输电线路的覆冰与主要危害
- 格式:doc
- 大小:25.50 KB
- 文档页数:3
输电线路覆冰输电线路覆冰:问题与解决方案引言输电线路是现代电力传输的重要组成部分,其通常由高高架设的电杆和跨越数百公里的导线组成。
然而,在寒冷的冬季,输电线路可能会面临覆冰的问题。
这种现象会导致诸多电力供应方面的挑战,例如加重输电线的重量、增加输电线路的传输损耗和破坏导线与绝缘子的绝缘性能。
本文将探讨输电线路覆冰的现象、问题以及可能的解决方案。
一、输电线路覆冰的现象输电线路覆冰是指在严寒天气条件下,导线上结冰的现象。
在低温环境中,输电线路常常暴露在大气中,且电流正常工作温度较高,使得导线表面辐射热量不足以融化附着在导线上的冰。
结果,冰会积聚并逐渐增厚,形成厚厚的冰帽,导致输电线路的性能下降。
输电线路覆冰会导致以下问题:1. 重量增加:冰的附着会增加导线的重量,进而增加线路对电杆的负荷。
2. 传输损耗:冰的热阻特性会导致异常电导,降低导线的导电能力,造成电流损耗增加和电压下降。
3. 绝缘性能破坏:覆冰导线加重了电杆的负荷,可能会导致电杆的倾斜和断裂,进而损坏绝缘子。
二、输电线路覆冰的解决方案为了解决输电线路覆冰带来的问题,许多新技术和设备已被开发出来。
以下是一些可能的解决方案:1. 冰除器冰除器是一种用于去除覆冰的设备,通常采用机械或化学手段来清理导线表面的冰。
机械冰除器通过高速旋转或振动来震落冰块。
而化学冰除器则释放一种化学物质,使冰块迅速融化。
这些冰除器可以随时组装和拆卸,以适应不同的线路需求。
2. 阻冰涂层阻冰涂层是一种应用于导线表面的特殊涂层,可减轻覆冰的形成和积聚。
这种涂层通常具有良好的阻冰性能和较强的耐候性,能有效地减少冰的附着并帮助冰块快速融化。
3. 导线预热导线预热是一种预防覆冰的技术。
通过在导线表面加热导线,可以增加导线的表面温度,使其超过冰的融点,并防止冰的附着。
这可以通过电阻加热、感应加热或太阳能加热等多种方式实现。
4. 线路改进在设计和建设输电线路时,可以采用一些改进措施来减少覆冰的影响。
覆冰对电网的危害,按照其引发原因可分五类(1)线路过荷载。
寒冷雨雪天气下,覆冰在导线上不断增长,导致输电导线的质量和体积不断增大,使导线弧垂增大、对地间距减小,积累到一定程度时,就可能发生闪络事故。
同时,导线弧垂和体积增大,在风力作用下,有可能造成两导线或导线与地面相碰,发生短路跳闸、烧伤甚至烧断导线的事故。
当覆冰质量进一步增大,超过导线、金属、绝缘子以及塔杆的机械强度时,可能使导线从压接管内抽出,或外层铝股断裂、钢芯抽出。
而覆冰质量超过杆塔额定负载时,可能导致杆塔塔基下沉、倾斜或者爆裂。
杆塔折断甚至倒塌。
(2)相邻档不均匀覆冰或不同期脱冰。
会产生张力差使导线在线夹内滑动,严重时导线外层铝股在线夹口处全部断裂、钢芯抽动,线夹另一侧的铝股将拥挤在线夹附近。
(3)绝缘子串冰闪。
冰闪是污闪的一种特殊形式,严重覆冰的情况下,绝缘子大量伞形出现冰凌桥接,使绝缘子绝缘强度降低,泄露距离缩短。
融冰过程中,冰体或冰晶体的表面水膜可很快溶解污秽中的电解质,提高融冰水或者冰面水膜的电导率,引起绝缘子串电压分布及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。
(4)输电导线舞动损坏电力设备。
风力作用下发生低频(通常0.1~3Hz)大幅度(振幅为导线直径的5~300倍)的震动或舞动。
导线舞动时,将损坏杆塔、导线、金具及部件,造成频繁跳闸甚至停电事故。
(5)变电站设备覆冰事故。
变电站中,许多户外高压隔离开关采用了闸刀式结构,这种结构在高寒冷冰冻条件下,甚至不能正常分和,极大地干扰了电网系统正常运行。
2008年初,低温雨雪冰冻天气覆盖我国南方,华中、华东地区,导致贵州、湖南,广东、云南、广西和江西等省输电线路大面积、长时间停运,造成全国范围电网停运电力线路36740条,停运变电站共2018座,110~500kV线路共有8381基杆塔倾倒及损坏。
全国共170个县(市)发生供电中断的情况。
南方电网供电区域的贵州大部分地区、广西桂北地区、广东粤北地区和云南滇东北地区设施遭受到严重破坏。
输电线路覆冰危害及防冰除冰技术分析摘要:输电线路覆冰不仅会对运行及维护工作产生影响,如果不及时解决,严重时还会导致重大事件事故的发生,比如发生短路、绝缘子闪络、断线倒塔等。
当前,我国对覆冰厚度的设计取值范围还不够全面,正是很多气象台站关于输电线路覆冰厚度的资料不够,所以大部分都只是根据现场调查为主,这还有太多的不确定性。
输电线路覆冰的伤害持续时间会比较长、而且发生频率较高、所占的面积也很广、影响非常大,已经严重威胁电网的安全以及稳定运行。
关键词:输电线路;覆冰危害;防冰除冰技术如今,输电线路导线覆冰已经严重影响着电网的安全稳定运行,为导线覆冰现象的发生,必须要采取有效的防范措施。
正常而言,应该尽可能的避开覆冰严重的地区以及考虑避开不利地形,也就是绕开覆冰严重之地,更要在阶段采取有效的措施,防止输电线路冰害事故的发生。
