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摘要：本文主要阐述了输电线路覆冰的危害与特点，并针对输电线路防冰除冰技术进行分析，最后也提出了输电线路导线覆冰的防范措施，仅供参考
关键词：输电线路；覆冰危害；防范措施
Abstract: This paper described the hazards and characteristics of the tranission line icing, and anti-icing de-icing technology for the tranission line analysis, the proposed Tranission Line Icing precautions are for reference only
Keywords: tranission lines; Icing hazards; precautions
2095-2104（2012）
１ 输电线路覆冰的危害
1．1机械危害
线路覆冰直接的危害就是导线、金具和支架负载，随着覆冰厚度的增加输电线路的水平负荷也在增加，严重的覆冰会导致导线、地线断裂，杆塔倒塌和金具损坏；不均匀的覆冰或者不同期脱冰会引起张力差，容易造成导线舞动，会造成导线断裂、杆塔横杆扭曲变形、绝缘子损伤和破裂。
1．2电气危害
绝缘子覆冰或被冰凌桥接后，绝缘强度下降，泄漏距离缩短，容易引起绝缘子闪络；融冰过程中冰体表面的水膜会溶解污秽物中的电解质，提高融冰水或冰面水膜的导电率，引起绝缘子串电压分布的畸变，从而降低了覆冰绝缘子串的闪络电压，形成绝缘子闪络。导线舞动时还可能造成相间短路故障。
２输电线路危害的特点
２.1输电线路覆冰倒塔（断线）的特点
输电线路覆冰倒杆（塔）断线的特点：一是由于覆冰时杆（塔）两侧的张力不平衡造成的。在一些地形起伏较大的地区，两相邻的杆（塔）在高度和距离上存在很大的差距，在还未覆冰时两侧就形成了较大的不平衡张力，当输电线路上出现大密度的覆冰时，杆（塔）两侧的不平衡张力加剧，当张力不断加大，直至到达杆（塔）、导线所能承受的极限时，就出现了导线断落或杆（塔）倒塌的现象。因此，在灾后恢复和未来的设计改造中，应尽量避免大高度差、大距离和大转角。二是线路上有大密度的雨凇覆冰时，因为雨凇覆冰是“湿”度增长过程，其粘附能力强，不易掉落。在风的激励下，导线会产生大振幅、低频率的自激振动。当舞动的时间过长时，会使导线、绝缘子、金具、杆（塔）受不平衡冲击疲劳损伤。
２.2覆冰绝缘子串的闪络特性
绝缘子的冰闪是冰害的另一种，当绝缘子发生覆冰现象后，在特定温度下使绝缘子表面覆冰或被冰凌桥接后，绝缘强度下降，泄漏距离缩短。在融冰过程中冰体表面或冰晶体表面的水膜会很快溶解污秽物中的电解质，并提高融冰水或冰面水膜的导电率，引起绝缘子串电压分布的畸变（而且还会引起单片绝缘子表面电压分布的畸变），从而降低覆冰绝缘子串的闪络电压。大气中的污秽微粒直接沉降在绝缘子表面或作为凝聚核包含在雾中，将会使绝缘子覆冰融化时，冰水电导率进一步增加。另外有关试验数据表明，覆冰越重、电压分布畸变越大，绝缘子串两端，特别是高压引线端绝缘子承受电压百分数越高，最终造成冰闪事故。
实际上，纯冰的电阻很高，完全可以满足电力系统安全运行的要求，只有当冰中混杂有导电杂质后，覆冰绝缘子的闪络电压才会降低。这不仅因为冰闪是由于冰中含有污秽等导电杂质造成的，而且从污秽绝缘子和覆冰绝缘子的耐受电压和闪络机理也可发现其相似性。图1为覆冰绝缘子交流耐受电压和污秽绝缘子交流耐受电压的比较。
图1覆冰绝缘子与污秽绝缘子交流耐受电压的比较
从图1中曲线可知，除了两者耐受电压的数值有差异外，覆冰绝缘子与污秽绝缘子的耐受电压随等值附盐密度的变化趋势基本一致。
３输电线路防冰除冰技术
３.1输电线路热力防冰技术
输电线路导线覆冰严重威胁着电力线路和电力通讯网络的安全可靠运行。防止输电线路导线覆冰事故发生的方法从原理上可分为防冰和除冰两种。防线路导线覆冰方法是在覆冰物体前采取各种有效技术措施，使各种形式的覆冰物体上无法积覆，或即使积覆其总的覆冰荷载也能控制在物体可承受的范围内；除冰的方法是物体覆冰达到危险状态后采取有效措施，部分或全部除去物体上覆冰的方法或措施。
