分析输变电线路覆冰原因及其消除措施
郭政强
摘要：随着社会的进步经济的发展，国民对电力的需求不断增加，如何提高输变电线路的安全稳定运行已成为电力企业的重要课题。据历史数据统计，输变电线路覆冰是影响线路安全稳定运行的重要原因之一，解决输变电线路覆冰已成为电力系统安全送电的关键。文中主要分析输变电线路覆冰的原因并提出消除覆冰的措施。针对实际环境进行考察通过改进输变电线路设计、研究输变电线路覆冰、提高输变电线路覆冰等措施来实现覆冰线路的控制。
关键词：输变电线路；覆冰原因；消除措施
0 引言
我国由于国土面积大，供电线路跨度也比较大，因此已成为输变电线路覆冰比较严重的国家之一。目前河南、河北、贵州、云南、四川、陕西等省市均多次出现过严重的输变电线路覆冰事故，同样在东北部分地区也存在着线路覆冰的间题，这些线路覆冰会影响电网的建设以及供电线路的正常运行。输变电线路发生覆冰事故主要引起跳闸、倒杆、断杆等故障，这些故障会导致电网运行的安全性下降，极大的影响国家电网的安全运行。
1 输变电线路覆冰的形成原因
输变电线路覆冰主要是因为大气中的水蒸气在遇到温度在冰点以下的输电线路时释放热能而气体本身在线路表面形成覆盖冰层。由此可以发现输变电线路覆冰的影响因素主要有大气湿度以及大气温度，相对来说温度的影响更多一些，除此之外空气对流这一物流现象也对线路覆冰具有一定影响。大气中的水蒸气遇冷会发生凝结，当温度过低时落地之前会形成冰雨。由于形成的冰雨稳定性差很容易凝结成冰，尤其遇到温度很低的输电线路时。这些凝结而成的冰经过大气中风的作用发生形态的改变，形成雨淞或者雾淞。
2 输变电线路覆冰分类
目前我国电力系统中发生的输变电覆冰现象主要分为雨淞、湿雪、雾淞、混合性凝结几种类型。
雨淞主要发生在冬季前后，冬季冷空气出现上升，此时冷空气温度如果下降到零度以下就会成为冷却水滴。根据计算当外界环境达到以下条件即会形成输变电线路雨淞：空气温度0～4℃、空气湿度80%、风速3m/s～15m/s、密度600N/m3～900N/m3。雨淞形成的线路覆冰外部状态类似透明玻璃体，其质地比较硬并且具有很强的附着能力，一旦形成很难去除，因此整个覆冰线路对供电系统影响较为严重。
雾淞主要的形成原因是冷却雾滴遇到过冷空气，覆冰线路中常见的雾淞有两种形态：粒状雾淞和晶状雾淞。晶状雾淞：是由于自身温度骤然下降导致内部含有的水蒸气直接凝华产生，这种形态雾淞主要是白色的晶体，本身质地比较疏松并且自身附着能力很差，形成后容易脱落易于去除，对供电系线路响不大。粒状雾淞：这种形态雾淞是由于雾滴短时间覆盖在输电线路表层冻结产生，粒状雾淞的形成时间很短，外观呈现乳白色不透明状，表面易出现波纹，质地比较疏松，并且附着能力强，对输电线路威胁比较大。
湿雪的自然状态是灰白色或者乳白色，并且质地比较软，一般是由于融化的雪花或者液体覆盖在线路表面形成。湿雪覆盖线路后，如果温度持续下降会形成冻结的冰，一旦形成附着能力很强，密度在100kg/m3～700kg/m3。混合冻结主要是由于空气中的冷暖气团交汇，在交汇部位形成凝固的界面，低于冰点温度的电线就很容易出现冻结现象，形成混合冻结。混合冻结外观为乳白色，整体空隙比较多，自身体积较大，密度为200kg/m3～600kg/m3。
3 消除输变电线路覆冰的措施
3.1 实地考察对了解覆冰实际情况
为使输变电线路覆冰预防工作有效施行，要对现场实际情况进行勘察，根据覆冰情况进行分析进而掌握整个覆冰线路的实际状况，保障可以从根源上降低输变电线路覆冰。相关工作人员应对天气情况进行不间断监测，针对已经出现的覆冰故障进行分析总结覆冰出现的原因，采取有效手段预防和控制覆冰故障，并且可以为电路设计中预防覆冰提供可靠资料。
3.2 合理设计输变电线路减少覆冰
输变电线路的设计往往要对施工地点进行实地勘察，针对当地的气候变化、地理形态进行详细分析，实现输变电线路的合理设计，保证线路的铺设路径与实际情况最为适宜，可以有效地降低线路发生覆冰的可能性。
3.3 研究输变电线路的覆冰
工作人员对输变电线路覆冰情况进行研究，主要针对覆冰的特点、原理进行分析，研究各地区出现覆冰线路的原因和引发的故障，保障输变电线路覆冰预防以及控制工作的有效性。可以通过对輸变电线路覆冰发生率以及频发地区的统计分析绘制覆冰分布图，根据图纸加强对覆冰高发地区的预防及管理。预防措施主要有，安装覆冰线路保护装置及预防装置和建立覆冰区域的监测系统。
3.4 输变电线路覆冰的消除措施
早在20世纪50年代初我国就已经对输变电线路覆冰问题有了一定的了解，并针对线路覆冰消除措施进行了细致的研究。通过这些年经验的积累，目前我国对输变电线路覆冰的消除技术有了大幅度提高，相关措施对覆冰线路的预防及消除起到了很好的效果。
3.4.1 机械消除法
机械消除法指的是通过手动机械或者电动机械清除输变电线路覆冰的方法。这种方法主要是利用铲刮或者振荡来实现。不过由于机械除冰的过程中容易造成线路的损坏，而且实施难度较大，这就会限制这种除冰措施的使用范围。
3.4.2 热能除冰法
热能除冰方法主要是依靠过电流、短路电流、电阻性铁磁线等技术将电能转换为热能实现。电阻性铁磁线法是将磁场中电磁能转换为热能对线路覆冰进行清除；过电流法是利用线路中传输的电流产生热能对线路覆冰进行清除。其中电阻性铁磁法由于投入成本过高使用范围又较窄，在线路覆冰清除时并不常用，过电流方法由于投入成本低除冰效果好而被经常使用。
3.4.3 微波除冰法
输电线路除冰法主要是通过微波产生的热能进行除冰。在利用输电线路进行除冰时，要将微波频率控制在高频电机激光范围内，这样才能实现两者间的热能量传递进而完成对外部的加热。这种方法可以将能量最大限度的转换为热能，提高对覆冰线路的清除效果并且不会损伤线路。
3.4.4 被动除冰法
被动除冰法主要是利用外界的自然条件实现对线路覆冰的清除，例如风力、地球引力、温度等。这种方法主要是利用外界的环境达到除冰的效果，既不需要投人大量的成本又降低了施工的难度，最大程度的降低了外界环境对除冰效果的影响，因此已成为目前输变电线路覆冰清除的最佳方法。
4 结束语
随着社会的进步经济的发展，电力需求逐年上升，如何安全稳定供电已经成为电力系统的重要课题。我国国土面积辽阔，输变电线路铺设跨度大，导致线路覆冰面积也比较大，因此线路覆冰引发的电力故障已成为我国电力安全稳定运行的重大隐患。在日常工作中要加强对线路覆冰的预防及清除，尽量减少覆冰故障的发生率，相关工作人员要对覆冰线路及周围环境进行全面分析，严格执行避、抗、融、改、防五项基本原则来进行覆冰的预防及消除工作。
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