
结冰是一种分布广泛的自然现象,尤其是雾凇是一种美丽的自然景观。然而,对于输电线路来说,严重的覆冰可能导致故障甚至大面积停电等灾难性事故。自20世纪50年代以来,加拿大、美国等覆冰严重的国家相继对输电线路覆冰进行了观测和研究。中国也是世界上结冰严重的国家之一。长期以来,输电线路工作者一直在为解决覆冰问题进行不懈的探索,并取得了许多重要成果。
1976年,在第一次全国重冰输电线路设计运行经验交流会上,提出了“避、抗、融、改、防”五字方针,成为输电线路防冰的主要技术原则。随着我国电网规模的迅速扩大,近50年来全国各地发生了大规模覆冰事故,特别是2008年1、2月,我国南方电网出现了长时间大范围冰冻雨雪天气,造成1252条110-500千伏线路倒塌7377座,损坏3092座,13888条10-35千伏线路停运,给当地人民生活和国民造成了巨大损失。
导线覆冰的必要条件主要包括:导线温度在0以下,空气湿度在85%以上(即空气中有可冻结的水分或过冷的水滴、雾滴和水蒸气),跨线风速在1m/s以上.虽然这些条件相对恶劣,但在冷暖空气交汇区和一些微地形、微气象区,结冰现象普遍存在。例如,每年冬季和初春,由西北向南的干冷气流和由东南向北的暖湿气流在我国东北和中部交汇,形成从南方的湖南、贵州到北方的辽宁、吉林的“结冰带”。
电网覆冰的危害可分为五类:
(1)线路过载。在寒冷、雨雪天气,导线上的覆冰越来越多,导致输电导线的质量和体积越来越大,导线的弧垂增大,导线与地面的距离减小。积累到一定程度,就可能发生闪络事故。同时,导线弧垂和体积增大,在风的作用下,可能造成两根导线或导线与地面相撞,造成短路跳闸、烧伤甚至导线烧毁。
当覆冰质量进一步增加,超过导线、金属、绝缘子和杆塔的机械强度时,导线可能从压力管中拔出,或外层铝绞线断裂,钢芯被拔出。然而,当覆冰质量超过塔架的额定载荷时,塔架基础可能会下沉、倾斜或爆裂。塔会断裂甚至倒塌。
(2)相邻档位不同阶段结冰不均匀或除冰。张力差将导致焊线在焊线夹钳中滑动。严重时,导线外层的铝绞线会在线夹处全部断裂,钢芯抽动,线夹另一侧的铝绞线会挤在线夹附近。
(3)绝缘子串的冰闪。冰闪是污闪的一种特殊形式。在严重覆冰条件下,大量伞状绝缘子出现冰桥,降低了绝缘子的绝缘强度,缩短了泄漏距离。融冰过程中,冰体或冰晶表面的水膜能迅速溶解污秽中的电解质,提高冰面水膜的导电性,使绝缘子串电压分布和单根绝缘子表面电压分布发生畸变,从而降低覆冰绝缘子串的闪络电压。
(4)输电线路舞动损坏电力设备。在风力作用下发生低频(一般为0.1 ~ 3赫兹)、大振幅(振幅为导线直径的5~300倍)的振动或舞动。当导线舞动时,会损坏杆塔、导线、金具和零件,导致频繁跳闸,甚至停电。
输电线路覆冰是电力运行的主要障碍。输电线路覆冰不仅会影响运行维护工作,还会导致短路、绝缘子闪络、短线塔倒塌等严重事故。变速器上的冰损
FH-9007“覆冰在线监测装置”通过采集拉力数据、倾角数据、微观气象、文章等数据,将这些数据通过无线网络传输到后台监控中心,让监控中心的工作人员通过屏幕看到现场的环境数据。监控中心通过客户端实时浏览各监控点,观察现场情况,并对传输的微观气象数据、张力数据、倾斜数据等数据进行分析比较。如果情况异常,它可以立即作出紧急处理,以确保高压线路的安全运行。
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