线路覆冰的成因危害防范措施实用版Word格式文档下载.docx

1、编勺XXXXXX审核线路覆冰的成因、危害、防范措施实用版提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式 方法、进度等都部署具体、周密，并 有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以 对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。由覆冰、舞动引起的输电线路倒杆（塔）、断线及跳闸事故，严重威胁到电网的安全 稳定运行及供电可靠性。1覆冰形成原因和过程导线覆冰首先是由气象条件决定的，是受 温度、湿度、冷暖空气对流、环流以及风等因 素决定的综合物理现象。云中或雾中的水滴在 0 C或更低时与输电线路导线表面碰撞并冻结 时，覆冰现象就产生了。贵州省地处云贵高 原，海拔

2、在1500m以上，境内沟壑纵横，地势 高低不平，空气潮湿，受西伯利亚寒流和太平 洋暖湿气流的共同影响，20xx年初贵州大面积 的遭受了覆冰危害。导线表面发生覆冰现象必 须满足以下几个条件：大气中必须有足够的过 冷却水滴，过冷却水滴与导线接触，过冷却水 滴立即冻结在导线表面。覆冰按形成条件及性质可分为A、B、C、D、E五种类型。A型称雨淞覆冰，是在冻雨期发生于低海拔 地区的覆冰，持续时间一般较短，环境温度接 近冰点，风相当大，积冰透明，在导线上的粘 合力很强，冰的密度很高，雨淞覆冰是混合淞 覆冰的初级阶段，由于冻雨持续期一般较短， 因此，导线覆冰为纯粹的雨淞覆冰的情况相对 较少。B型称混合淞，当

3、温度在冰点以下，风比较 猛时，则形成混合淞。在混合淞覆冰条件下， 水滴冻结比较弱，积冰有时透明，有时不透 明，冰在导线上粘合力很强。导线长期暴露于 湿气中，便形成混合淞。混合淞是一个复合覆 冰过程，密度较高，生长速度快，对导线危害 特别严重。C型称软雾淞，是由于山区低层云中含有的 过冷水滴，在极低温度与风速较小情况下形成 的。这种积冰呈白色、不透明、晶状结构、密 度小，在导线上附着力相当弱。最初的结冰是 单向的，由于导线机械失衡，逐渐围绕导线均 匀分布，在此情况下，这种冰对导线一般不构 成威胁。D型和E型分别为白霜、雪，白霜是空气中 湿气与0C以下的物体接触时，湿气往冷物体表 面凝合形成的，白

4、霜在导线上的粘结力十分微 弱，即使是轻轻地振动，也可以使白霜脱离所 粘结导线的表面，与其他类型覆冰相比，白霜 基本不对导线构成严重危害。空气中的干雪或冰晶很难粘结到导线表 面。只有当空气中的雪为“湿雪”时，导线才 会出现积雪现象。当有强风时，雪片易被风吹 落，导线覆雪不可能发生，故导线覆雪受风速 制约，因此平原地区或低地势无风地区，导线 覆雪现象较山区常见。导线覆冰的基本物理过程是严冬或初春季 节，当气温下降至-50C,风速为315m/s 时，如遇大雾或毛毛雨，首先将在导线上形成 雨淞，这时如果气温再升高，雨淞则开始融 化，如天气继续转晴，则覆冰过程就停止；这 时如果天气骤然变冷，出现雨雪天气

5、，冻雨和 雪则在粘结强度较高的雨淞面上迅速增长，形 成较厚的冰层；如温度继续下降至-15-8C, 原有冰层外则积覆雾淞。在这样一个过程中， 岀现多次晴冷变化天气，短暂的融化加强了 冰的密度，如此往复发展将形成雾淞和雨淞交 替重叠的混合冻结物，即混合淞。2影响覆冰的因素当具备了形成覆冰的温度和水汽条件后， 风对导线覆冰起着重要的作用。它可将大量的 过冷却水滴不断地输向线路，与导线碰撞而被 截获并逐步增大形成覆冰现象。据观测，覆冰 首先在导线迎风面上成长，当迎风面达到某一 覆冰厚度时，导线因重力作用而产生扭转，从 而岀现了新的迎风面。这样，导线通过不断扭 转而使覆冰逐步增大，最终导线上形成圆形或