拉线时,尽可能避免横跨垭口、水库等容易覆冰的地方和线路应该往较为平坦的地形走线,翻过山岭时要考虑档距大、高度差的问题,沿山岭通过时,为了达到减少覆冰情况和覆冰程度变小的目的,尽量不要把转角点安札在开阔的山脊上,而且角度要合适。
一、输电线路覆冰危害以及意义输电线路覆冰是我国电力系统中比较严重的自然灾害之一,经常导致输电线和杆塔的机械性能和电气性能被破坏,电网大面积停电的恶劣后果。
覆冰事故严重地威胁了我国电网电力系统的运行安全,解决线路覆冰是一个迫在眉睫的问题。
输电线路覆冰之后,对电力系统有十分严重的危害,其中最常见的为以下4种。
(1)过负载的危害,(2)不同期脱冰或者不均匀覆冰的危害,(3)覆冰导线舞动的危害,(4)绝缘子冰闪的危害二、输电线路覆冰主要融冰方法1 .线路覆冰输电线路覆冰的危害很大,很容易对电网产生不可逆的后果,所以国内外学者对输电线路导线与绝缘子的覆冰特性和机理的研究从未间断过,也有了许多的成果,目前常用的除冰方法有4类:1.1热力除冰法通过加大导线电流,如使覆冰导线断路,来提高导线温度,从而使坚冰融化的方法称为热力除冰法。
输配电线路覆冰的原因及防范对策摘要:为了能够提高输配电线路的运行状态,本文对输配电线路覆冰的原因进行分析,并且给出相关的防范措施,以期能给相关工作人员提供参考。
关键词:输配电;线路覆冰;原因;防范对策前言输配电线路覆冰会直接造成线路出现跳闸、断线、倒杆等问题,会直接导致整个电力系统无法安全、稳定的运行,甚至会导致重大事故的发生。
冰灾会直接造成输电线路出现断线、倒塔等严重问题,这是因为覆冰使得线路的承载性能无法达到使用的需要。
在进行输配电线路的维护管理中,为了可以更好的解决该问题,需要采取合理的措施,有效的预防覆冰的危害。
一、输配电线路覆冰的危害(一)引起导线的舞动、脱冰跳跃输电线路在正常运行中,需要承载覆冰的载荷,同时其还需要承受风力载荷等。
在覆冰的影响之下,如果自然环境中有风的存在,会直到导致线路产生的大幅度的低频振动的问题,进而导致导线脱冰的情况下,会产生舞动、跳动的问题。
导线覆冰不均匀的情况下,断面也会不均匀,在风里的持续影响之下,会产生低频、大振幅的舞动,从而导致了线路以及结构部件的损坏,甚至会出现严重的倒塌等事故问题。
(二)引起绝缘子串覆冰事故虽然绝缘子的位置上所增加的冰层其厚度一般比较小,总量也不大,但是却会导致其绝缘效果难以达到要求,进而出现闪络的问题,使得绝缘子受到严重的损坏,给线路的正常运行产生了极为不利的影响。
(三)造成导线短路事故导线与杆塔的排列方式会直接影响其承载重量,如果二者保持着垂直的状态,就会在温度的持续作用之下导致部分的覆冰出现脱落的问题,不同部分其称重会相差比较大,从而导致跳线问题的存在,进而引发线路短路的故障,给整个系统的正常运行造成了不良的影响。
(四)线路各档距覆冰不均引起事故因为整个线路的覆冰是不均的,会导致各个档距范围内的弧垂是不同的,对于严重覆冰危害的地区中,其导线荷载相对会比较大,导线下垂比较严重,进而导致了导线和地面距离比较小,甚至会引发严重危险问题的存在,造成安全事故的发生。
架空输电线路覆冰的危害及应对措施摘要:电源分布在地理位置偏僻的山区或者林区,这些地理位置偏僻的地区的天气条件往往比较复杂。
架设的输电线路极易发生覆冰现象,严重的覆冰甚至会对输电线路的电气特性和机械特性造成影响,最终导致事故发生,阻碍供电线路的安全稳定运行。
关键词:架空输电线路;覆冰;危害;应对措施一、覆冰种类分析输电线路覆冰种类主要有四种:(1)雨凇。
雨凇主要是指在冻雨期,一些低海拔地区出现的覆冰问题。
这一覆冰类型的持续时间不会太长,当周围环境的温度降至冰点时,输电线路将会出现积冰透明的现象。
此外,这一现象与导线的粘合力有着一定的关系。
相比于冰的密度而言,雨凇密度较低,并且雨凇是混合凇覆冰的一种初级形式。
(2)混合凇。
当外面的环境温度降到冰点以下时,如果外界环境中风较大,就会形成混合凇。
混合凇覆冰条件下,冰在输电导线上有着较大的粘合力。
此外,如果导线长期暴露在湿气环境中,就容易出现混合凇。
混合凇在密度方面较高,并且出现的速度相对较快。
因而,混合凇对于导线的危害较为严重。
(3)软雾凇。
如果低层云中有着较多的过冷水滴,当温度降低时,就会形成这一覆冰形式。
这一类型的积冰雨风速有着密切的联系,并且冰不透明,密度较低。
因而,在输电线路上的附着力较弱,容易出现单向结冰现象,进而造成输电线路发生机械失衡的问题,这一形式的覆冰对输电线路不会造成严重的威胁。
(4)白霜。
当外界环境的温度低于0℃,空气中的水分与物体接触,湿气就会在物体的表面进行凝合,最终将会形成白霜。
由于白霜在输电线路的上附着力相对较弱,因而即便振动的幅度较小,白霜也会从电线的表面上挣脱出来,因而白霜并不会对输电线路的运行造成严重的影响。
二、输电线路覆冰的形成原因输电电线路覆冰主要是因为大气中的水蒸气在遇到温度在冰点以下的输电线路时释放热能而气体本身在线路表面形成覆盖冰层。
由此可以发现输电电线路覆冰的影响因素主要有大气湿度以及大气温度,相对来说温度的影响更多一些,除此之外空气对流这一物流现象也对线路覆冰具有一定影响。