输电线路导线热力防冰有3种技术，即：铁磁材料线、电磁波微波激光器、热吸收器。其缺点是：①需要较高的能量消耗，一般需要1～10Kw/㎡的功率；②即使其效率达到100%，也仅在覆冰初期或对局部导线产生有效的防冰效果；③使用成本高。在输电线路上运用较好的方法是低居里磁，其原理是利用具有低居里温度点的铁磁合金制作成各种满足防冰器件并安装在严重覆冰线路地段的防冰技术。有点主要有铁磁线能产生较高的热量，维持导线表面温度在冰点以上；磁性器件易安装不会对导线本身造成损伤；可根据不同的要求将铁磁材料制成不同形式的器件（如：铁磁线、预绞丝、防冻套筒等）可手工将其以固定螺距缠绕在导线上，从而达到有效防覆冰目的。
３.2输电线路热力除冰技术
热力除冰技术就是指物体覆冰后采取各种加热措施，使其表面上覆冰融化或脱落的方法。目前热力除冰主要有阻性线、短路电流、过电流、热力、热水5种技术措施，其中过电流和短路电流技术比较适用于输电线路。短路电流熔冰可分为三相短路熔冰、导线—导线型二相短路熔冰、导线—地线型单相短路熔冰三种方法；过电流除冰可分为带负荷熔冰，一种情况是在正常运行的基础上改变系统运行方式增大负荷电流而达到熔冰的目的；另一种情况是对重冰区的线路进行改造，在熔冰冰点站内设置熔冰自耦变压器达到实现带负荷熔冰的目的。
还有一种方法是利用移相变压器熔冰，其具有可带负荷熔冰，在备用和运行的条件下可快速操作，也可以根据天气的气象条件来调整熔冰电流，根据设备情况将移相变压器安装在变电站内。
４ 输电线路覆冰的防范措施
输电线路导线覆冰对电网安全稳定运行产生很大的影响，因此必须采取有效的措施，防止导线覆冰事故的发生。
一般而言，防止输电线路冰害事故的最重要方法，是在设计阶段采取有效措施：按照相关规程规范中的规定选择合理的气象条件，同时考虑特殊地段微气象条件的影响，选线时尽量避开不利的地形，即尽量避开最严重的覆冰地段或“避重就轻”；如无法避开时，可适当提高设计覆冰厚度值。线路宜沿起伏不大的地形走
４.1设计中合理的选择铁塔形式提高线路抗冰能力
选择2008年后按照抗冰理念设计的新型铁塔，例如2011年版《国家电网公司输变电工程通用设计》—500 kV、220kV、110（66）kV等输电线路分册中各个模块中的铁塔，这些铁塔在设计时地线覆冰较导线覆冰增加5mm，同时提高了导、地线断线张力值，因此提高了线路抗冰能力。
关键词：输电线路；覆冰危害；防范措施
Abstract: This paper described the hazards and characteristics of the tranission line icing, and anti-icing de-icing technology for the tranission line analysis, the proposed Tranission Line Icing precautions are for reference only
Keywords: tranission lines; Icing hazards; precautions
2095-2104（2012）
１ 输电线路覆冰的危害
1．1机械危害
线路覆冰直接的危害就是导线、金具和支架负载，随着覆冰厚度的增加输电线路的水平负荷也在增加，严重的覆冰会导致导线、地线断裂，杆塔倒塌和金具损坏；不均匀的覆冰或者不同期脱冰会引起张力差，容易造成导线舞动，会造成导线断裂、杆塔横杆扭曲变形、绝缘子损伤和破裂。
1．2电气危害
绝缘子覆冰或被冰凌桥接后，绝缘强度下降，泄漏距离缩短，容易引起绝缘子闪络；融冰过程中冰体表面的水膜会溶解污秽物中的电解质，提高融冰水或冰面水膜的导电率，引起绝缘子串电压分布的畸变，从而降低了覆冰绝缘子串的闪络电压，形成绝缘子闪络。导线舞动时还可能造成相间短路故障。
２输电线路危害的特点
２.1输电线路覆冰倒塔（断线）的特点
输电线路覆冰倒杆（塔）断线的特点：一是由于覆冰时杆（塔）两侧的张力不平衡造成的。在一些地形起伏较大的地区，两相邻的杆（塔）在高度和距离上存在很大的差距，在还未覆冰时两侧就形成了较大的不平衡张力，当输电线路上出现大密度的覆冰时，杆（塔）两侧的不平衡张力加剧，当张力不断加大，直至到达杆（塔）、导线所能承受的极限时，就出现了导线断落或杆（塔）倒塌的现象。因此，在灾后恢复和未来的设计改造中，应尽量避免大高度差、大距离和大转角。二是线路上有大密度的雨凇覆冰时，因为雨凇覆冰是“湿”度增长过程，其粘附能力强，不易掉落。在风的激励下，导线会产生大振幅、低频率的自激振动。当舞动的时间过长时，会使导线、绝缘子、金具、杆（塔）受不平衡冲击疲劳损伤。
２.2覆冰绝缘子串的闪络特性
