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摘 要：输电线路运行中，若发生冰害事故，则会造成很大的损失，影响着线路运行的安全性和效益，比如造成大规模停电。因此深度分析此课题，提出有效的应对措施，具有现实的意义。现针对输电线路冰害事故，做简单的论述，总结了事故发生的原因，提出了事故处理和防范策略，共享给相关人员参考。
关键词：输电线路；冰害事故；安全性；效益
中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）35-0089-02
近年来，我国电网规模不断扩大，大面积冰害事故频繁发生，尤其是2008年1～2月份，我国南方电网出现了严重的冰害，造成了1252条110～500kV线路倒塔7377基、3092基受损，13888条10～35kV线路故障停运，损失重大。自此之后，不断加强输电线路建设和运维管理力度，提升建设标准，强化运行管理，获得了不错的成效。现结合具体实践，总结防范输电线路冰害事故的方法。
1 覆冰的类型
输电线路覆冰指的是，云中、雾中或者空气中的水分，在0℃条件或者更低时，同输电线路导地线表面碰撞并且冻结的现象。依据覆冰的危害，以及覆冰表现特性，具体分为以下类型：①雨凇。雨凇较为坚硬，密度在0.8～0.9g/cm3范围内或者更大，粘附力比较强。此类覆冰发生在低海拔地区，形成温度为-2～0℃；山地输电线路，雨凇形成的条件，包括大风、冰晶/水滴、气温-4～0℃。因此结构比较紧密，而且附着力很强，给输电线路造成的危害极大。②雾凇。雾凇密度范围为0.3～0.6g/cm3，在物体迎风面冻结。形成条件包括中等风速、气温-13～-7℃，造成的危害很大。③混合淞。主要由透明和不透明冰层交错形成，密度范围为0.6～0.8g/cm3。在低地的形成条件为，冰晶/雨滴、气温范围-5～0℃；在山地的形成条件为，冰晶/雨滴、气温范围为-10～3℃，对输电线路的危害极大。④雪淞。此类覆冰对输电线路不会造成极大的危害，不过积雪过大，当融化时，会引发绝缘子融冰闪络事故。
2 输电线路冰害事故与原因分析
2.1 过荷载
输电线路冰害事故中，过荷载是引发事故的重要原因。过荷载指的是导线覆冰的增加，使得所有支持结构以及金具的垂直荷载增加。随着导线迎风面覆冰厚度的不断增加，输电线路的水平荷载也会随之增加。若覆冰严重，会造成导线和地线断裂以及杆塔倒塌等问题。事故发生的机理如下：随着覆冰的积累，达到相应体积以及重量后，輸电线路的重量会增加，弧垂也会增大，导线对地间距不断减小，极易发生闪络事故。当弧垂增大，加之风力作用的影响，使得两根导线或者导线与地之间产生碰撞，进而引发短路跳闸事故，烧伤或者烧断输电导线。若覆冰的重量增加，超出导线和金具等的机械强度，使得导线从压接管内抽出，或者外层铝股全部断裂、钢芯抽出。除此之外，导线覆冰超出线路杆塔的额定荷载，极易引发杆塔基础下沉或者倾斜等事故。
2.2 冰 闪
输电线路冰害事故中，冰闪较为常见，为污闪的一种。发生严重覆冰时，绝缘子的强度会不断降低，泄漏距离不断缩短。受到晶释效应的影响，融冰期间，冰层表面水膜的电导率能力较强，使得泄漏电流增加。除此之外，冰棱间隙会使得绝缘子串电压分布产生变化，以及单片绝缘子表面电压分布产生畸变，使得覆冰绝缘子串闪络电压减少。在产生闪络时，持续电弧会烧伤绝缘子，造成绝缘强度降低。
2.3 覆冰舞动
