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输电线路覆冰综述 1 导线覆冰的分类 1 2 导线覆冰特点 2 3 导线覆冰引发的事故 3 覆冰是一种受温度、湿度、冷暖空气对流、环流以及风等因素影响的综合物理现象。输电线路覆冰除跟环境气象特征有关外，同时跟地形特征与电线本身的特性有很大关系。电线本身特性对覆冰的影响包括电线的直径、电线对地高度、电线扭转特性、电线表面场强和电线通过电流等多种因素。导线覆冰的必要气象条件包括以下三个：一是具有足够可冻结的气温，即0℃以下；二是具有较高的湿度，即空气相对湿度一般在85％以上；三是具有可使空气中水滴运动的风速，即风速大于1.0m/s。当具备了形成覆冰的温度和水汽条件后，除了风速的大小对覆冰有影响外，风向也是决定导线覆冰轻重的重要参数之一。 1 导线覆冰的分类 根据中国气象局出版的《地面气象观测规范》，把雾凇、雨凇、湿雪和雾凇与雨凇混合冻结称为结冰，当雾凇和雨凇附着在电线上，就是电线覆冰。因此电线覆冰和雾凇、雨凇关系十分密切。由于雾凇、雨凇等引起的导线覆冰、绝缘子覆冰如图1和2。 图1导线覆冰 图2绝缘子覆冰 线路覆冰按形成或危害可以分为以下几类： ① 雾淞，也叫软雾淞，是过冷却雾滴、冰针在物体的迎风面冻结成的乳白色冰晶物，常呈毛茸茸的冰晶状，可分为晶状和粒状。晶状雾凇是雾或轻雾中很小的过冷却水滴冻结在导线上形成。空气中的水汽在导线上凝华也可结成晶状雾凇。因气温很低，晶状雾凇增长慢，比重小(约为0.01~0.08 g/cm3)。粒状雾凇气温(-3~-8℃)，风速不大时，雾或毛毛雨的过冷却小水滴随风飘动，在导线迎风面冻结而成，比重0.3~0.6 g/cm3 。 ② 雨淞，是大气中的过冷却水滴在导线的迎风面形成的清澈光滑透明的覆冰,其密度 018 g/cm3 ，坚硬且粘附力很强。雨淞覆冰是最严重的一种覆冰形式，导线形成雨淞后，不论厚度如何，如因下雪或雾淞覆冰将导致导线覆冰迅速增长，且因其密度大，产生的机械负荷也最大。 ③ 混合淞，又称硬雾淞，通常是过冷却水滴在导线的迎风面形成的雨淞与雾淞混合冻结的不透明或半透明覆冰，密度015019 g/ cm3，比重一般为0.35~0.45 g/cm3，坚硬、粘附力强。 ④ 白霜，是空气中的湿气与0 °C以下的冷物体接触时，湿气在冷物表面凝结形成的，对导线威胁不大，但会增加输电线路的电晕损失 。 ⑤ 积雪，是由自然降雪粘附在导线上形成的，有干、湿雪之分：干雪密度小于等于011 g/ cm3 ，粘附力很弱；湿雪密度为011015 g/ cm3 ,粘附力较弱。 2 导线覆冰特点 我国的覆冰分布情况有如下特点： ① 覆冰多发生在华中和西南地区，原因是这些地区水气充沛，冷暖气流在这些地区交汇，在山脉上空形成静止峰或准静止峰区，因此易形成严重覆冰；而我国北方地区因气候干燥，较少出现重覆冰；南方地区因冬季气候温暖，极少有接近零度的低温，因此很少满足覆冰所需的气象条件； ② “微地形、微气象”给局部区域提供了易于覆冰的气象条件。500 kV葛双II回线路#231~#235塔处就属于微地形、微气象区中的地形抬升型，经常发生严重覆冰事故； ③ 海拔高度对覆冰的影响很大，就一个地区而言，在同一地形及天气形势下，一般海拔愈高愈易覆冰； ④ 覆冰一般发生在每年冬季的11月到次年春季3月份期间，主要集中在1月份。 3 导线覆冰引发的事故 由于线路覆冰所引发的事故大致可以分为以下几类： ① 覆冰导线舞动 导线舞动过程, 其实质就是强大的持续风力的能量, 通过导线扭动运动, 逐渐转化成自身机械能量和转化为铁塔的往复振动为自身机械能量的过程[23]。不均匀的覆冰或冰、风荷载的作用使导线产生自激振荡和低频率的舞动,造成金具损坏、导线断股、断线和杆塔倾斜或倒塌等机械及电气事故。 ② 不均匀覆冰或不同期脱冰事故 相邻档的不均匀覆冰或线路不同期脱冰会产生张力差、损坏金具、导线和绝缘子及使导线电气间隙减少,发生闪络,也有可能破坏杆塔。 ③ 过负载事故 过负载事故是导线覆冰超过设计抗冰厚度,即覆冰后质量、风压面积增加而导致的机械和电气方面的事故。这种事故既可能造成金具损坏、导线断股、杆塔损折、绝缘子串翻转、撞裂等机械事故；也可能使弧垂增大,造成闪络和烧伤、烧断导线的电气事故。 覆冰对电网的损害形式主要有相间和相地短路、冰闪、导线断裂和杆塔倒塌等形式，其引起的输电线路事故如图3和4所示。 图3 线路倒塔 图4 砼杆扭坏断裂