输电线路导线覆冰现象分析摘要:最近几年,恶劣气候时常发生,运行输电线路中,导线覆冰是比较常见的现象。
导线覆冰可能给输电线路带来极大危害,对电力系统的安全运行造成极大威胁,使线路过荷載以至于电路瘫痪的可能性大大增加。
本文从导致输电线路导线覆冰的危害入手,分析了导线表面覆冰的影响因素和覆冰类型,对导线覆冰的防治和治理提出了合理的建议。
关键词:输电线路;覆冰;现状;处理措施前盲输电线路大部分都是直接裸露在自然环境下,自然条件对其工作状况就会有较大的影响。
风霜雨雪对输电线路的侵害常常会导致输电线路的瘫痪,其中输电线路覆冰是较为严重一种状况。
而输电线路覆冰状况在我国又是经常发生的,接下来,我们就对输电线路覆冰事故进行分析。
1输电线路覆冰现象的危害严重的冰雪天气往往会带来输电线路覆冰现象的发生,这种覆冰现象对电路传输有很大影响。
线路覆冰就是在线路的表面形成一层较厚的冰,首先这些冰较厚时可能会造成输电线路承受较大的承载力而出现断裂等现象发生,同时线路的超负荷也可能会造成杆塔出现倾斜甚至倒坍。
最后在地形特殊的地区还可能会造成输电线路的舞动现象。
舞动现象就是在山谷的风口处,由于风比平坦地区较大,而且较为持续,线路上的覆冰在风的作用下就会出现振荡现象甚至是有节奏、低频率的舞动现象,这种舞动以及振荡现象的惯性作用会使线路与杆塔产生共振,从而对杆塔产生更大的波动,更容易造成杆塔的倒塌倾斜,金属器具同样也会造成不同程度的损坏。
输电线路的覆冰现象对电力系统的影响非常大,却又是难以避免发生,在我国就有多次严重的输电线覆冰现象。
2输电线路导线覆冰的分类和影响因素2.1输电线路导线覆冰的分类。
2.1.1雨淞雨淞是由空气中的过冷却水滴在导线的迎风面形成的覆冰,其光滑、透明、清澈,他的黏附能力很强,一旦形成以后,不管起始的厚度如何,如遇天气下雪或环境不好,覆冰厚度将会快速增加,导线负重也会迅速增加,又雨淞形成的覆冰密度较大,因此其产生的机械负重与其他形成方式相比是最大的,所以是对导线对电路系统的破坏力最大的,也是我们要重点防范的。
高压输电线路的冰覆盖分析与防护随着能源需求的增长,高压输电线路在现代社会的电力供应中发挥着重要的作用。
然而,恶劣的天气条件经常给这些输电线路带来挑战,特别是在冬季,冰覆盖成为了一个严重的问题。
冰覆盖不仅会导致输电线路绝缘子表面积聚电荷,增加了导电风险,还可能引起线路断裂和火灾等安全隐患。
因此,对于高压输电线路的冰覆盖分析与防护具有重要的研究意义和应用价值。
一、冰覆盖的影响1. 绝缘子电荷增加:当输电线路上的绝缘子表面被冰覆盖后,绝缘子会表现出非线性电阻特性,电荷会聚集在绝缘子表面,增加了绝缘子的电荷密度。
这会导致绕线圈和绝缘子上的电压大幅度升高,增加了绝缘子击穿的风险。
2. 线路强度下降:冰覆盖会在导线上形成肩缠式结构,导致线路强度下降。
当风力加大时,冰覆盖的负载会引起线路的弯曲和振动,进一步增加了线路断裂的风险。
3. 火灾隐患:冰覆盖导致的线路断裂还会引发火花飞溅,可能引发严重的火灾事故,对生命和财产造成巨大损失。
二、冰覆盖分析针对高压输电线路的冰覆盖问题,科研人员和工程师们开展了大量的研究和实验,以对冰覆盖进行分析。
1. 冰覆盖厚度测试:利用无人机、红外相机等技术,对高压输电线路进行巡查,测量冰覆盖的厚度和分布情况。
通过这些数据,可以及时发现冰覆盖的问题,并采取相应的预防措施。
2. 绝缘子表面电荷测试:绝缘子冰覆盖后会积聚电荷,导致电场分布异常。
通过在绝缘子表面布置电场探测器,可以实时测试电荷密度,并及时预警绝缘子被击穿的风险。
3. 冰覆盖模型研究:科研人员还建立了冰覆盖模型,以模拟不同情况下的冰覆盖厚度和分布。
这些模型通过计算机模拟,为冰覆盖分析提供了一种定量分析的手段。
三、冰覆盖防护技术为了应对高压输电线路的冰覆盖问题,工程师们开发了各种防护技术。
1. 绝缘子抗冰件:工程师们利用特殊材料制造绝缘子抗冰件,可以在冰覆盖时减少冰的附着,提高绝缘子的使用寿命。
这些抗冰件具有防腐蚀、耐高温、抗冰特性优秀的特点。
输电线路防覆冰灾害的探讨摘要:输电线路覆冰,是一个重要的问题,它严重影响到线路的正常运转。
防覆冰工作,是项技术难题,其解决的技巧有很多,但根据不同的情况,要选择合适的方法。
本文详细分析了线路覆冰的危害,提出了几条防覆冰的可行性措施,以及不同的除冰方法。
希望对电力行业工作人员,有所帮助。
关键词:输电线路;防覆冰;探讨引言:输电线路覆冰,容易发生线路弯曲拖地、线杆折断?脱冰时线路突然弹起等问题,事故发生率极高,不仅影响电网的正常运转,而且,极易造成人员伤亡事故。
本文对输电线路覆冰的危害做了详细分析,然后根据目前的技术水平,提出了有效防覆冰的措施,以及就覆冰后如何除冰,提供了几种方法。
一、输电线路覆冰的危害输电线路,是居民生活和社会发展所需用电的硬件基础。
覆冰,是一种复杂的气候现象,它的成因与多种因素有关,比如气温、风向、降水频率及水量等。
线路覆冰,会影响输电线路的输电能力,甚至造成安全事故的发生。
输电线路覆冰非常普遍,其危害主要有以下几方面:(一)输电线承重过量冰雪覆盖在输电线路上,其对线路造成很大的压力,远远超出输电线路能承受的最大重力。