受到风的作用，不均匀覆冰导线处于低频率（0.1～3Hz）以及大振幅（超过10m）的自激振动下，会产生舞动的情况。振动的表现形态，具体为一个档距内仅一个或者少数几个半波。若产生舞动，会引发各类事故，比如闪络和跳闸等，甚至造成断股和断线等事故。一般来说，造成输电线路舞动的原因如下：①覆冰。此因素为舞动产生的必要条件，覆冰多发于风作用下的雨凇以及雾凇等堆积在输电线路的天气下。②风。风也是造成覆冰舞动的必要条件，决定了线路舞动的大小以及状态。③线路参数。从覆冰舞动产生的原因来说，线路参数是造成舞动的内在因素。一般来说，大截面和多分裂导线扭转刚度大，极易造成偏心覆冰，所以大截面导线照比常规截面的导线，更容易产生舞动。除此之外，分裂导线照比单导线更容易造成舞动。导线的表面越粗糙，那么就越容易结冰，进而引发严重的导线覆冰情况，产生覆冰舞动。除此之外，导线的张力越大，则弧垂就越效，则产生覆冰舞动以及相间碰线的可能性就越小，不过张力越大，就更容易使得微风振动的增强。若档距大，那么导线吸收的能量就越大，覆冰舞动的幅度就越大，因此在易舞动区域要尽量减小档距[1]。
2.4 脱冰跳跃
一般来说，覆冰输电线路在气温增加或者自然风力的作用下，或者人为振动敲击的作用下，极易产生不均匀脱冰或者不同期脱冰情况。覆冰厚度的不断增加，使得导线拉力随之增加，造成导线弧垂在增大。若出现大段或者整档脱冰的情况，因为导线弹性储能的快速转变，变成导线的动能以及位能，使得导线向上跳跃，并且减小导线对地线的间距，使得导线对地线放电，引发线路跳闸故障。
3 输电线路冰害事故的防范和处理策略
3.1 提升巡视水平
输电线路覆冰情况的发生，具有必然性，为更好的应对，需要加强线路巡视。随着输电线路建设的增加，使得巡视工作量随之增加，若采取人工巡视的方式，难以保证巡视工作到位[2]。因此建议引入智能巡视技术，利用大数据智能巡视系统，辅助输电线路巡视工作。以某电力公司，使用此系统，一周完成了4条输电线路以及400多基铁塔的远程巡视，节约了大量的资源，而且提高了巡视工作的质量，使得巡视工作更加全面和精准。目前，此公司利用大数据智能巡视技术，采集了图像14422张，采集覆冰数据43200条。在覆冰严重时期，对产生的冰害事故，结合运行数据，快速制定解决对策，避免了事故扩大。
3.2 提升输电线路建设标准
从当前电力企业实际来说，通过不断提升设计规范和标准，使得输电线路的抗冰害能力水平得以有效提升。以某公司为例，将500kV输电线路抗灾能力标准，从30年一遇，提升为50年一遇；将220kV以及110kV输电线路的抗灾能力标准，从15年一遇，提升为30年一遇；对于特高压线路，按照100年一遇建设。不断加强设计和建设环节的把控，提升线路的抗冰害能力水平。
3.3 制定合理应急预案
结合输电线路冰害特点，制定合理的应急处理预案，做好防范和处理。从多年的工作实践来说，对于输电线路冰害的处理，可采取以下措施：①热力除冰法。利用电阻性磁铁以及断流电流，实现除冰。在实际应用中，此方法成本较高，所以多用于覆冰期。②机械除冰法。在我国多数地区，机械除冰法的应用，能够获得不错的成效，应用较为广泛。不过在青海和西藏等地区，此方法不适用。③被动法。基于地球引力和风力等作用机理，并且应用附加能量，实现覆冰的预防或者除冰[3]。
4 结束语
综上所述，输电线路冰害事故的发生，是在多重因素的作用下形成。若产生冰害，则会造成很大的损失，比如经济损失，因此需要做好防范和治理。在具体实践中，要从线路建设和运维方面入手，加大控制力度。
参考文献
[1]周思明，易资兴.输电线路冰害事故及其防治对策研究[J].南方农机，2017，48（19）：71+78.
[2]陈兴旺，梁鹏飞.超高压交流输电线路冰害及防冰害措施研究[J].低碳世界，2017（36）：105～106.
[3]马晓红，穆青青，潘哲哲.输电线路大范围冰害事故分析及对策[J].通信电源技术，2018，35（03）：245～246.
