線路覆冰分析及保護對策

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摘要：輸電線路覆冰可引起導線舞動、桿塔傾斜倒塌、斷線及絕緣子閃絡等問題，應在新建線路時首先要充分掌握該地區(qū)的冰雪情況，并仔細研究輸電走廊的微氣候、微地形，盡量避開重冰區(qū)，無法避免時，應在重冰區(qū)采取抗冰設計。

　　關鍵詞：線路；覆冰；分析；保護對策

　　我國北方覆冰現(xiàn)象給河北南網(wǎng)電力系統(tǒng)的安全運行帶來不小的危害。因此，分析輸電線路覆冰特點、規(guī)律對防止冰災事故的發(fā)生便顯得尤為重要了。通過實例分析，可將覆冰問題分為以下幾點進行討論：

　　1、輸電線路冰害事故產(chǎn)生的直接原因可分為四類

　　當線路實際覆冰超過設計抗冰厚度（即線路覆冰質量增加，覆冰后風壓面積增加）而導致的過負載事故；不均勻覆冰或不同期脫冰引起的機械和電氣方面的事故；絕緣子串覆冰過多或被冰凌橋接，引起絕緣子串電氣性能降低；不均勻覆冰引起的導線舞動事故。綜上，覆冰的隨機性導致覆冰尺寸、密度和形式隨機變化，這使輸電線路結構系統(tǒng)的各種荷載會連續(xù)發(fā)生不規(guī)律的變化。對于線路結構負載的變化進行如下分析：

　　1.1垂直荷載增加

　　冰的重量將增加所有支持結構和金具的垂直荷載。在覆冰條件下，架空地線弧垂通常會超過導線弧垂，并將引起短路故障；此外，因覆冰而增加的導線和地線拉力，也會成比例地增加受其影響的轉角塔及基礎的角變荷載。

　　1.2水平荷載增加

　　導線迎風面覆冰厚度增加時，輸電線路水平荷載也將隨之增加。一定條件下，大風在覆冰后來臨，遇到這種情況，線路可能遭受到災難性的沿線路方向串級倒桿塔事故。

　　1.3不均勻荷載的產(chǎn)生

　　覆冰區(qū)線路檔距、塔高不相等時或連續(xù)相鄰檔距裝配不一致時，導線覆冰則會造成線路荷載靜態(tài)縱向不平衡。覆冰的脫落或除掉是極不均衡的，這將使導線固定點承受很大的沖擊荷載。

　　1.4微風振動

　　導線上凝聚白雪后，使其直徑加大，同時仍保持截面的均衡。白雪覆層幾乎沒有改變導線的阻尼。因風力消耗隨導線直徑的增大而增加，故振動幅度比裸線時大。此外，較低的頻率可能會降至防震器有效運行范圍以下。

　　2、根據(jù)冰害事故類型分析，覆冰事故可歸納為以下四類

　　2.1線路覆冰的過載事故

　　a.包括導線和架空地線從壓接管內(nèi)抽出；或外層鋁股全斷，鋼芯抽出的事故；也有整根拉斷或耐張線夾出口附近導線外層斷若干股的事故。

　　b.有懸垂線夾船體在U型螺絲附近斷裂的事故，也有拉線楔形線夾斷裂造成倒桿事故。

　　c.有因弧垂增大，導線對地間距減小而造成的閃絡的事故；也有因地線弧垂增大，因風舞動造成與導線互碰、燒傷及燒斷導地線的事故。

　　d.對于桿塔這線路的主干來說，因斷導地線使得桿頭順線路方向折斷，或因導地線不對稱布置，在垂直線路方向將塔頭折斷的事故更為嚴重。

　　e.覆冰會破壞基礎，有下沉、傾斜或爆裂而引起塔身傾斜或倒桿的事故。

　　f.此外還有由覆冰過載引起的扭轉、跳躍，使絕緣子串翻轉、碰撞、炸裂等事故發(fā)生。

　　2.2不均勻覆冰或不同期脫冰事故

　　對于導線和地線來說，相鄰檔不均勻覆冰或不同期脫冰都會產(chǎn)生張力差，使導線在線夾內(nèi)滑動，嚴重時將使導線外層鋁股在線夾出口處全斷、鋼芯抽動，造成線夾另一側的鋁股發(fā)生頸縮，擁擠在線夾附近，長達1～20m（懸垂線夾和耐張線夾均有此類情況發(fā)生）。不均勻覆冰的張力差是靜荷載，而不同期脫冰屬動荷載，這是二者的不同之處。其次，因鄰檔張力不同，直線桿塔承受張力差，使絕緣子串產(chǎn)生較大的偏移，碰撞橫擔，造成絕緣子損傷或破裂。再次，當張力差達到一定程度后，會使橫擔轉動，導線碰撞拉線，電氣間隙減小，使拉線燒斷造成倒桿。

　　2.3絕緣子串冰凌閃絡事故

　　覆冰是一種特殊形式的污穢，，其放電過程也是由表面泄漏電流引起的。絕緣子覆冰或被冰凌橋接后，絕緣強度降低，泄漏距離縮短。融冰時，絕緣子表面將形成導電水膜，絕緣子局部表面電阻降低，形成閃絡。閃絡發(fā)展過程中持續(xù)電弧燒傷絕緣子，引起絕緣子絕緣強度降低。