之冰桥就会在绝缘子伞裙间形成，而天气转暖后，高电导率的融冰水膜就会冰桥表面形成，另外从杆塔横担上流下来的融冰水，也将使绝缘子串的绝缘性能直接降低。

（2）冰闪的发生率明显受到绝缘子串型的影响。有统计显示，冰闪基本上都在悬垂串发生，而没有出现耐张和V型串绝缘子冰闪，这表明绝缘子串型与冰闪的发生有着密切关系。原因有三：第一冰不容易在耐张串和V型串上桥接伞问间隙；第二这两个串行能够有效自身清晰，积累污染物少；第三融冰时，贯通性水膜难以在该串行上形成。

（3）温度的变化对冰闪起着重要影响。通常在温度较低的夜晚结冰时，贯通性导电水膜难以在段沿绝缘子串的冰柱表面出现，沿串电压也相对均匀的分布，因此不易发生冰闪；而温度较高的正午时分冰体表面开始融化，常常发生冰闪。如果冰雪天气较长，那结冰和融冰就会交替出现，也就会反复出现冰闪；如果冰雪天气较短，那化冰期将集中出现冰闪。

三、需采取的措施和今后的工作

当前采取的措施包括：a、海拔较高、湿度较大、雨凇和雾凇易于形成的山顶、风口、垭口地带，应根据此次覆冰厚度的观测值，加强或改建事故杆塔；在较长的耐张段中间适当位置设立耐张塔或加强型直线塔以避免一基倒塌引起连环破坏；其他微地形、微气象特性明显和历史上覆冰频繁发生的线段应参照事故线路安排技改和加强；地线上覆冰密度大，应补强地线支架。b、冰闪频发线段采用V型串、倒V串等合适的绝缘子串型布置；覆冰不太严重的区段也可采用大小盘径相间的插花串布置；双联串应增大串间距。c、多次发生舞动的线路区段加装防舞动装置，双串绝缘子间增大挂点间距或加装间隔装置。今后应进一步深入开展以下研究工作：

（1）在总结220kV线路的电流融冰技术和经验的基础上研究500kV线路融冰技术；研究包括导线覆冰状态的监测温度、湿度、覆冰厚度、积污、导线风偏等参数的综合在线监测及报警系统；研究防覆冰涂料和防覆冰导线等新材料，为今后防止大范围冰害事故提供必要的装置、设备和第一手资料。

（2）试验研究不同覆冰状况、不同积污状态、不同绝缘子串型、不同插花布置的绝缘子串的冰闪特性以合理配置绝缘子，减少冰闪故障；深入研究500kV倒V串绝缘子的机械受力特性和电气闪络特性。

（3）研究新型防舞器及安装位置的优化，进一步调研易舞区、易舞线段，归纳和分析诱发舞动的条件和参数以找出规律并采取对策。

（4）充分掌握沿线气象条件，线路杆塔选址避开重冰区，高海拔及微地形、微气象特征明显处采用加强型杆塔，减小耐张段长度；历史上覆冰气候明显的地段设立覆冰监测站，全面收集和长期积累气象资料，为输电线路设计、运行维护提供基础数据。

四、总结

采取“避、抗、融、改、防”方针综合治理覆冰对输电线路的影响和破坏，关键是准确把握和了解输电线路所经地区的气象状况，从而在设计、施工和运行维护上采取针对措施，故须结合生产中的实际问题，深入地开展分析、调研和试验研究。

参考文献：

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[2]李兴华.输电线路冰害事故的防止措施分析[J].中国战略新兴产业，2017（48）.

[3]周思明，易资兴.输电线路冰害事故及其防治对策研究[J].南方农机，2017（19）：73+80.