收稿日期：2018-11-2
作者简介：周金发（1986-），男，工程师，主要从事输电线路相关工作。
关键词：输电线路；冰害事故；安全性；效益
中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）35-0089-02
近年来，我国电网规模不断扩大，大面积冰害事故频繁发生，尤其是2008年1～2月份，我国南方电网出现了严重的冰害，造成了1252条110～500kV线路倒塔7377基、3092基受损，13888条10～35kV线路故障停运，损失重大。自此之后，不断加强输电线路建设和运维管理力度，提升建设标准，强化运行管理，获得了不错的成效。现结合具体实践，总结防范输电线路冰害事故的方法。
1 覆冰的类型
输电线路覆冰指的是，云中、雾中或者空气中的水分，在0℃条件或者更低时，同输电线路导地线表面碰撞并且冻结的现象。依据覆冰的危害，以及覆冰表现特性，具体分为以下类型：①雨凇。雨凇较为坚硬，密度在0.8～0.9g/cm3范围内或者更大，粘附力比较强。此类覆冰发生在低海拔地区，形成温度为-2～0℃；山地输电线路，雨凇形成的条件，包括大风、冰晶/水滴、气温-4～0℃。因此结构比较紧密，而且附着力很强，给输电线路造成的危害极大。②雾凇。雾凇密度范围为0.3～0.6g/cm3，在物体迎风面冻结。形成条件包括中等风速、气温-13～-7℃，造成的危害很大。③混合淞。主要由透明和不透明冰层交错形成，密度范围为0.6～0.8g/cm3。在低地的形成条件为，冰晶/雨滴、气温范围-5～0℃；在山地的形成条件为，冰晶/雨滴、气温范围为-10～3℃，对输电线路的危害极大。④雪淞。此类覆冰对输电线路不会造成极大的危害，不过积雪过大，当融化时，会引发绝缘子融冰闪络事故。
2 输电线路冰害事故与原因分析
2.1 过荷载
输电线路冰害事故中，过荷载是引发事故的重要原因。过荷载指的是导线覆冰的增加，使得所有支持结构以及金具的垂直荷载增加。随着导线迎风面覆冰厚度的不断增加，输电线路的水平荷载也会随之增加。若覆冰严重，会造成导线和地线断裂以及杆塔倒塌等问题。事故发生的机理如下：随着覆冰的积累，达到相应体积以及重量后，輸电线路的重量会增加，弧垂也会增大，导线对地间距不断减小，极易发生闪络事故。当弧垂增大，加之风力作用的影响，使得两根导线或者导线与地之间产生碰撞，进而引发短路跳闸事故，烧伤或者烧断输电导线。若覆冰的重量增加，超出导线和金具等的机械强度，使得导线从压接管内抽出，或者外层铝股全部断裂、钢芯抽出。除此之外，导线覆冰超出线路杆塔的额定荷载，极易引发杆塔基础下沉或者倾斜等事故。
2.2 冰 闪
输电线路冰害事故中，冰闪较为常见，为污闪的一种。发生严重覆冰时，绝缘子的强度会不断降低，泄漏距离不断缩短。受到晶释效应的影响，融冰期间，冰层表面水膜的电导率能力较强，使得泄漏电流增加。除此之外，冰棱间隙会使得绝缘子串电压分布产生变化，以及单片绝缘子表面电压分布产生畸变，使得覆冰绝缘子串闪络电压减少。在产生闪络时，持续电弧会烧伤绝缘子，造成绝缘强度降低。
2.3 覆冰舞动
