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输电线路覆冰原因及其消除措施

输电线路覆冰成因及其消除策略

深冬时节,尤其是气温降至零下五度左右的初冬和初春,降雪或雨雪交加的天气给输电线路带来严峻挑战。在这类恶劣气候下,导线、避雷线以及绝缘子串上会形成一层结实而紧密的冰层,这就是覆冰。

覆冰的形成是一个自然现象。当空气中的水滴附着在物体上,随着气温的逐渐降低,这些水滴会凝结成冰,并且随着时间的推移,冰层会越来越厚。有时,导线表面还会结上一层白霜,虽然其重量比坚实的覆冰轻,但其厚度却可能大得多。当空气湿度高、存在微风时,更易形成这种白霜。

湿雪降落时,湿雪不仅粘在导线上,还会浸透正在结冰的木杆,使冰层加厚,最厚可达10厘米以上。风向对覆冰的形态有着显著影响。当风向与线路平行时,覆冰的断面呈椭圆形;垂直时则呈扇形,只出现在导线的一个侧面;无风时,覆冰则是均匀的一层。经过冷、热空气交汇处的线路,覆冰现象更为严重。覆冰在导线或绝缘子上停留的时间则由气温和风力决定,短则数小时,长则达数天。

由于覆冰的厚重,尤其是超过设计线路时所规定的荷重,可能引发一系列事故。如导线、避雷线的覆冰伴随强风时,其荷重增加可能导致断线,进而破坏金具和绝缘子串,甚至损坏杆塔。其中,扇形覆冰因其能使导线发生扭转而对金具和绝缘子串构成较大威胁。常见的事故类型包括杆塔损坏、导线覆冰事故导致的短路故障、线路各档距覆冰不均引起的事故以及绝缘子串理冰事故等。绝缘子串上的冰层虽不厚重,但其会降低绝缘水平,引发闪络接地事故甚至烧坏绝缘子。

为了防范和消除覆冰带来的隐患,应采取以下措施:在设计杆塔时即考虑覆冰形成的额外荷重;在经常发生严重覆冰的地区,采用耐覆冰式的线路;选择线路路径时避开冷、热空气的交汇处。在覆冰特别严重的地区,这些措施可能仍不足以应对所有情况。在运行过程中必须密切观察导线上覆冰的情况并采取相应的消除措施。

消除导线上的覆冰主要有电流熔解法和机械除冰法。电流熔解法通过加大负荷电流或利用短路电流来加热导线使覆冰融化。这种方法虽然有效但会导致电压降低和电能损耗增加,因此不能长期使用。机械除冰法则使用各种除冰器来清除覆冰。不过这种方法需要停电进行并且费时费力。不论是采用哪种方法都必须保证不对导线和避雷线造成任何机械损坏。具体的操作包括从地面抛掷短木棍打碎覆冰、用绳子拉木制套圈清除覆冰或使用滑车式除冰器等。

输电线路的覆冰是一个需要重视的问题,其带来的隐患不容忽视。为确保线路的安全运行需采取适当的防范措施和消除策略。

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