输电线路覆冰的危害「输电线路防覆冰」

今天带来输电线路覆冰的危害「输电线路防覆冰」，关于输电线路覆冰的危害「输电线路防覆冰」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

架空输电线路导、地线（以下简称电线）覆冰与天气条件、地形因素、架空输电线路特性等三者密切相关；电线覆冰类型与空气温度、风速风向、空气中或云中过冷却水滴直径、空气中液态水含量四种因素相关。

1 、影响电线覆冰的气象条件

1.1 环境温度

对覆冰的影响最明显。一般最易覆冰的温度为-1℃和-5℃ ，气温太低，过冷却水滴变成了雪花，形成不了导线覆冰，因此，严寒的北方地区冰害事故反而较南方的云、贵、湘、鄂等南方高湿度、水汽充分的地区轻。

1.2 空气湿度

空气湿度的大小对导线覆冰影响甚大。湿度大，一般在85%以上，不仅较易引起导线覆冰，而且还易形成雨凇。南方覆冰最为频繁的湖南、湖北、江西等省，每逢严冬和初春季节，因阴雨连绵，空气湿度很高(90%以上)，故导线极易覆冰，且多为雨凇。云南、贵州等高海拔地区，覆冰多为雾凇或混合凇。

1.3 风速风向

由于风起着对云和水滴的输送作用，故对导线覆冰有重要影响。无风和微风时，有利于晶状雾凇的形成；风速较大时则有利于粒状雾凇的形成。几乎所有计算导线覆冰的模型都包含有风速这一主要因素，一般而言，风速越大(0~6m/s范围内)，导线覆冰越快。而风向主要会对覆冰形状产生影响，当风向与导线垂直时，结冰会在迎风面上先生成，产生偏心覆冰，而当风向与导线平行时，则容易产生均匀覆冰。

1.4 过冷却水滴大小

水滴直径越大，碰撞物体冻结过程中，其潜热释放缓慢，反之，则冻结迅速。导致形成覆冰的特征有很大差异。雨凇覆冰时，过冷却水滴直径大，约在10~40μm之间，中值体积水滴直径为25μm左右，是毛毛细雨；

雾凇覆冰时，水滴直径在1~20μm之间，中值体积水滴直径为10μm左右;

而对于混合凇，其水滴直径在5~35μm之间，中值体积直径为15~18μm。

1.4 凝结高度

所谓“凝结高度”是指云中的过冷却水滴全部变成冰晶或雪花时的海拔高度，是随着不同的地面气温和露点温度而变化的， 常用海宁(Hening)公式计算：

H=124(T-Td)

式中：

H -- 凝结高度(m)；

T -- 为地面气温(℃)；

Td -- 为露点温度(℃)。

凝结高度是以地面为起始基准的空气中水滴碰撞物体前可冻结的高度，它的大小对高海拔山区的导线覆冰具有决定性的影响。当山峰高度超过凝结高度时(如云南乌蒙山东侧、滇东云贵交界地区)，此区域必属于重冰区或特重冰区。

2、 影响电线覆冰的地形及地理环境

覆冰与山脉走向、坡向和分水岭等因素也有明显关系，在山区电线受地形及地理的影响更为严重。在受风条件比较好的突出地形，如山顶、垭口、风道和迎风坡，以及空气水份较充足的江河、湖泊、水库和云雾环绕的山腰、山顶等处都是极易夜冰的地点，而且其覆冰程度也比较严重。我国具有典型的微气象、微地形覆冰特征，常见的微气象覆冰地形主要有垭口型、高山分水岭型、水气增大型、地形抬升型、峡谷风道型。

2.1 垭口型

在绵延的山脉所形成的娅口，是气流集中加速之处，当线路处于垭口或横跨垭口时，将导致风速增大或覆冰量增加。江西省井冈山盐山垭口，云南省昭通市庄沟垭口，湖南省拓乡110kV线路羊古岭垭口，贵州省110kV水盘线黑山垭口，四川省大凉山老林口，云南省110kV以东线53号杆施布卡垭口，云南省500kV大昆线石官坡垭口等就是典型实例。

2.2 高山分水岭型

线路翻越分水岭，空旷开阔，容易出现强风及严重覆冰情况，尤其在山顶及迎风坡侧，含有过冷却水滴的气团在风力作用下，沿山坡强制上升而绝热膨胀，使得过冷却水滴含量增大，导致导线覆冰增加。陕西省秦岭，云南省金沙江与小江的分水岭，河南省南阳地区伏牛山老界岭，浙江省云和县与松阳县交界的方山岭，广东省韶关地区乳源和东昌两县交界的分水岭，湖南衡山祝融峰等就是典型实例。