容易出现线路拖地、断裂等物理故障,高架线路承重过大,还容易造成倒塔,或者电杆断裂。
(二)脱冰事故覆冰线路若出现突然脱冰现象,高塔两侧的线路会瞬间出现受力不平均的情况,脱冰一侧的线路,容易出现弹跳,造成线路水平距离过短,极易发生短路。
脱冰事故造成的线路短路,危害较大。
不仅会造成经济损失,还可能造成火灾等事故。
(三)绝缘子冰闪在绝缘子覆冰的情况下,其绝缘的能力大大下降。
待冰块消融时,绝缘子会出现局部电阻增大的情况,其绝缘能力进一步降低,出现瞬间闪络,极易发生短路。
(四)线路舞动事故正常情况下,输电线路自重较轻,即使受风力影响,也不会造成较大的事故。
但是,线路覆冰后,因其除了自重,冰块的重力,大大增加了线路的重量。
如果遇到大风天气,线路容易发生舞动,而且舞动幅度大大增加,会严重影响输电线路的运行。
高压输电线路覆冰危害与监测、抗冰除冰技术综述摘要:随着国家西电东送战略的不断实施,高压输导线路长距离、大跨度输电成为常态,导路穿越的低温高寒、微地形区域不断增多,覆冰问题,在自然环境中,电力系统的运行与气候、环境密切相关,由于天气的改变,输导线路在长期遭受风吹雨打的情况下,其安全性也会随之下降。
近几年,我国高压输线导路出现了较多的覆冰事故,其中,2008年年初出现了一次大规模的低温灾害,直接导致了我国产生1516.5亿元的经济损失,由此可见,覆冰事故严重影响着我国电力系统的安全。
关键词:高压输导线路;覆冰;防冰;除冰技术前言随着750kV主网的设计和220kV变电站的分离,覆冰问题成为影响高压输导线路安全的一个主要问题。
为了降低雨雪、霜冻给电力系统带来的巨大损失,降低维修线路的维护费用,以满足人们的日常生活和工作需求,我国目前正进行着对防冰,除冰技术的研究。
1高压输导线路覆冰的成因及危害1.1高压输导线路覆冰的成因自上世纪五十年代起,俄罗斯、美国、欧洲各国都在对覆冰进行大量的观察与研究。
根据覆盖状态,覆冰分为三种,分别是雨凇、雾凇和混合凇,不同覆冰的形成情况也不同。
雨凇具有很强的粘性,它的形成条件比较苛刻,而雾凇在低温、强风的作用下很容易形成,凝结成一层致密的透明冰柱,与接触面粘得很紧,因此很容易发生覆冰事故,对电力系统的各个部位都有很大的影响。
在电力系统覆冰时,必须满足大气温度、高压输导线路的要求,各设备表面温度不能超过0℃、空气含水率超过85%、风速超过1m/s。
另外,在同一区域内,由于架设的高压输导线路在海拔较高时,发生覆冰的可能性较大,且覆盖的面积也较大,当线路走向与天气风向接近90度时,则会发生覆冰。
在角度变化的情况下,每小时、每单位面积上都会有更多的雨滴,而覆冰现象也会更加严重[1]。
在常规风速小于8m/s的情况下,直径小于40mm的导电线,则更容易覆冰;直径大于40mm的情况下,冰的数量会随着直径的增加而减少。
输电线路覆冰背景介绍输电线路是将电力从发电厂输送到用户的重要设施之一。
然而,在寒冷的冬季,线路上常常会出现覆冰的现象,给输电线路的安全运行带来了一定的风险。
因此,针对输电线路覆冰问题的研究和解决方案的探讨具有重要的意义。
覆冰的影响1. 影响导线传输电能输电线路上的覆冰会增加导线的表面积,使得导线的等效半径增大,这将导致导线的电阻增加,电流经过时会产生更多的热量,进而影响导线传输电能的能力。
2. 影响导线的机械强度覆冰会增加导线的质量,使得导线受力增大。
当大风、大雪等恶劣天气出现时,导线容易发生摆动、振动,进一步导致导线的脱落、断裂等事故。
3. 影响导线的绝缘性能覆冰会增加导线的距离,使得导线之间的绝缘距离减小,容易发生短路事故,进而影响电力的稳定供应。
覆冰的原因导致输电线路覆冰的主要原因是在寒冷的气候条件下,空气中的水蒸气凝结成冰。
主要的影响因素包括空气温度、湿度、降水等。
此外,线路的位置、线型以及周围环境等因素也会对覆冰产生影响。
输电线路覆冰监测为了及时发现线路上的覆冰情况,需要进行线路覆冰的监测工作。
常用的线路覆冰监测方法包括:1. 图像监测利用无人机、现场摄像机等设备对输电线路进行拍摄,通过分析图像数据来判断覆冰程度以及是否需要进行清冰作业。
2. 测量仪器使用温度传感器、湿度传感器等测量仪器,监测线路表面的温度和湿度等参数变化,从而判断是否有覆冰情况发生。
3. 人工巡视定期派遣工作人员对输电线路进行巡视,观察线路是否有明显的覆冰迹象,并及时采取相应的措施。
输电线路覆冰防治为了减少输电线路覆冰对线路运行的影响,需要采取一系列的防治措施。
1. 清冰作业在线路出现明显的覆冰情况时,需要进行清冰作业,包括手动清冰和机械清冰等方式。
2. 绝缘处理对于容易覆冰的导线部位,可以采用绝缘处理的方法,包括使用绝缘套和绝缘罩等方式,提高线路的绝缘性能。
3. 加强抗冰设计在线路建设过程中,可以考虑使用抗冰设计,选择合适的线径和导线形状,以及增加导线间距来减少覆冰的可能。
输电线路覆冰危害及防冰除冰技术分析摘要:阐述了网架覆冰的形成机理,影响覆冰的各种影响因素,并对覆冰的危害进行了分析。
本文列举了近几年来国内外不同类型的覆盖冰监控技术和防冰、除冰技术,并对其进行了比较和分析,总结了其存在的问题,并提出了未来的研究和发展趋势。
