发布时间：2020-10-15所属分类：电工职称论文浏览：1次
摘 要： 摘要：目前，我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，分析冰灾发生的气候背景等因素，详细阐述国内外目前采用和正在研究的防冰新技术的原理和应用情况，从有效性、安全性、技术性、可操作性和经济性等方面对这些防冰除冰技术及方法进行了综合评估，并对
摘要：目前，我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，分析冰灾发生的气候背景等因素，详细阐述国内外目前采用和正在研究的防冰新技术的原理和应用情况，从有效性、安全性、技术性、可操作性和经济性等方面对这些防冰除冰技术及方法进行了综合评估，并对其应用价值和市场前景做出了评估。得到在电网设备的防冰方法中，不存在既具有安全性、可操作性，又能有效且经济的防冰技术的结论。提出在输电网络防冰除冰工作中，应把预防电网冰雪灾害工作放到更加重要的位置，重视输电网络覆冰的理论研究，认真分析冰灾原因，不断研究新技术、新方法，提高防冰水平的建议。
关键词：输电线路;覆冰;冰灾特点;防冰技术;评价
1中国电网覆冰与冰灾特点
1.1污秽的存在加剧了绝缘子覆冰闪络的几率
随着经济的发展，燃煤电厂、钢铁厂、化工厂、水泥厂等高污染、高排放企业日益增多，除尘和除硫不达标的工业锅炉折算容量高达1亿多kW，排放出大量的污染物。通过高污染、高排放企业附近地区的输电线路，便会在线路、绝缘子、铁塔、金具等设施上产生大量污秽物，过去的无污染或轻污染区，现在逐步上升为重污染地区。线路上的污秽物或浮尘极大地影响了其输电设施表面的光滑度，并使其憎水性能下降，为覆冰和积雪准备了充分条件。事实证明，污染越严重的地区，发生覆冰、冰闪、雪闪、雾闪等灾害的机率就越高。
相关期刊推荐：《电网技术》专业范围涉及发电并网、输电、配电及用电等领域，刊出论文包括综述性论文和原创研究性论文2种，近期栏目包括：专家论坛;特约专稿;电力系统分析与控制;低碳电力技术;能源互联网;直流输电与直流电网;直流电网基础理论及关键技术;可再生能源发电与综合消纳技术;大规模交直流混联电网运行特性、风险及控制技术;智能用电技术;配用电大数据技术;电力市场;能源与电力供给侧改革关键技术;电动汽车与能源互联网;自动化;高电压技术等等。
1.2杆塔和线路结构变化导致覆冰多样化，冰灾形成机理差异较大
20世纪80年代以来，中国电网的电压等级由220kV提高到330kV和500kV及以上，但因输电线路自身结构的变化不仅抗御恶劣气候袭击的能力没有增加，而且还有所下降。这是因为随着电压等级的提高，输电线路普遍采用分裂导线。每根子导线之间的距离为30mm左右，客观上更容易使几根子导线上的覆冰或积雪连为一体，形成巨大的冰桶体或冰雪桶体，尤其是每相导线或每极的子线迎风面覆冰达到一定重量便会扭转，扭转后再覆冰便形成更加坚实的冰桶体，使一相或一极线路的质量成数倍或数十倍的增加。冰桶体形成后导线迎风面大大增加，直接导致风雪交加时线路荷载又成倍增加。
1.3覆冰与冰灾具有典型的微地形、微气候特征
随着中国电网的大规模发展，电源点尤其是水电站到用电负荷中心的距离越来越远，大容量、远距离的特高压输电工程将在未来电网格局中充占据主导，这使中国大量东西或偏东西走向的输电线路比纯南北走向的线路更容发生覆冰灾害。在冬天，穿过这些区域的输电线路容易覆冰，在极端天气条件下，极易形成冰灾。
2防治输电线路出现覆冰事故的主要技术
2.1做好防冰准备，及时除冰
经过长期研究得知，输电线路覆冰多发生在分水岭以及有湖泊地带，因此，在建设输电线路时，应绕开这些地区，这也是目前最有效避免输电线路覆冰发生的办法。对于那些难以绕开的地区，在实际建设输电线路时应结合当地地形与气候进行设计，研究可能发生覆冰的机率，确保其具有极强的抗冰能力，从而防止电力设备与电气设备受到损坏[3]。此外，还应及时除冰。现阶段具有三十多种除冰方法，但总的归结起来主要有三类：①热力除冰，这种除冰方式就是运用热源或输电线自身的热量融化覆盖在输电线路上的冰雪。这就需要相关工作人员提升线路电流，通过焦耳效应完成加热工作，如常见的负荷融冰和短路融冰就是典型代表。另外，还可以加热电阻丝等对边际电流进行加;②机械除冰。这种除冰办法通常需要人工作业将覆冰铲除，典型代表有滑轮铲刮;③自然脱冰。这样除冰方法主要是依靠自热风力完成脱冰工作，具有简单方便的特点，但却会极易发生输电线跳跃情况，引发线路事故。