6、椭圆形的覆冰。除了风速的大小对覆冰有影响 外，风向与导线平行时，或当与导线之间的夹 角小于45或大于150时，覆冰较轻；风向 与导线垂直或风向与导线之间的夹角大于45 或小于150时，覆冰比较严重。除了风速大小和风向会影响覆冰外，线路 走向和导线悬挂高度及导线直径都会影响到导 线的覆冰力学。一般来说，我国东西走向的导 线覆冰，普遍较南北走向的导线覆冰严重，因 此在重冰区线路走线时，尽量避免呈东西走向。导线悬挂高度越高，覆冰越严重，因为空 气中液水含量随高度的增加而升高，有利于覆 冰的形成。另外，导线越粗覆冰也越严重。3输电线路覆冰危害的特点3. 1线路覆冰倒杆（塔）断线的特点 线路覆冰倒杆（塔

7、）断线的特点：一是由 于覆冰时杆（塔）两侧的张力不平衡造成的。 在一些地形起伏较大的地区，两相邻的杆（塔）在高度和距离上存在很大的差距，在还 未覆冰时两侧就形成了较大的不平衡张力，当 线路上出现大密度的覆冰时，杆（塔）两侧的 不平衡张力加剧，当张力不断加大，直至到达 杆（塔）、导线所能承受的极限时，就岀现了 导线断落或杆（塔）倒塌的现象。因此，在灾 后恢复和未来的设计改造中，应尽量避免大高 度差、大距离和大转角。二是线路上有大密度 的雨淞覆冰时，因为雨淞覆冰是湿”度增长 过程，其粘附能力强，不易掉落。在风的激励 下，导线会产生大振幅、低频率的自激振动。 当舞动的时间过长时，会使导线、绝缘子、金

8、 具、杆（塔）受不平衡冲击疲劳损伤。3.2覆冰绝缘子串的闪络特性绝缘子的冰闪是冰害的另一种，当绝缘子 发生覆冰现象后，在特定温度下使绝缘子表面 覆冰或被冰凌桥接后，绝缘强度下降，泄漏距 离缩短。在融冰过程中冰体表面或冰晶体表面 的水膜会很快溶解污秽物中的电解质，并提高 融冰水或冰面水膜的导电率，引起绝缘子串电 压分布的畸变（而且还会引起单片绝缘子表面 电压分布的畸变），从而降低覆冰绝缘子串的 闪络电压。大气中的污秽微粒直接沉降在绝缘 子表面或作为凝聚核包含在雾中，将会使绝缘 子覆冰融化时，冰水电导率进一步增加。另外 有关试验数据表明，覆冰越重、电压分布畸变 越大，绝缘子串两端，特别是高压引线端

9、绝缘 子承受电压百分数越高，最终造成冰闪事故。实际上，纯冰的电阻很高，完全可以满足 电力系统安全运行的要求，只有当冰中混杂有 导电杂质后，覆冰绝缘子的闪络电压才会降 低。这不仅因为冰闪是由于冰中含有污秽等导 电杂质造成的，而且从污秽绝缘子和覆冰绝缘 子的耐受电压和闪络机理也可发现其相似性。 图1为覆冰绝缘子交流耐受电压和污秽绝缘子 交流耐受电压的比较。 图1覆冰绝缘子与 污秽绝缘子交流耐受电压的比较从图1中曲线可知，除了两者耐受电压的 数值有差异外，覆冰绝缘子与污秽绝缘子的耐 受电压随等值附盐密度的变化趋势基本一致。4冰害的防治措施冰害对输电线路的安全稳定运行产生很大 的影响，因此必须采取有效

10、的措施，防治冰害 事故的发生。一般而言，防止输电线路冰害事故的最重 要方法，是在设计阶段釆取有效措施，尽量避 开不利的地形，即尽量避开最严重的覆冰地段 或“避重就轻”。线路宜沿起伏不大的地形走 线，尽量避免横跨土亚口、风道和通过湖泊、水 库等容易覆冰的地带，翻越山岭时应避免大档 距、大高差，沿山岭通过时，宜沿覆冰季节背 风向阳而走线，应避免转角点架设在开阔的山 脊上，且转角角度不宜过大等，达到减少覆冰 概率和减轻覆冰程度的目的。4. 1经过重冰区的输电线路应严格按重 冰区架空输电线路设计规定进行设计对于档距较大的重覆冰地段，采取增加杆 塔、缩小档距的措施，以增加导线的过载能 力，减轻杆塔荷载，