关键词:电网覆冰;覆冰监测;除冰;防冰引言在自然环境中,电网的运行与气候、环境密切相关,由于气象条件的改变,电网在长期遭受风吹雨打的情况下,其运行的安全性将会大大降低。
近几年,大规模的输电线路覆冰事故频发,例如在2008年初出现的大规模低温,直接导致了经济损失1516.5万元,灾情人数突破一亿。
为减少或减少雨雪、冰雪灾害给电网带来的重大损失、降低维修费用和维护费用,保证人民群众日常生活和工作的供电需要,输电线路覆冰和除冰技术研究成为一个越来越迫切的课题。
1、输电线路覆冰的成因及危害1.1输电线路覆冰的成因自20世纪五十年代起,美国、俄罗斯、日本等国都对覆冰进行了大量的观测与研究。
根据其形成条件,可将其分为三大类:雨凇、雾凇和混合凇。
雨凇是一种很难清除的雾凇,它具有很强的粘性,但是它的形成条件比较苛刻。
由于被冻成了致密的透明冰锥,附着在接触面上,因此极易发生覆冰事故,对电力系统的各个部件都有很大的影响。
覆盖冰是一个复杂、多因素的过程,气象条件、线路安装条件、线路走向、绝缘子的尺寸、流经电流的大小等因素,都会对覆冰的影响。
在这些因素中,大气温度、液态水含量、空气中或云中的过冷水颗粒的直径、风速、风向等四个方面对覆盖冰盖的影响。
这4个因子对覆盖冰层的种类及严重性有重要影响。
电网覆盖冰的前提是:大气温度、传输线路各设备表面温度不能超过0℃;大气含水量超过85%;风速超过1米/秒。
此外,由于电场的吸引作用,使水珠粘附在电线上。
因此,与无电线相比,带电线路上覆冰的厚度要大得多。
在绝缘子类中,以复合绝缘子为例,其覆盖范围愈大,覆盖面积愈大,而下部伞裙覆盖的速度比上部和中部都要快。
输电线路覆冰的形成、危害及防治0 引言输电线路严重覆冰将会造成主网线路发生倒塔(杆)及断线事故,形成大面积停电、电网崩溃瓦解的重特大电网事故。
因此,加强和改善输电线路的抗覆冰能力,有效降低输电线路事故,构造坚强电网,是我们电力企业义不容辞的责任。
1 输电线路覆冰的形成1.1 导线覆冰的基本物理过程当过冷却在0 ℃及其以下的云中或雾中水滴与输电线路导线表面碰撞并结冻时,覆冰现象产生。
在冬季当温度低于0 ℃时,大气中的小水滴将发生过冷却;在高海拔或高空甚至在夏季水滴也会发生过冷却。
处于过冷却水滴包围的输电线路导线与气流中过冷却水滴发生碰撞,并冻结在导线表面而形成覆冰。
导线表面发生覆冰现象必须满足三个条件,即:①大气中必须有足够的过冷却水滴;②过冷却水滴被导线捕获;③过冷却水滴立即冻结或在离开表面前冻结。
1.2 导线覆冰的发展过程严冬或初春季节,当气温下降至-5-0℃,风速为3-15m/s时,如遇大雾或毛毛雨,首先将在导线上形成雨凇;如气温升高,天气转晴,雨凇则开始融化,覆冰过程随温度升高终止;如天气骤然变冷,气温下降,出现雨雪天气,冻雨或雪则在黏结强度很高的雨凇冰面上迅速增长,形成密度大于0.6g/cm3的较厚的冰层;如温度继续下降至-15--8℃,原有冰层外侧积覆雾凇。
这种过程将导致导线表面形成雨凇-混合凇-雾凇的复合冰层。
如在这种过程中,天气变化,出现多次晴-冷天气,则融化加强了冰的密度,如此往复发展将形成雾凇和雨凇交替重叠的混合冻结物,即混合凇。
导线覆冰首先在迎风面上生长,如风向不发生急剧变化,迎风面上覆冰厚度就会继续增加。
当迎风面冰达到一定厚度,其重量足以使导线扭转时,导线发生扭转现象;导线再扭转,覆冰就会继续成长变大,终于在导线上形成圆形或椭圆形覆冰。
1.3 导线覆冰的必要条件导线覆冰的必要条件是:①具有足可冻结的气温,即0℃以下;②具有较高的湿度,即空气相对湿度一般在85%以上;③具有可使空气中水滴运动之风速,即大于1m/s的风速。
输电线路覆冰危害及除冰措施的研究摘要:近年来,我国南方和西北多省多次遭遇了持续的低温,雨雪,冰冻极端天气,输电线路结冰严重,轻者发生线路跳闸,重者引起到杆,断线事故。
造成了严重的经济损失和社会影响,本文通过对覆冰危害的分析,介绍了去除导线上的积雪、覆冰研究方案,避免倒塔、断线舞动等事故的发生。
关键词:输电线路;覆冰:危害;除冰一、导线覆冰的危害通常情况来讲,覆冰对电网线路的破坏有三种。
第一种是少量的覆冰,它在导线上这种圆截面的覆冰不是均匀地包在上面,它可能形成一个椭圆或者形成其他形状,在大气当中构成了一个迎风面,当风的角度和冰的迎风面角度合适的时候导线就会舞动。
第二种情况是闪路,南方地区的输电线路的很多结冰短路点并不在线路上而是在瓷瓶底部逐步结冰,造成冰层短路,损坏供电系统。
第三种也是最普遍的,当导线表面的覆冰越积越厚,导线将承受几百到几吨的荷载,这时导线自重及所覆的冰重产生的拉力将通过导线,导线金具,绝缘子传递给杆塔,杆塔又将拉力转给拉线,只要导线,金具,绝缘子,杆塔,拉线固定件等其中一个环节承受不住所受拉力,就将会出现到塔(杆)和断线的事故,这种事故往往会扩展至一个耐张段。
例如,2008年雨雪天气使国家电网公司系统的湖南,江西,重庆,浙江,福建,安徽等九个电网遭受严重影响,其中湖南,江西,浙江电网受灾最严重,湖南,江西电网一度与主网解列运行,部分地区电网几乎全部毁坏。
