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線路覆冰

鎖定
冷的雨滴降落到了温度低於冰點(0℃)的物體上就形成雨凇(關於雨凇的説明請看對應説明)。如果是凝結在電線上,就使電線覆冰。這就是電線覆冰。如果一個範圍內的所有電線都被冰包住,這就是線路覆冰。
中文名
線路覆冰
外文名
Ice-covered lines
學    科
自然地理學
條    件
雨滴降落到温度低於冰點的物體
過    程
凝結在電線上,就使電線覆冰
特    徵
一個範圍內的所有電線都被冰包住

線路覆冰介紹

線路覆冰就是指一個範圍內的所有電線都被冰包住的狀況。冷的雨滴降落到温度低於冰點(0℃)的物體上,就形成雨凇。如果發生是凝結在電線上,就會使電線覆冰。 [1] 

線路覆冰類型

線路覆冰雨凇覆冰

是在凍雨期發生於低海拔地區的覆冰,持續時間一般較短,環境温度接近冰點,風相當大,積冰透明,在導線上的粘合力很強,冰的密度很高,雨凇覆冰是混合凇覆冰的初級階段,由於凍雨持續期一般較短,因此,導線覆冰為純粹的雨凇覆冰的情況相對較少。 [2] 

線路覆冰混合凇

當温度在冰點以下,風比較猛時,則形成混合凇。在混合凇覆冰條件下,水滴凍結比較弱,積冰有時透明,有時不透明,冰在導線上粘合力很強。導線長期暴露於濕氣中,便形成混合凇。混合凇是一個複合覆冰過程,密度較高,生長速度快,對導線危害特別嚴重。 [2] 

線路覆冰軟霧凇

霧凇是由於山區低層雲中含有的過冷水滴,在極低温度與風速較小情況下形成的。這種積冰呈白色、不透明、晶狀結構、密度小,在導線上附着力相當弱。最初的結冰是單向的,由於導線機械失衡,逐漸圍繞導線均勻分佈,在此情況下,這種冰對導線一般不構成威脅。 [2] 

線路覆冰白霜

白霜是空氣中濕氣與0℃以下的物體接觸時,濕氣往冷物體表面凝合形成的,白霜在導線上的粘結力十分微弱,即使是輕輕地振動,也可以使白霜脱離所粘結導線的表面,與其他類型覆冰相比,白霜基本不對導線構成嚴重危害。

線路覆冰幹雪

空氣中的幹雪或冰晶很難粘結到導線表面。只有當空氣中的雪為“濕雪”時,導線才會出現積雪現象。當有強風時,雪片易被風吹落,導線覆雪不可能發生,故導線覆雪受風速制約,因此平原地區或低地勢無風地區,導線覆雪現象較山區常見。

線路覆冰形成影響

機械荷載增大隨着覆冰的增加,電線、絕緣子串和杆塔上所承受的冰的重量以及覆冰後因受風面積加大而增加了風壓。當冰、風綜合荷載超過上述部件的強度的允許值時, 線路就會損壞。
受地形、地物、風向和風力等因素的影響,線路杆塔兩側電線覆冰可能不均勻冰雪融化時, 由於氣温回升和風振等條件的差異, 也會產生兩側不同期脱冰的現象。當連續檔線路上不均勻覆冰和不同期脱冰所引起的荷載出現某種不利的組合情況時, 杆塔受到很大扭矩和彎矩而遭到破壞,是比較常見的。不均勻覆冰產生的不平衡張力, 還會導致電線在線夾處斷股甚至被拉斷。
絕緣強度降低絕緣子串覆冰後,泄漏電阻下降,電壓分佈不均勻程度加劇。隨着覆冰增加,絕緣子串中局部電位梯度較高處會出現輝光放電, 並伴有融化水滲出。如果泄漏電流繼續增大,則輝光放電逐步轉化為白色弧光;待融化水貫通絕緣子串的大部分表面,局部放電將迅速發展成全串閃絡,造成線路接地跳閘。一般情況下絕緣子串覆冰達30mm以上, 就有可能最終發展成全串閃絡。增大絕緣子串的長度,或改用V型串,可減少融化水貫通冰凌表面的機率, 防止閃絡事故。
此外,導線、地線覆冰超載,不均勻覆冰和不同期脱冰引起弧垂變化,以致檔距中央導、地線間距離減小以及導線對地面或交叉跨越物的淨空距離減小而引起放電,也屬於絕緣強度降低的事故。導線覆冰舞動和導線脱冰跳躍等特殊型式的運動, 往往也造成線路部件損壞和絕緣間隙擊穿的事故。

