线路覆冰分析及保护对策

摘要：输电线路覆冰可引起导线舞动、杆塔倾斜倒塌、断线及绝缘子闪络等问题，应在新建线路时首先要充分掌握该地区的冰雪情况，并仔细研究输电走廊的微气候、微地形，尽量避开重冰区，无法避免时，应在重冰区采取抗冰设计。
　　 关键词：线路；覆冰；分析；保护对策
　　我国北方覆冰现象给河北南网电力系统的安全运行带来不小的危害。因此，分析输电线路覆冰特点、规律对防止冰灾事故的发生便显得尤为重要了。通过实例分析，可将覆冰问题分为以下几点进行讨论：
　　 1、输电线路冰害事故产生的直接原因可分为四类
　　当线路实际覆冰超过设计抗冰厚度（即线路覆冰质量增加，覆冰后风压面积增加）而导致的过负载事故；不均匀覆冰或不同期脱冰引起的机械和电气方面的事故；绝缘子串覆冰过多或被冰凌桥接，引起绝缘子串电气性能降低；不均匀覆冰引起的导线舞动事故。综上，覆冰的随机性导致覆冰尺寸、密度和形式随机变化，这使输电线路结构系统的各种荷载会连续发生不规律的变化。对于线路结构负载的变化进行如下分析：
　　1.1垂直荷载增加
　　冰的重量将增加所有支持结构和金具的垂直荷载。在覆冰条件下，架空地线弧垂通常会超过导线弧垂，并将引起短路故障；此外，因覆冰而增加的导线和地线拉力，也会成比例地增加受其影响的转角塔及基础的角变荷载。
　　1.2水平荷载增加
　　导线迎风面覆冰厚度增加时，输电线路水平荷载也将随之增加。一定条件下，大风在覆冰后来临，遇到这种情况，线路可能遭受到灾难性的沿线路方向串级倒杆塔事故。
　　1.3不均匀荷载的产生
　　覆冰区线路档距、塔高不相等时或连续相邻档距装配不一致时，导线覆冰则会造成线路荷载静态纵向不平衡。覆冰的脱落或除掉是极不均衡的，这将使导线固定点承受很大的冲击荷载。
　　1.4微风振动
　　导线上凝聚白雪后，使其直径加大，同时仍保持截面的均衡。白雪覆层几乎没有改变导线的阻尼。因风力消耗随导线直径的增大而增加，故振动幅度比裸线时大。此外，较低的频率可能会降至防震器有效运行范围以下。
　　 2、根据冰害事故类型分析，覆冰事故可归纳为以下四类
　　2.1线路覆冰的过载事故
　　a.包括导线和架空地线从压接管内抽出；或外层铝股全断，钢芯抽出的事故；也有整根拉断或耐张线夹出口附近导线外层断若干股的事故。
　　b.有悬垂线夹船体在U型螺丝附近断裂的事故，也有拉线楔形线夹断裂造成倒杆事故。
　　c.有因弧垂增大，导线对地间距减小而造成的闪络的事故；也有因地线弧垂增大，因风舞动造成与导线互碰、烧伤及烧断导地线的事故。
　　d.对于杆塔这线路的主干来说，因断导地线使得杆头顺线路方向折断，或因导地线不对称布置，在垂直线路方向将塔头折断的事故更为严重。
　　e.覆冰会破坏基础，有下沉、倾斜或爆裂而引起塔身倾斜或倒杆的事故。
　　f.此外还有由覆冰过载引起的扭转、跳跃，使绝缘子串翻转、碰撞、炸裂等事故发生。
　　2.2不均匀覆冰或不同期脱冰事故
　　对于导线和地线来说，相邻档不均匀覆冰或不同期脱冰都会产生张力差，使导线在线夹内滑动，严重时将使导线外层铝股在线夹出口处全断、钢芯抽动，造成线夹另一侧的铝股发生颈缩，拥挤在线夹附近，长达1～20m（悬垂线夹和耐张线夹均有此类情况发生）。不均匀覆冰的张力差是静荷载，而不同期脱冰属动荷载，这是二者的不同之处。其次，因邻档张力不同，直线杆塔承受张力差，使绝缘子串产生较大的偏移，碰撞横担，造成绝缘子损伤或破裂。再次，当张力差达到一定程度后，会使横担转动，导线碰撞拉线，电气间隙减小，使拉线烧断造成倒杆。
　　2.3绝缘子串冰凌闪络事故
　　覆冰是一种特殊形式的污秽，，其放电过程也是由表面泄漏电流引起的。绝缘子覆冰或被冰凌桥接后，绝缘强度降低，泄漏距离缩短。融冰时，绝缘子表面将形成导电水膜，绝缘子局部表面电阻降低，形成闪络。闪络发展过程中持续电弧烧伤绝缘子，引起绝缘子绝缘强度降低。