二、关于覆冰的研究我国每年严冬和初春季节,由于北方冷空气与南方暖空气的交汇常形成静止锋,气温降低的暖气团所析出的大量水汽升至零摄式度线以上或凝结高度以上就会形成冰晶,雪花或过冷却水滴,一部分过冷却水滴在不断运动过程中由互相碰撞和凝结作用而逐渐增大。
在下降过程中大的过冷却水滴若遇到可作凝结核的尘埃,就会变成雪花或冰晶落到地面。
这种过冷却水滴很不稳定,一旦碰撞振动可使过冷却的液态水立刻变成固态水——冰。
同时,碰撞使水滴发生变形,表面弯曲度减少,表面张力也相应减少而导线表面又可起到类似凝结核作用,使水滴有所依附,于是便结成雾凇或雨凇,一般过冷却水滴愈小愈易结成雾凇,较大过冷却水滴则易在海拔较低的山区结成坚实雨凇。
输电线路覆冰的形成、危害及防治0 引言输电线路严重覆冰将会造成主网线路发生倒塔(杆)及断线事故,形成大面积停电、电网崩溃瓦解的重特大电网事故。
因此,加强和改善输电线路的抗覆冰能力,有效降低输电线路事故,构造坚强电网,是我们电力企业义不容辞的责任。
1 输电线路覆冰的形成1.1 导线覆冰的基本物理过程当过冷却在0 ℃及其以下的云中或雾中水滴与输电线路导线表面碰撞并结冻时,覆冰现象产生。
在冬季当温度低于0 ℃时,大气中的小水滴将发生过冷却;在高海拔或高空甚至在夏季水滴也会发生过冷却。
处于过冷却水滴包围的输电线路导线与气流中过冷却水滴发生碰撞,并冻结在导线表面而形成覆冰。
导线表面发生覆冰现象必须满足三个条件,即:①大气中必须有足够的过冷却水滴;②过冷却水滴被导线捕获;③过冷却水滴立即冻结或在离开表面前冻结。
1.2 导线覆冰的发展过程严冬或初春季节,当气温下降至-5-0℃,风速为3-15m/s时,如遇大雾或毛毛雨,首先将在导线上形成雨凇;如气温升高,天气转晴,雨凇则开始融化,覆冰过程随温度升高终止;如天气骤然变冷,气温下降,出现雨雪天气,冻雨或雪则在黏结强度很高的雨凇冰面上迅速增长,形成密度大于0.6g/cm3的较厚的冰层;如温度继续下降至-15--8℃,原有冰层外侧积覆雾凇。
这种过程将导致导线表面形成雨凇-混合凇-雾凇的复合冰层。
如在这种过程中,天气变化,出现多次晴-冷天气,则融化加强了冰的密度,如此往复发展将形成雾凇和雨凇交替重叠的混合冻结物,即混合凇。
导线覆冰首先在迎风面上生长,如风向不发生急剧变化,迎风面上覆冰厚度就会继续增加。
当迎风面冰达到一定厚度,其重量足以使导线扭转时,导线发生扭转现象;导线再扭转,覆冰就会继续成长变大,终于在导线上形成圆形或椭圆形覆冰。
1.3 导线覆冰的必要条件导线覆冰的必要条件是:①具有足可冻结的气温,即0℃以下;②具有较高的湿度,即空气相对湿度一般在85%以上;③具有可使空气中水滴运动之风速,即大于1m/s的风速。
0前言在输变电工程中,导线覆冰现象较为普遍,输电线路覆冰引起的故障严重地影响了电力系统的正常运行。
覆冰可以引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塌、断线及绝缘子闪络,从而造成重大事故。
导线覆冰是一个复杂的过程,覆冰量与导线半径、过冷水滴直径、含风量、风速、风向、气温及覆冰时间等因素有关。
根据全国覆冰情况的统计数据,发现北方地区虽然气温低,但因气候干燥,所以较少出现重覆冰。
即使偶尔出现,也由于覆冰量很少,对送电线路不构成太大的威胁,在冬季,有高空西南暖湿气流的长江以南高海拔地区受覆冰灾害影响较严重。
1导线覆冰的危害根据对我国输电线路覆冰事故的分析,覆冰线路的危害可以归纳为以下4类。
文章编号:1003-8337(2006)02-0012-03输电线路覆冰的危害及防护李政敏,庾振平,胡琰锋(西安供电局送电工区,陕西西安710032)摘要:输电线路覆冰可引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塌、断线及绝缘子闪络等问题。
要减轻导线覆冰带来的危害,在新建线路时,首先要充分掌握该地区的冰雪情,并仔细研究输电走廊的微气候、微地形,尽量避开重冰区;无法避开时,应在重冰区采取抗冰设计。
为加强已有线路的抗冰害能力,应视具体情况区别对待,可增大爬电距离,改善绝缘子伞裙结构,在绝缘子表面涂憎水涂料以及对杆塔横担和绝缘子进行清扫,这些都是解决覆冰绝缘子冰闪的有效方法。
最后,简述了应用在输电线路中的除冰技术。
关键词:导线覆冰;绝缘子冰闪;抗冰设计;除冰技术中图分类号:TM726文献标识码:BTransmissionLineRegelationHarmandProtectionLIZheng-min,YUZhen-ping,HUYan-feng(PowerSupplyBureauofXi’an,Xi’an710032,China)Abstract:Transmissionlineregelationmaycauseconductorgalloping,poleleaningorcollapse,conductorbreakingorinsulatorflashoveretc.Forrelaxingharmcausedbyconductorregelation,