線路覆冰技術對策

為避免或減少覆冰引起的事故, 在可能出現嚴重覆冰的地區建設輸電線路時,應採取如下技術對策:①選線時應儘可能避開明顯的容易形成嚴重覆冰的地段或塔位。②提高線路設計的安全標準,增強抗冰能力。③考慮運行中採用大電流融冰。④採用防覆冰導線、或居里合金套筒防冰等裝置。⑤覆冰事故出現頻繁的線路進行技術改造或改變線路路徑。各項對策中,大電流融冰僅適合於電壓較低的小導線線路;對於大容量、大導線的超高壓線路,融冰需要很大功率,難以實現。防冰導線和其他防冰裝置還缺少成熟的應用經驗。因此,對於路徑難以避開重冰區的線路,主要還是採取提高設計標準增強抗冰能力的措施。但大幅度提高設計安全標準將使線路造價急劇上升,而且在勘察設計時要準確預計沿線可能出現的最大覆冰厚度往往是很難的。因此,既要保證安全也要合理控制工程造價是重冰線路的重要研究課題。

線路覆冰災害事件

2008年1月下旬我國中部就出現了嚴重的線路覆冰,造成10多個省的部分電力供應中斷。一則報道説:(2008年)長沙1月27日訊(記者 謝倫丁 攝影 劉肚文)來自湖南省送變電公司的消息,之前下午14:40,該公司下屬送電三分公司在執行華電長沙電廠沙坪變電站500千伏線路人工除冰任務時,因線路覆冰太厚,鐵塔不堪重負發生坍塌,導致三名搶修作業人員死亡。
按照湖南送變電公司安排,送電三分公司於26日組織對該線路進行人工除冰。當時,鐵塔上絕緣子串及導地線覆冰厚度大大超過設計標準。羅海文、羅長明、周景華三個人為一組,負責43號鐵塔的覆冰清除任務。
他們在離地面50多米高的導線上和絕緣子串上,用木棒、扳手敲掉冰塊。當作業進行到下午14時40分,因鐵塔不堪冰雪重負,44號、43號、41號鐵塔頃刻倒下,當時正在43號塔上作業的周景華被鋒利的角鐵截斷了系在身上的保險繩和安全帶,從50多米的高空墜落,當即死亡。在同一塔上敲冰的羅長民、羅海文也隨鐵塔轟然倒下,身受重傷。聞訊趕來的搶險隊員,將他倆迅速送往163醫院搶救,終因傷勢過重,搶救無效死亡。(氣象港,2008.01.28)
另外根據新華社報道:記者在廣西北部全州、灌陽、資源等地採訪時看到,平時手指頭粗的電線,受到冰雪襲擊後,裹上了一整圈厚厚的冰凌,比手臂還粗,很多地方的電線杆歪歪斜斜,不堪重負。每隔2-3公里,就能看到倒伏的電線杆。1月22日以來,全州、灌陽、資源三縣就無法持續供電。 [2] 
在湖南,電網骨幹線路覆冰總長度近6000公里,上萬名電力職工奔波在風雪交加的山區搶修“凍傷”的電網。在受冰雪災害最為嚴重的貴州省,全省電網500千伏網架基本癱瘓,41個市縣受到停電影響。 [1] 
參考資料
  • 1.    伍光和,王乃昂,胡雙熙,田連恕,張建明.自然地理學:高等教育出版社,2007
  • 2.    朱曄,王海濤,吳念,李牧,許曉路,馮智慧.輸電線路覆冰在線監測動態預警模型[J].高電壓技術,2014,40(05):1374-1381.