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[摘 要]输电线路是保障电力安全生产的关键，然而由于天气原因输电线路常出现导线覆冰现象，不利于电力网络的安全稳定运行。本文首先分析了输电线路出现导线覆冰的原因及带来的危害，之后分别分析了输电线路导线覆冰的国内和国外的研究现状，并介绍了国内外解决输电线路导线覆冰常用的方法。
[关键词]输电线路；导线覆冰；破冰；激光除冰
中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0130-01
引言
电力系统是由发—输—变—配—用等环节组成，其中输配电线路是电能量传输的关键设施，当输配电线路出现故障时，将直接导致电力生产的中断。由于季节气候等因素的影响，尤其是在北方冬季天气较为寒冷时期，输电线路常发生导线覆冰现象[1]，给电力的安全生产和电力系统的安全稳定运行带来严重的安全隐患。配电线路的电压等级较低，且很多配电线路都采用电缆线路，发生覆冰现象的影响范围也不广，故本文主要探讨输电线路覆冰的原因及危害，以及国内外的相关研究现状。
1 输电线路覆冰的原因及危害
输电线路可将处于不同地区的变电站相互连接起来，而变电站常处于较为偏远的地区，故输电线路常需要跨越高山等较为偏僻的地方，所需的线路长度一般也很长，从几十公里至几百公里不等[2]。然而，由于冬季天气原因，以及降雨降雪等因素的影响，输电线路不可避免出现导线覆冰现象。
输电线路一般都较长，当导线出现导线覆冰现象后，将增加导线的重量，增大线路铁塔的荷载，若此时再发生线路舞动现象，将很可能导致线路铁塔倒塌，线路供电中断，带来巨大的电力设施经济损失。例如2008年我国出现的特大雨雪冰冻灾害，导致大量的输电线路铁塔倒塌，造成南方地区大面积停电，严重影响了居民的正常生活用电，给我国带来巨大的经济损失。为此，有必要深入研究输电线路导线破冰的方法，本文系统分析总结了国内外对输电线路导线破冰的方法，为实际的电力生产提供了参加依据和方法选择。
2输电线路覆冰的国内研究现状
一到冬季，由于气温降低，雨雪天气增加，许多地域被冰雪所覆盖，输电线路导线也不例外。冰雪天气使电力输电线路出现了覆冰现象，线路覆冰过厚，将导致输电线路负重过渡，使电力线路断开，甚至压塌输电线路铁塔[3]；或者在融冰时，使线路出现闪络、短路等问题。自2008年那场冰雪天气给全国大部分地区带来了特大的冰雪灾害，森林中的树木与竹子由于覆冰过重而出现大量的断枝、翻倒等现象，全国大面积的输电线路因承载不了厚厚的冰雪覆盖而断线、坍塌铁塔，我国对输电线路导线破冰问题日益重视，并取得了一定的研究成果，总结了一系列输电线路导线破冰的方法，取得了良好的工程时实际应用效果，保障了我国电网的安全稳定运行。
利用短路電流破冰是常用的方法之一，根据焦耳定律，增大通过导线中的电流，导线发热将增加，从而可以使输电线路上的覆冰融化，之后再恢复线路的正常运行，这种输电线路导线破冰方法也称为热力融冰法[4]，通过热力使冰块从固态转化为液态。
采用热力融冰法需要消耗大量的能量，从能量管理上而言并不经济，采用机械动力破冰则不需要消耗大量的能量[5]。利用机械动力破冰也是常采用的方法之一，这种方法是利用各种机械动力使输电线路导线产生应力，从而使覆冰从导线上脱落，在合适的场合中建议采用机械动力破冰法。其他的输电线路破冰方法包括采用电晕放电、电子冻结等方法。各种除冰方法各具特点，应根据不同的应用场合加以选择。
在有的地区，还在电网中采用了输电线路导线覆冰监测装置。该输电线路导线覆冰监测装置适用于在严寒天气下对架空输电线路覆冰情况进行在线监测[6]，它可将在监测过程中采集到的视频、微气象、导线拉力、绝缘子倾角等数据及其变化状况，通过3G/GPRS/CDMA网络实时传送到电网调度中心的监控分析系统，供电网运行人员根据采集到的数据信息对输电线路的运行状况进行分析判断。同时在输电线路导线出现异常情况时，系统会以多种方式向电网运行管理人员发出预报警信息，使管理人员对报警点予以重视并采取必要的预防措施，保证输电线路导线的正常运行。