绝缘子的冰闪是冰害的另一种，当绝缘子发生覆冰现象后，在特定温度下使绝缘子表面覆冰或被冰凌桥接后，绝缘强度下降，泄漏距离缩短。在融冰过程中冰体表面或冰晶体表面的水膜会很快溶解污秽物中的电解质，并提高融冰水或冰面水膜的导电率，引起绝缘子串电压分布的畸变（而且还会引起单片绝缘子表面电压分布的畸变），从而降低覆冰绝缘子串的闪络电压。大气中的污秽微粒直接沉降在绝缘子表面或作为凝聚核包含在雾中，将会使绝缘子覆冰融化时，冰水电导率进一步增加。另外有关试验数据表明，覆冰越重、电压分布畸变越大，绝缘子串两端，特别是高压引线端绝缘子承受电压百分数越高，最终造成冰闪事故。
实际上，纯冰的电阻很高，完全可以满足电力系统安全运行的要求，只有当冰中混杂有导电杂质后，覆冰绝缘子的闪络电压才会降低。这不仅因为冰闪是由于冰中含有污秽等导电杂质造成的，而且从污秽绝缘子和覆冰绝缘子的耐受电压和闪络机理也可发现其相似性。图1为覆冰绝缘子交流耐受电压和污秽绝缘子交流耐受电压的比较。
图1覆冰绝缘子与污秽绝缘子交流耐受电压的比较
从图1中曲线可知，除了两者耐受电压的数值有差异外，覆冰绝缘子与污秽绝缘子的耐受电压随等值附盐密度的变化趋势基本一致。
３输电线路防冰除冰技术
３.1输电线路热力防冰技术
输电线路导线覆冰严重威胁着电力线路和电力通讯网络的安全可靠运行。防止输电线路导线覆冰事故发生的方法从原理上可分为防冰和除冰两种。防线路导线覆冰方法是在覆冰物体前采取各种有效技术措施，使各种形式的覆冰物体上无法积覆，或即使积覆其总的覆冰荷载也能控制在物体可承受的范围内；除冰的方法是物体覆冰达到危险状态后采取有效措施，部分或全部除去物体上覆冰的方法或措施。
输电线路导线热力防冰有3种技术，即：铁磁材料线、电磁波微波激光器、热吸收器。其缺点是：①需要较高的能量消耗，一般需要1～10Kw/㎡的功率；②即使其效率达到100%，也仅在覆冰初期或对局部导线产生有效的防冰效果；③使用成本高。在输电线路上运用较好的方法是低居里磁，其原理是利用具有低居里温度点的铁磁合金制作成各种满足防冰器件并安装在严重覆冰线路地段的防冰技术。有点主要有铁磁线能产生较高的热量，维持导线表面温度在冰点以上；磁性器件易安装不会对导线本身造成损伤；可根据不同的要求将铁磁材料制成不同形式的器件（如：铁磁线、预绞丝、防冻套筒等）可手工将其以固定螺距缠绕在导线上，从而达到有效防覆冰目的。
３.2输电线路热力除冰技术
热力除冰技术就是指物体覆冰后采取各种加热措施，使其表面上覆冰融化或脱落的方法。目前热力除冰主要有阻性线、短路电流、过电流、热力、热水5种技术措施，其中过电流和短路电流技术比较适用于输电线路。短路电流熔冰可分为三相短路熔冰、导线—导线型二相短路熔冰、导线—地线型单相短路熔冰三种方法；过电流除冰可分为带负荷熔冰，一种情况是在正常运行的基础上改变系统运行方式增大负荷电流而达到熔冰的目的；另一种情况是对重冰区的线路进行改造，在熔冰冰点站内设置熔冰自耦变压器达到实现带负荷熔冰的目的。
还有一种方法是利用移相变压器熔冰，其具有可带负荷熔冰，在备用和运行的条件下可快速操作，也可以根据天气的气象条件来调整熔冰电流，根据设备情况将移相变压器安装在变电站内。
４ 输电线路覆冰的防范措施
输电线路导线覆冰对电网安全稳定运行产生很大的影响，因此必须采取有效的措施，防止导线覆冰事故的发生。
一般而言，防止输电线路冰害事故的最重要方法，是在设计阶段采取有效措施：按照相关规程规范中的规定选择合理的气象条件，同时考虑特殊地段微气象条件的影响，选线时尽量避开不利的地形，即尽量避开最严重的覆冰地段或“避重就轻”；如无法避开时，可适当提高设计覆冰厚度值。线路宜沿起伏不大的地形走
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线，尽量避免横跨垭口、风道和通过湖泊、水库等容易覆冰的地带，翻越山岭时应避免大档距、大高差，沿山岭通过时，宜沿覆冰季节背风向阳而走线，应避免转角点架设在开阔的山脊上，且转角角度不宜过大等，达到减少覆冰概率和减轻覆冰程度的目的。４.1设计中合理的选择铁塔形式提高线路抗冰能力
选择2008年后按照抗冰理念设计的新型铁塔，例如2011年版《国家电网公司输变电工程通用设计》—500 kV、220kV、110（66）kV等输电线路分册中各个模块中的铁塔，这些铁塔在设计时地线覆冰较导线覆冰增加5mm，同时提高了导、地线断线张力值，因此提高了线路抗冰能力。