11、减小不均匀脱冰时导线、 地线相碰撞的机遇。对重覆冰区新建线路应尽 量避免大档距，使重覆冰区线路档距较为均 匀。增加输电线路的覆冰承载能力，还可以在 不改变原有杆（塔）位置的情况下，将钢芯铝 绞线更换为新型的钢芯铝合金导线，以LGJ-400 型导线为例，可将其换为新型HL4GJQ-400,这 样既保证了线路的输电能力，又满足覆冰过载 时导线的安全运行。杆（塔）的承载没有增 大，反而减小。HL4GJQ-400钢芯铝合金导线比 LGJ-400钢芯铝绞线抗拉强度增大1. 26倍、重 量降低9.35%。在同等地理、气象条件下，新选 择的导线、避雷线组合比原设计的导线、避雷 线组合的抗覆冰性能大大改善。当

12、线路走向、杆（塔）位不变的条件下， 导线由LGJ-400钢芯铝绞线更换成HL4GJQ-400 钢芯铝合金导线后，最大使用张力由58224. 5N 降至57196N,每米导线覆冰时的垂直荷重由 63. 93N降为62. 3N,避雷线规格不变，每米避 雷线覆冰时垂直荷重不变，但最大使用张力由 原来的47462. 7N降为39275. 3N,从垂直荷载和 水平张力的数据显示，杆（塔）的荷载有了明 显的降低，杆（塔）的安全储备得到明显提 高。导线的最大使用应力相同，HL4GJQ-400的 比载较LGJ-400的小，故对地距离、交叉跨越 距离有所改善。导线的安全系数由2. 22 （按新 手册实为2. 1

13、09）提高到2. 6655,避雷线的安 全系数由2. 5 （按新手册实为2. 225）提高到 2. 8倍，导线、避雷线的安全系数均提高1.26 倍，覆冰的过载能力得到了较大提高，按50mm 冰区校验已能满足规程要求。4.2绝缘子串的防冰由于绝缘子串结构、形状复杂，在自然环 境条件下的风向、风速及湿沉降水种类等的作 用下，绝缘子的覆冰形状千姿百态，因此要防 止运行线路的绝缘子串覆冰有较大的难度。根 据前面的论述及分析，运行中的覆冰绝缘子串 发生闪络的主要过程是，被冰凌桥接的绝缘子 串处于融冰状态时，电导率高的融冰水形成水 帘，导致绝缘子串裙边之间形成闪络通道，从 而发生绝缘子串闪络。因此，阻断绝

14、缘子串裙 边融冰水形成水帘，是防止绝缘子串发生冰闪 的一种有效方法。而绝缘子串水平悬挂、V型 串、斜向悬挂等，则可起到防止融冰水形成垂 直水帘的作用。4. 2.1悬式绝缘子串增加大盘径伞裙阻隔 法大盘径绝缘子隔断：在直线悬式瓷绝缘 子串的上部、中部、下部各更换一片大盘径绝 缘子，阻断了整串绝缘子冰凌的桥接通路。特制合成绝缘子：向合成绝缘子生产厂 家定做上、中、下各有一片特大伞裙的合成绝 缘子，将原运行的合成绝缘子替换下来。合成绝缘子加大盘径绝缘子：在原来运 行的合成绝缘子上方加一片大盘径瓷绝缘子。粘贴大伞裙或绝缘板：加特制伞裙或绝 缘板（草帽型），通过将原有普通合成绝缘子 采用粘贴或热塑等方法

15、，将特制大伞裙固定为 一体或采用加草帽型绝缘板。4. 2. 2悬垂绝缘子串斜挂法绝缘子串水平悬挂或V型悬挂以及倒V型 悬挂，均可提高覆冰绝缘子串的冰闪电压，而 对于直线杆塔来说悬垂绝缘子串，改水平悬挂 或V型悬挂是有较大的困难，而改为倒V型悬 挂工作量也很大，而“架空送电线路运行规 程”中规定，直线杆塔的绝缘子串顺线路方向 的偏斜角不得大于7. 5 ,这是从直线杆塔两侧 的导线档距内的受力平衡来考虑的。如果考虑 了两侧的平衡，有意识地将顺线路方向的绝缘 子串偏斜角加大，这样也可以改善覆冰绝缘子 的冰闪电压。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。重覆冰区线路不宜采用玻璃绝缘子串，以 减少或防止因玻璃绝缘子覆冰后长时间的局部 电弧使其烧伤或