3输电线路覆冰的国外研究现状
国外同样重视输电线路导线覆冰问题，也采取的了一系列的破冰方法，其中具有代表性的方法包括激光除冰法、除冰机器人等。
激光除冰法的原理是利用激光辐照时产生的热效应，远程熔化导线上的覆冰。除了破除输电线路导线上的覆冰之外，激光还可以用来清洁物体表面的“脏东西”，让污渍瞬间蒸发，而且还不伤害设备、工件基材基底。不仅如此，高原寒冷地区的发电风机几乎常年遭受结冰困扰。如今，一束光打过去，就能让发电风机叶片上的冰瞬间融化，为高原高寒地区供电保驾护航。
除冰机器人在国外输电线路导线破冰维护工作中也得到了光伏的应用，采用这种输电线路除冰机器人不仅可以清除高压线上的积冰，有效维护电力的可靠供应，还可避免人工高危作业，提高冰雪灾害天气条件下进行救灾抢险的效率。该机器人能在塔桥悬挂式电线上能穿越障碍物且不减速，并装有远程遥控模块，机器人的操作者可在室内控制机器人，机器人中的无线摄像功能可帮助工作人员在室内通过视频随时观察除冰动态及电线破损情况。机器人上还装有夜视灯，可以在夜间和雾霾天气下作业。
4 结论
本文首先分析了输电线路导线覆冰的原因及给电力系统带来的危害，之后分析了国内和国外常采用的输电线路导线破冰的方法，并介绍了国内采用的输电线路导线覆冰监测装置。该覆冰监测装置可为电网运行管理人员对处理线路覆冰隐患赢得了良好的处理时机，预防效果良好，有效地确保了输电线路的安全运行。本文所介绍的内容可为电网企业选择输电线路破冰的方法提供一定的参考。
参考文献
[1]宋佩阳， 梁洁. 谈输电线路导线覆冰的研究现状[J].华东科技：学术版， 2013（6）：178-178.
[2]南福军.输电线路覆冰在线监测系统的研究现状[J].华电技术， 2014（10）：23-26.
[3]黄斌，徐姗姗，苏文宇.输电线路覆冰研究综述[J].电瓷避雷器， 2012（1）：27-32.
[4]闫泽豪，葛俊锋，叶林，等.基于模拟导线的输电线路覆冰探测系统[J]. 国外电子测量技术， 2016， 35（6）：63-66.
[5]谭绒，王劲.导线覆冰参数的计算及应用现状[J].电力勘测设计， 2014（6）：13-16.
[6]陈开群.覆冰导线脱冰国内外研究简述[J].科技视界， 2015（31）：124-125.
[关键词]输电线路；导线覆冰；破冰；激光除冰
中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0130-01
引言
电力系统是由发—输—变—配—用等环节组成，其中输配电线路是电能量传输的关键设施，当输配电线路出现故障时，将直接导致电力生产的中断。由于季节气候等因素的影响，尤其是在北方冬季天气较为寒冷时期，输电线路常发生导线覆冰现象[1]，给电力的安全生产和电力系统的安全稳定运行带来严重的安全隐患。配电线路的电压等级较低，且很多配电线路都采用电缆线路，发生覆冰现象的影响范围也不广，故本文主要探讨输电线路覆冰的原因及危害，以及国内外的相关研究现状。
1 输电线路覆冰的原因及危害
输电线路可将处于不同地区的变电站相互连接起来，而变电站常处于较为偏远的地区，故输电线路常需要跨越高山等较为偏僻的地方，所需的线路长度一般也很长，从几十公里至几百公里不等[2]。然而，由于冬季天气原因，以及降雨降雪等因素的影响，输电线路不可避免出现导线覆冰现象。
输电线路一般都较长，当导线出现导线覆冰现象后，将增加导线的重量，增大线路铁塔的荷载，若此时再发生线路舞动现象，将很可能导致线路铁塔倒塌，线路供电中断，带来巨大的电力设施经济损失。例如2008年我国出现的特大雨雪冰冻灾害，导致大量的输电线路铁塔倒塌，造成南方地区大面积停电，严重影响了居民的正常生活用电，给我国带来巨大的经济损失。为此，有必要深入研究输电线路导线破冰的方法，本文系统分析总结了国内外对输电线路导线破冰的方法，为实际的电力生产提供了参加依据和方法选择。
2输电线路覆冰的国内研究现状