2.3 水气增大型

输电线路临近较大的江湖水体，使空气中水汽增大，当寒潮人侵，气温下降至0℃以下时，由于空气湿度大，便容易出现严重彼冰现象。江西梅岭(受鄱阳湖影响)，云南昆明太华山(受滇池影响)，湖南省沅江市(受洞庭湖影响)，湖北省巴东县绿葱坡(受长江影响)。四川会东白龙山及云南东川海子头(受金沙江影响)，500kV大昆线哀牢山地段(受老虎山电站水库影响)等就是典型实例。

2.4 地形抬升型

平原或丘陵中拔地而起的突峰或盆地中一侧较低另一侧较高的台地及陡崖，因盆地水汽充足，湿度较大的冷空气容易沿山坡上升，在顶部或台地上形成云雾，当冬季寒潮人侵时便会出现严重覆冰现象。云南省会泽县大竹山，贵州省220kV鸡江Ⅱ回十里长冲，广西省110kV蔽桂线金竹坳，滇南蒙自盆地边缘地形抬升的马拉格，贵州东部的万山及500kV大昆线易门老吾街后山等就是典型实例。

2.5 峡谷风道型

线路横跨峡谷，两岸很高很陡，通过狭管效应产生较大的风速，将导致送电线路风荷载的大幅度增加。云南省110kV六平线36号杆南盘江峡谷，500kV大昆线绿汁江跨越点，云南220kV以昆线282－283号大黑山峡谷风槽，500kV漫昆线哀牢山76-77号兔街山谷风道等就是典型实例。

3、 影响电线覆冰的线路走向及电线悬挂高度条件

输电线路导线覆冰与线路走向有关，东西走向的线路导线覆冰普遍较南北走向的线路导线覆冰严重。冬季覆冰天气大多为北风或西北风，输电线路导线为南北走向时，风向与导线轴线基本平行，单位时间与单位面积内输送到输电线路导线上的雾粒叫东西走向的线路导线少得多。输电线路导线为东西走向时，风与导线约成90°的夹角，从而使导线覆冰最为严重。输电线路导线覆冰与风向几乎成正弦关系。而且输电线路导线为东西走向在覆冰后，由于不均匀覆冰的影响，导线覆冰可能会诱发覆冰舞动。在条件相同的地区，一般海拔高程愈高，愈易发生覆冰，覆冰厚度越厚，且多为雾凇；海拔高程较低处，其冰厚虽较薄，但多为雨凇或混合冻结。输电线路导线悬挂高度越高，覆冰越严重，这是因为空气中液水含量随高度的增加而升高。风速越大、液水含量越高，单位时间内向导线输送的水滴越多，覆冰也越严重。因此，覆冰随导线悬挂高度的升高而增加。冰厚随高度(海拔高度或悬挂高度)变化的规律可用乘幂律表示如下：

式中：

Z -- 高度；

Z0 -- 参考高度；

b -- 为覆冰厚度；

b0 -- 参考高度Z0处的的覆冰厚度。

bZ -- Z高度处的覆冰厚度。

4 、电线直径与覆冰厚度和扭转对覆冰的影响

当风速在3～8m/s时，导线直径越大，其相对导线单位长度覆冰量越重；当风速大于8m/s时，对于任何直径的导线，导线直径越大其覆冰量越重，但覆冰的厚度是随导线直径的增加而减小。覆冰在迎风面上生长，达到一定厚度时产生扭转力矩。导线扭转加速覆冰增长。这是因为导线覆冰时形状往往很不规则（有扇形、椭圆形、新月形、圆形等）导线承受偏心荷重，由于其扭转角度与L2/Φ4 (L为线路档距,Φ为导线直径)成比例，而L＞Φ,故导线易发生扭转，这就便于在导线的各个侧面上进一步积冰。档距中央线段的扭转程度要比悬挂点线夹处附近大，随风运动的过冷却水滴得以均匀地积聚到扭转导线的整个表面，而不像固定不扭转的线段那样覆冰主要积聚在迎风面一侧，，对比之下，悬挂点线夹附近导线与气流平行的长径增长得快，与气流正交的短径增长的慢，迎风面积增加不多，冰重增长较慢，而档距中央长径、短径增长比较均匀，与气流正交的迎风面积增加较多，冰重增长较快，质量较大。

5 、电场对覆冰的影响

电场的存在会对移向导线的水滴粒子产生极化和吸引力。虽然水滴内的极化电荷随交流电压而变化，但其作用力永远是一个引向导线的吸引力。因此，电场对雾滴和毛毛细雨的吸引力会导致更多的水滴移向导线表面，因而能增加导线上的覆冰量。电场强度一定时。负荷电流对导线覆冰的影响体现在两个方面。当电流不够大，焦尔热不能使导线表面维持0℃以上温度时，负荷电流反而会使导线覆冰增加，因为出现了电场的影响；当电流足够大，能使电线发热并维持其表面温度在0℃以上时，这时即使有过冷却水滴碰撞导线，导线表面也不会覆冰，从而达到自然防冰的效果。