输电线路覆冰原因及其消除措施
1、输电线路覆冰的原因
输电线路的覆冰是在初冬和初春时节(气温在零下五度左右),或者是在降雪或雨雪交加的天气里,在输电线路的导线、避雷线、绝缘子串等处均会有冰、霜和湿雪混合形成的冰层。这是一层结实而又紧密的透明或半透明的冰层,形成覆冰层的原因,是由于在自然界物体上附着水滴,当气温下降时,这些水滴便凝结成冰,而且越结越厚。
有时,也会在导线表面上结上一层白霜,呈冰渣性质,其重量比坚实的覆冰轻得多,但其厚度却大得多。一般当空气中有大量水分且有微风时,最易形成笛。
在湿雪降落时,湿雷一方面粘在导线上,同时又会浸透正在结冰的木,使冰层越来越厚,最厚可达10厘米以上。
当风向与线路平行时,覆冰的断面呈椭圆形;当风向与线路垂直时,覆冰的断面呈扇形,即在导线的一个侧面;当无风时,覆冰则是均匀的一层。
此外,覆冰还与线路走向有关,在冷、热空气的交汇处经过的线路,覆冰就更严重。贸冰在导线或绝缘子上停留的时间也是不同的,达主要决定于气温的高低和风力的大小,短则几小时,长则达几天。
2、因覆冰而发生的事故
导线和避雷线上的覆冰有时是很厚的,严重时会超过设计线路时所规定荷重。如果导线、避雷线发生覆冰时还伴着强风,其荷重更要增加,这可能引起导线或避雷线断线,使金具和绝缘子串破坏,甚至使杆塔损坏。尤其是扇形覆冰,它能使导线发生扭转,所以对金具和绝缘子串威协最大。常见的线路覆冰事故有以下几种:
(1) 杆塔因覆冰而损坏,一般是由于直线杆塔某一侧导线断线所造成的。此时,由于带覆冰的导线在该杆塔的另一侧形成较大的张力,使杆塔受到过大的荷重,故造成倒杆或倒塔事故。
(2) 导线覆冰事故,如果导线在杆塔上是垂直排列的,当导线和避雷线上的覆冰有局部脱落时,因各导线的荷重不均匀,会使导线发全跳跃现象,从而使导线发生碰撞,造成短路故障。
(3) 线路各档距覆冰不均引起事故,由于线路各档距内的覆冰不均等原因,会使各档距内的弧垂发生很大变化。有严重覆冰的档距内的导线荷重很大,将使导线严重下垂,以致有时使导线离地面距离减小到十分危险的程度,因而发生事故。
(4) 绝缘子串理冰事故,虽然绝缘子上冰层厚度所增加的重量不大,但却降低了绝缘于串的绝缘水平,会引起闪络接地事故,甚至烧坏绝缘子,其后果也很严重。
3、覆冰的防止和消除措施
为了防止覆冰所引起的故障,设计杆塔时,应考虑由于覆冰所形成的外加荷重。对经常发生严重覆冰的地区,架设耐覆冰式的线路,这种线路的杆塔较一般杆塔的机械强度大,档距较短,导线张力较小。为了避免碰线,导线应采用水平排列的布置方法,并应适当地加大导线和避雷线之间的距离。
选择线路路径时,应注意避开冷、热空气的交汇处。
但是在覆冰特别严重的地区,上述措施还是不够的,覆冰仍可引起破坏线路的事故。因此,在运行中必须观察导线上产生覆冰的情况,并采取适当的措施予以消除。
消除导线上的覆冰,有电流熔解法和机械打落法。
(1)电流熔解法
这种方法,主要是加大负荷电流或用短路电流来加热导线使覆冰熔解落地,达到除冰的目的。具体做法有以下三种:
① 用改变电力网的运行方式来增大线路负荷电流。
② 将线路与系统断开,并将线路的一端三相短路起来,另一端用特设的变压器或发电机来供给短路电流。
③ 当采用增大线路负荷电流来加热导线的做法时,应在覆冰开始形成的初期,即加大负荷电流,作为预防措施。但是这种办法会使线路的电压降低、增大电能损耗,所以不能长期使用。
当用短路法来熔化覆冰时,则应根据线路长度,导线的截面和材队,淮备好必要的设备,其容量应事先计算好,使之能够满足熔冰的要求。
(2)机械除冰法
机械除冰法是比较原始的,除冰器的样式各地区也都不相同,其种类很多,机械除冰法主要缺点是,必须停电进行,费时、费力。采用机械除冰法时,必须保证导线和避雷线不发生任何机械损坏。
① 从地面上向导线或避雷线抛掷短木棍,打碎覆冰,使之脱落。也可以用木杆或竹竿进行敲打,使覆冰脱落。如果线路停电困难也可用绝缘杆来敲打覆冰。
② 用木制套圈套在导线上,并用绳子顺着导线拉,便可消除覆冰。
③ 用滑车式除冰器来除冰。