一到冬季，由于气温降低，雨雪天气增加，许多地域被冰雪所覆盖，输电线路导线也不例外。冰雪天气使电力输电线路出现了覆冰现象，线路覆冰过厚，将导致输电线路负重过渡，使电力线路断开，甚至压塌输电线路铁塔[3]；或者在融冰时，使线路出现闪络、短路等问题。自2008年那场冰雪天气给全国大部分地区带来了特大的冰雪灾害，森林中的树木与竹子由于覆冰过重而出现大量的断枝、翻倒等现象，全国大面积的输电线路因承载不了厚厚的冰雪覆盖而断线、坍塌铁塔，我国对输电线路导线破冰问题日益重视，并取得了一定的研究成果，总结了一系列输电线路导线破冰的方法，取得了良好的工程时实际应用效果，保障了我国电网的安全稳定运行。
利用短路電流破冰是常用的方法之一，根据焦耳定律，增大通过导线中的电流，导线发热将增加，从而可以使输电线路上的覆冰融化，之后再恢复线路的正常运行，这种输电线路导线破冰方法也称为热力融冰法[4]，通过热力使冰块从固态转化为液态。
采用热力融冰法需要消耗大量的能量，从能量管理上而言并不经济，采用机械动力破冰则不需要消耗大量的能量[5]。利用机械动力破冰也是常采用的方法之一，这种方法是利用各种机械动力使输电线路导线产生应力，从而使覆冰从导线上脱落，在合适的场合中建议采用机械动力破冰法。其他的输电线路破冰方法包括采用电晕放电、电子冻结等方法。各种除冰方法各具特点，应根据不同的应用场合加以选择。
在有的地区，还在电网中采用了输电线路导线覆冰监测装置。该输电线路导线覆冰监测装置适用于在严寒天气下对架空输电线路覆冰情况进行在线监测[6]，它可将在监测过程中采集到的视频、微气象、导线拉力、绝缘子倾角等数据及其变化状况，通过3G/GPRS/CDMA网络实时传送到电网调度中心的监控分析系统，供电网运行人员根据采集到的数据信息对输电线路的运行状况进行分析判断。同时在输电线路导线出现异常情况时，系统会以多种方式向电网运行管理人员发出预报警信息，使管理人员对报警点予以重视并采取必要的预防措施，保证输电线路导线的正常运行。
3输电线路覆冰的国外研究现状
国外同样重视输电线路导线覆冰问题，也采取的了一系列的破冰方法，其中具有代表性的方法包括激光除冰法、除冰机器人等。
激光除冰法的原理是利用激光辐照时产生的热效应，远程熔化导线上的覆冰。除了破除输电线路导线上的覆冰之外，激光还可以用来清洁物体表面的“脏东西”，让污渍瞬间蒸发，而且还不伤害设备、工件基材基底。不仅如此，高原寒冷地区的发电风机几乎常年遭受结冰困扰。如今，一束光打过去，就能让发电风机叶片上的冰瞬间融化，为高原高寒地区供电保驾护航。
除冰机器人在国外输电线路导线破冰维护工作中也得到了光伏的应用，采用这种输电线路除冰机器人不仅可以清除高压线上的积冰，有效维护电力的可靠供应，还可避免人工高危作业，提高冰雪灾害天气条件下进行救灾抢险的效率。该机器人能在塔桥悬挂式电线上能穿越障碍物且不减速，并装有远程遥控模块，机器人的操作者可在室内控制机器人，机器人中的无线摄像功能可帮助工作人员在室内通过视频随时观察除冰动态及电线破损情况。机器人上还装有夜视灯，可以在夜间和雾霾天气下作业。
4 结论
本文首先分析了输电线路导线覆冰的原因及给电力系统带来的危害，之后分析了国内和国外常采用的输电线路导线破冰的方法，并介绍了国内采用的输电线路导线覆冰监测装置。该覆冰监测装置可为电网运行管理人员对处理线路覆冰隐患赢得了良好的处理时机，预防效果良好，有效地确保了输电线路的安全运行。本文所介绍的内容可为电网企业选择输电线路破冰的方法提供一定的参考。
参考文献
[1]宋佩阳， 梁洁. 谈输电线路导线覆冰的研究现状[J].华东科技：学术版， 2013（6）：178-178.
[2]南福军.输电线路覆冰在线监测系统的研究现状[J].华电技术， 2014（10）：23-26.
[3]黄斌，徐姗姗，苏文宇.输电线路覆冰研究综述[J].电瓷避雷器， 2012（1）：27-32.
[4]闫泽豪，葛俊锋，叶林，等.基于模拟导线的输电线路覆冰探测系统[J]. 国外电子测量技术， 2016， 35（6）：63-66.
[5]谭绒，王劲.导线覆冰参数的计算及应用现状[J].电力勘测设计， 2014（6）：13-16.
[6]陈开群.覆冰导线脱冰国内外研究简述[J].科技视界， 2015（31）：124-125.