theiceandsnowsituationatnewlinesiteshallbeknown,andthemicroclimateandgeographicmicro-fea-turesoflinerouteshallbecarefulevaluated.Theheavy-icingareashallbedetoured.Incaseifitisnotpossible,thedeicingmeasureshallbeconsidered.Forstrengthingrelegation-resistanceabilityofaexistingline,someeffectivemeasurecanbeadoptedsuchasincreasingcreepagedistance,improvinginsulatorshedprofile,hydrophobiccoatingoninsulatorsurface,andperiodiccleaning.Deicingtech-nologywasalsointroduced.Keywords:lineregelationharm;ice-flashover;deicingdesign;clearingicetechnology收稿日期:2006-01-12作者简介:李政敏(1971-),男,陕西渭南人,工程师,主要从事送电线路检修工作。
线路覆冰成因、危害、防范措施1. 引言线路覆冰是指在冬季或寒冷环境下,电力输电线路、电信通信线路等导线上沉积了大量的冰雪。
沉积冰雪会增加导线的重量,增加了输电线路的负荷,对线路的传输性能和稳定性产生严重的危害。
因此,研究线路覆冰的成因、危害和防范措施对于保障电力和通信的正常运行至关重要。
2. 线路覆冰成因线路覆冰是由多种因素共同作用形成的。
主要的成因包括以下几个方面:2.1 天气条件寒冷的气温和降雪是形成线路覆冰的主要因素。
在低温和高湿度的气候条件下,雨水或降雪凝结在导线上,形成冰层。
气温和湿度的变化将导致冰层的厚度和质量的增加。
2.2 线路结构导线的形状和材料也对线路覆冰有一定的影响。
对于带有凹凸表面或形状复杂的导线,冰雪更容易黏附和沉积。
同时,导线材料的导热性也会影响冰雪的形成和积累。
2.3 空气污染物空气中的污染物,尤其是颗粒物和硫化物等,会促进冰雪的形成和沉积。
这些污染物可以使冰层更加致密和粘稠,增加了导线上冰层的重量。
3. 线路覆冰的危害线路覆冰会给电力输电和通信系统带来严重的危害,主要包括以下几个方面:3.1 电力系统线路覆冰增加了导线的重量和风载荷,导致输电线路的负荷增加。
这会导致线路振动和导线弧垂变化,进一步导致导线挂滑、断线等故障的发生。
同时,冰层可能会导致导线与地面或其他设备的短路,引发火灾和电弧故障。
3.2 通信系统线路覆冰对通信系统的影响主要体现在两个方面。
首先,冰层的沉积会导致导线的弯曲,进而导致导线之间的距离变化,增加了信号传输的衰减和失真。
其次,冰层的重量会导致导线的杆塔和支架损坏,影响通信线路的稳定性和连通性。
3.3 维护和安全线路覆冰也给线路的维护和安全带来困难和风险。
冰层的存在增加了维护人员作业的难度,同时也增加了高空坠物的风险。
此外,导线上的冰块可能会融化滴落,给通行人员和周围环境带来安全隐患。
4. 线路覆冰的防范措施为了减轻线路覆冰带来的危害,采取有效的防范措施至关重要。
输电线路的覆冰与主要危害
[摘要]输电线路覆冰严重威胁了电力系统的运行安全,在总结输电线路典型覆冰事故的基础上,对输电线路覆冰事故原因及危害进行了总结分析。
【关键词】输电线路;覆冰;危害
输电线路覆冰的微气象条件是指某一个大区域内的局部地段,由于地形、位置、坡向、温度和湿度等出现特殊变化,造成局部区域形成有别于大区域的更为严重的覆冰条件。
这种微气象条件覆冰具有范围小、隐蔽性强等特点,使得输电线路设计、运行维护人员难以采取防冰抗冰措施。
一、线路覆冰的分类和成因
1.气象条件影响导线覆冰的气象因素主要有4种:空气温度、风速风向、空气中或云中过冷却水滴的直径、空气中液态水的含量。
随着空气温度的升高,雾粒直径变大,相应液态水的含量增加。
当气温在—5—0℃之间,空气或云中过冷却水滴的直径在10—40?m之间,风速较大时形成雨淞;当气温在—16——10℃之间,过冷却水滴的直径在1—20?m之间,风速较小时形成雾淞;混合成的形成介于雨淞和雾淞之间,此时的温度在—9——3℃之间,过冷却水滴的直径在5—35?m之间:严格地说,雨淞—混合淞之间及混合淞-雾淞之间没有严格界限、如气温太低,则过冷却水滴都变成雪花,导线也行不成覆冰了。
2.季节的影响导线覆冰主要发生在前1年的11月到次年的3月之间,尤其是入冬和倒春寒时覆冰发生的概率较高。
3.地形及地理条件的影响东西走向山脉的迎风坡比背风坡严重,山体部位的分水岭、风口处线路覆冰比其他地形严重,线路紧靠江湖水体比线路附近无水源时覆冰严重。
总之,受风条件较好的突出地形和空气水分较充足的地区,覆冰程度比较严重。
4.海拔高度的影响就同一地区来讲,一般海拔高度越高,越易覆冰,覆冰也越厚巳多为雾淞,海拔高度较低处多为雨淞和混合淞。