2.2防止覆冰出现闪络情况
①利用倒“V”绝缘子串。经过实践研究得知，这种方式的自洁功能很好，很少有积尘存在。如果出现局部电弧，电离气体就会自动扩散，有效防止闪络情况;②增加绝缘子串，阻断冰柱。可以安装硅橡胶子串，并在输电线的上中下三处安装，这样就能阻断冰柱，防止污流出现;③增设草帽型绝缘子串。这种措施不仅能够有效防止闪络情况，还能减少跳闸现象，但其中也存在一定缺陷，即直径过大，检修难度加大。
2.3做好防舞工作
要做好输电线路的防舞工作，应从三方面进行。①做好避舞工作，线路舞动通常发生在覆冰以后，且风力较大地区，因此在选择输电线路建设地址时，应避免在冬季多风地点和山谷等地方进行，对于线路走向，应顺应冬季主导风向，尽量减少线路舞动。②抗舞工作。抗舞工作不应在线路舞动以后再进行，应不断提升输电线路的电气能力与机械能力强化抗舞功能，如在实际工作中，可以适当的增加杆塔高度使杆塔具有良好的舞动能力，或提升金具耐性，这样即便发生了线路舞动情况也不会出现损害或松动情况。③抑制舞动。要做好抑制舞动工作，应结合防舞机理完成工作，增设抑制舞动装置。如转变输电线路性能，失谐舞就是其典型代表。或提升输电线路系统完成抑制舞动，典型代表有自阻尼线路。这些都是有效防止线路舞动的主要方式。
2.4提高绝缘子串电气耐受能力
1)提高绝缘子抗冰闪能力的方法。①增加绝缘子串长。重庆大学的试验表明，绝缘子串交直流冰闪电压与串长基本呈线性关系[29-31]，故在易覆冰地区，可以采取适当增加绝缘子串长的方法来提高绝缘子串的抗冰闪性能;②优化绝缘子布置方式。根据统计表明，绝缘子覆冰闪络基本上发生在悬垂串上，未发现耐张串和V型串、倒V串绝缘子冰闪，这说明冰闪概率与绝缘子串组装型式密切相关。2008年冰灾后，发生冰闪事故的线路大多数采用插花方式或改为倒V形布置方法。5a的运行经验表明，优化绝缘子布置方式具有明显的抑制冰闪的效果;③采用防覆冰绝缘子。运行经验和试验已经证明，防覆冰绝缘子可以调大爬距，防止不同覆冰厚度、不同污秽程度和不同海拔高度下的闪络。2008年11月，近千支110~500kV新型防冰复合绝缘子在湖南等地供电线路抗冰改造工程中成功挂网。4a的运行经验表明，此种新型防冰复合绝缘子具有很好的防冰效果，而且较一般产品更不易积污，能够更持久地保持伞裙的清洁，该产品的防雷、防雨、防鸟害能力也有相应提高。2)提高绝缘子抗冰闪能力的综合评估。运行经验表明，增加串长、优化绝缘子布置方式和采用新型的防冰复合绝缘子都能有效提高绝缘子串的抗冰闪性能。
2.5加装大盘径绝缘子
在悬垂绝缘子串上端加装大盘径绝缘子，可以将横担上流下的冰水与绝缘子串本身的覆冰隔断，从而起到防冰的作用，同时又有一定的防鸟效果。
这种措施对一般的降雪、降雾天气有较好的防范作用，但当绝缘子串本身的覆冰较重时，就失去了效果，因为绝缘子串本身产生的熔冰水已足以形成短路，同时随着横担上熔冰水的下落，大盘径绝缘子外侧的冰凌逐步增长，虽能与绝缘子串保持一定距离，但也会短接一部分空气间隙，从而降低闪络电压。
3结语
1)输电线路覆冰具有典型的微地形、微气候特征，但不同结构物覆冰形成机理差异较大;2)设计和建设达不到实际抗冰需要，环境污染加剧了绝缘子覆冰闪络的几率，均给电网的安全运行带来重大威胁;3)在电网设备的防冰方法中，不存在既具有安全性、可操作性，又能有效且经济的防冰技术;4)在输电网络防冰除冰工作中，应把预防电网冰雪灾害工作放到更加重要的位置，重视输电网络覆冰的理论研究，认真分析冰灾原因，不断研究新技术、新方法，提高防冰水平。——论文作者：任禹嘉
SCISSCIAHCI