受到风的作用，不均匀覆冰导线处于低频率（0.1～3Hz）以及大振幅（超过10m）的自激振动下，会产生舞动的情况。振动的表现形态，具体为一个档距内仅一个或者少数几个半波。若产生舞动，会引发各类事故，比如闪络和跳闸等，甚至造成断股和断线等事故。一般来说，造成输电线路舞动的原因如下：①覆冰。此因素为舞动产生的必要条件，覆冰多发于风作用下的雨凇以及雾凇等堆积在输电线路的天气下。②风。风也是造成覆冰舞动的必要条件，决定了线路舞动的大小以及状态。③线路参数。从覆冰舞动产生的原因来说，线路参数是造成舞动的内在因素。一般来说，大截面和多分裂导线扭转刚度大，极易造成偏心覆冰，所以大截面导线照比常规截面的导线，更容易产生舞动。除此之外，分裂导线照比单导线更容易造成舞动。导线的表面越粗糙，那么就越容易结冰，进而引发严重的导线覆冰情况，产生覆冰舞动。除此之外，导线的张力越大，则弧垂就越效，则产生覆冰舞动以及相间碰线的可能性就越小，不过张力越大，就更容易使得微风振动的增强。若档距大，那么导线吸收的能量就越大，覆冰舞动的幅度就越大，因此在易舞动区域要尽量减小档距[1]。
2.4 脱冰跳跃
一般来说，覆冰输电线路在气温增加或者自然风力的作用下，或者人为振动敲击的作用下，极易产生不均匀脱冰或者不同期脱冰情况。覆冰厚度的不断增加，使得导线拉力随之增加，造成导线弧垂在增大。若出现大段或者整档脱冰的情况，因为导线弹性储能的快速转变，变成导线的动能以及位能，使得导线向上跳跃，并且减小导线对地线的间距，使得导线对地线放电，引发线路跳闸故障。
3 输电线路冰害事故的防范和处理策略
3.1 提升巡视水平
输电线路覆冰情况的发生，具有必然性，为更好的应对，需要加强线路巡视。随着输电线路建设的增加，使得巡视工作量随之增加，若采取人工巡视的方式，难以保证巡视工作到位[2]。因此建议引入智能巡视技术，利用大数据智能巡视系统，辅助输电线路巡视工作。以某电力公司，使用此系统，一周完成了4条输电线路以及400多基铁塔的远程巡视，节约了大量的资源，而且提高了巡视工作的质量，使得巡视工作更加全面和精准。目前，此公司利用大数据智能巡视技术，采集了图像14422张，采集覆冰数据43200条。在覆冰严重时期，对产生的冰害事故，结合运行数据，快速制定解决对策，避免了事故扩大。
3.2 提升输电线路建设标准
从当前电力企业实际来说，通过不断提升设计规范和标准，使得输电线路的抗冰害能力水平得以有效提升。以某公司为例，将500kV输电线路抗灾能力标准，从30年一遇，提升为50年一遇；将220kV以及110kV输电线路的抗灾能力标准，从15年一遇，提升为30年一遇；对于特高压线路，按照100年一遇建设。不断加强设计和建设环节的把控，提升线路的抗冰害能力水平。
3.3 制定合理应急预案
结合输电线路冰害特点，制定合理的应急处理预案，做好防范和处理。从多年的工作实践来说，对于输电线路冰害的处理，可采取以下措施：①热力除冰法。利用电阻性磁铁以及断流电流，实现除冰。在实际应用中，此方法成本较高，所以多用于覆冰期。②机械除冰法。在我国多数地区，机械除冰法的应用，能够获得不错的成效，应用较为广泛。不过在青海和西藏等地区，此方法不适用。③被动法。基于地球引力和风力等作用机理，并且应用附加能量，实现覆冰的预防或者除冰[3]。
4 结束语
综上所述，输电线路冰害事故的发生，是在多重因素的作用下形成。若产生冰害，则会造成很大的损失，比如经济损失，因此需要做好防范和治理。在具体实践中，要从线路建设和运维方面入手，加大控制力度。
参考文献
[1]周思明，易资兴.输电线路冰害事故及其防治对策研究[J].南方农机，2017，48（19）：71+78.
[2]陈兴旺，梁鹏飞.超高压交流输电线路冰害及防冰害措施研究[J].低碳世界，2017（36）：105～106.
[3]马晓红，穆青青，潘哲哲.输电线路大范围冰害事故分析及对策[J].通信电源技术，2018，35（03）：245～246.
收稿日期：2018-11-2
作者简介：周金发（1986-），男，工程师，主要从事输电线路相关工作。