5.线路走向的影响导线的覆冰程度与线路的走向有关,东西走向的导线覆冰普遍比南北走向的导线覆冰严重。
冬季覆冰天气大多为北风和西北风.线路南北走向时,风向与导线的轴向基本平行,单位时间内与单位面积内输送到导线上的水滴及雾粒较东西走向的导线少得多;线路东西走向时,风与导线约成90°的夹角,使得导线覆冰最为严重。
在严重覆冰地段选择线路走廊时,如条件许可,应尽量避免线路成东西走向。
6.导线悬挂点的影响导线悬挂点越高覆冰越严重,因为空气中的液态水含量随高度的增加而增高,风速越大,液态水含量越高,单位时间内向导线吹送的水滴越多,覆冰越严重。
7.导线本身的影响导线覆冰往往总是在迎风面上先出现扇形或新月牙形积冰,产生偏心荷重,对导线施加扭矩,迫使导线扭转,对未覆冰或覆冰较少的表面对准风向,继续覆冰。
导线的刚度越小,扭转越大,覆冰速度越快。
8.电场和负荷电流的影响导线的电场会使其周围的水滴粒子产生电离,并对其有吸引力,因此电场的吸引力会使更多的水滴移向导体表面,增加导线的覆冰量。
9.负荷电流影响导线表面温度当电流较小时,导线产生的焦耳热不能使导
线表面温度维持0℃以上,还会由于电场的影响,增加导线的覆冰量;当电流足够大时,导线产生的焦耳热使导线表面温度维持0℃以上,这时过冷却水滴碰撞导线就不会产生覆冰,从而达到自然消冰的结果。
维持导线表面温度为0℃以上的电流称为临界负荷电流,临界负荷电流的大小由气温、风速及导线表面的热辐射特性等因素决定。
二、线路覆冰的危害
覆冰对线路的危害有过负荷、覆冰舞动、脱冰跳跃、绝缘子冰闪等,后果会造成倒杆塔、导地线断股或断线、金具和绝缘子损坏、绝缘子闪络等事故。
1.线路过负荷
(1)垂直负荷:当导线、杆塔覆冰时,冰的质量增加所有支持结构和金具的垂直负载,导致导线弧垂增大,使导线间、导地线间的距离减小,当风吹动时会由于绝缘距离不够引起短路事故。
另外由于覆冰会增大导地线的张力,从而增大杆塔及其基础的受力,增大转角杆塔的弯矩,造成杆塔破坏、扭转、弯曲、基础下沉、倾斜等,甚至拉线点以下发生折断等事故;(2)水平荷载:覆冰会使导线受风面增大,杆塔所受的水平荷载增加,线路会因此遭受严重的绝缘子串横向偏移而发生倒杆塔事故;(3)纵向荷载:导线覆冰会引起纵向静张力不平衡,增大纵向荷载。
当覆冰不均匀、自行脱落或被击落时,导线悬挂点处会出现很大的纵向冲击荷载,可能会造成导地线从压接管内抽出,或者外层铝股拉断、钢芯抽出,或整根线拉断。
如果导线拉断脱落,最终的不平衡冲击荷载或两临档间的残余荷载就会大大增大,容易发生顺线倒杆塔事故。
2.导线的舞动、脱冰跳跃
输电线路不仅承受自重履冰等静荷载,而且还要承受风力等产生的动荷载。
在一定的条件下,覆冰导线受稳定横向风力的作用,可能会引起大幅度低频振动(舞动),导线脱冰时也会使导线发生舞动、跳动。
当导线均匀覆冰时,虽然截面增大,但其形状如保持为均匀的圆形,在一定风力所引起的导线振动,其频率会低于裸线时的频率,振幅将比裸线小,且频率低到防振装置的有效运行范围内。
当导线覆冰不均匀时,由于其断面不对称,在相应风力的作用下,导地线会发生低频、大振幅的舞动。
从而导致金具损坏、导地线断股、相间短路、杆塔倾斜或倒塌等恶性事故。
此类舞动的形成取决于4个因素:覆冰、风激励、线路结构与参数、导线不均匀脱冰。
(1)覆冰:线路覆冰是舞动的必要条件之一;(2)风的激励:舞动离不开风的激励。
冬季和初春的季节里,冷暖气流的交汇容易引起较强的风,在地势平坦开阔或山谷风口等地区的线路,能使均匀的风持续地吹向导线,当导线覆冰、风速在4—20m/s之间、风向与线路走向的夹角不小于45°时,导线容易发生舞动;(3)线路结构与参数条件:线路结构和参数条件也是形成舞动的重要因素。
在相同的环境、气象条件下,分裂导线比单导线更容易发生舞动,大截面导线比小截面导线容易产生舞动;(4)导线不均匀脱冰:随着导线覆冰量的增加,相应的张力明显增大,弧垂也有所下降,当大段或整档脱冰时,由于导线的弹性储能迅速地转变为导线的动能,引起导线向上跳跃,进而产生舞动,使相邻绝缘子串产生剧烈摆动,杆塔两端的导线张力也会有显著变化。
三、小结
冰灾造成输电线路断线、倒塔的直接原因是由于导地线和铁塔覆冰产生的荷载超过其设计承载力所致;导地线覆冰引起的纵向不平和张力和断线冲击荷载是铁塔破坏的主要原因。
电力工业是关系国计民生的基础产业和公用事业,输电线
路覆冰灾害严重威胁电网安全稳定运行,提高电网防灾御灾能力是一个系统工程,必须认真总结抗击低温雨雪冰冻自然灾害的经验教训,结合电网和线路运行具体情况,采取提高设防标准、对重要线路实行差异化设计、积极创新电网防灾抗灾技术、完善灾害应急机制、优化电网结构、合理布局电源、加强电网建设等系统性的综合措施,因地制宜,多措并举,才能最大限度减少自然灾害造成的损失,提高输电线路抗覆冰灾害的能力,保证电网安全可靠运行。
参考文献
[1]龙立宏,胡毅,李景禄,胡涛.输电线路冰害事故统计分析及防治措施研究[J].电力设备,2006年12期
[2]吴冰霞.输电线路覆冰灾害的防护[D].2008年抗冰保电技术论坛论文集(二)。