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摘要：为有效保障输电线路运行稳定性，保证用户用电安全性与可靠性，就必须深刻认识到覆冰对于输电系统的危害，并技术采取安全高效的融冰技术应用，去除输电线路覆冰。本文基于输电线路覆冰危害分析，提出一种高压融冰技术，并对该技术原理及应用过程进行了简短概述，希望能为电网企业提供帮助。

关键词：输电线：覆冰;危害：高压融冰

在我国西北部地区，冬季气温低下，雨雪天气众多，很容易出现输电线路覆冰现象，随着覆冰厚度的增加，势必对电网系统产生危害，引发一系列故障，因此，加大融冰技术研究意义重大。传统的融冰、除冰技术因存在耗时长、效率低等问题，文章提出一种高压融冰技术，并通过该融冰技术原理及应用过程分析，为高海拔地区的电网企业解决冬季线路覆冰问题提供了有益指导。

1输电线路覆冰危害

输电线路覆冰会导致符合运行出现问题，进而使输电系统出现严重输电线路断裂、设备损坏、闪络、电气间隙放电等问题，因此，加强输电线路融冰技术研究意义重大。

1.1断线

根据导线受损严重程度划分，导线断线表示为完全断线和部分断股两种形式。主要是由倒塔引起的拉力将导线拉断，并且在杆塔档距较大、覆冰严重的地方，前后档覆冰不均匀导致不平衡拉力超过导线承受能力而造成断线。覆冰倒塔原因分析如下：

（1）杆塔两侧导线覆冰不均引起的不平衡张力将杆塔拉倒，并且造成牵引相邻杆塔出现连续倒塔。在覆冰灾害中这种连续倒塔事故经常发生，影响了电网稳定运行的可靠性[1]。

输电线路覆冰引起的不平衡张力包括纵向张力和水平张力。输电线路覆冰时，杆塔承受两侧导线的水平张力和纵向张力存在着较大的张力差。

（2）断线和掉串引起杆塔受力变化导致相邻杆塔倒塔。主要是因为荷载的突然变化产生的冲击力可能将杆塔扭转并引起相邻杆塔受损或倒塔。研究数据表明，覆冰厚度引起的垂直荷载和不平衡张力对于直流耐张塔的影响更为显著。

1.2金具损坏

输电线路覆冰引起的荷载可能导致连接金具机械破损。当输电线路脱冰跳跃时，防振锤随着输电线路舞动，引起的冲击荷载可能对防振锤造成损坏。金具的损坏将对输电线路的固定、连接和悬挂等造成严重的影响，从而威胁电网的运行安全[2]。

1.3绝缘子损坏

输电线路覆冰或脱冰时产生的不均匀张力，使得绝缘子受力不平衡，从而向杆塔附近移动，两者发生碰撞将会造成绝缘子的破损。

1.4闪络

输电线路覆冰闪络特性的主要特征参数是覆冰绝缘子的闪络电压，一般采用覆冰期的50%闪络电压和融冰期的最低闪络电压进行表征。在研究和实际运行中发现，融冰期覆冰绝缘子的最低闪络电压对电网外绝缘产生严重的危害。

由于覆冰融化时，溶解的污秽物中有电解质，导致其电导率要远远高于冰的电导率，极大地降低了绝缘子的泄漏电阻，利于局部电弧的发展。主要影响因素为覆冰类型、覆冰严重程度、污秽程度、绝缘子结构[3]。

通过开展的大量绝缘子覆冰闪络试验研究和现场实际观测，总结出不同污秽等级和绝缘子布置方式下绝缘子覆冰闪络电压的参考值，见表1。

通过上述分析可知，输电线路绝缘子覆冰闪络跳闸原因有以下几点：（1）发生大面积的严重覆冰，并且覆冰形态以雨凇为主;（2）电网设备外绝缘（干弧距离）配置不足;（3）冬季长期干早无雨，使绝缘子表积污严重。

1.5电气间隙放电

当输电线路覆冰时，受线路总荷载的影响，导线的弧垂将增大，导致导线与地面越来越近，当距离过小时，即会引起电气间隙放电。当输电线路脱冰跳跃或舞动时，引起导线与地线或杆塔等距离减小，造成线路的电气故障。

2高压融冰技术原理

高压融冰技术理论研究最早是根据能量守恒方程演变而来，因此，本文在探究高压融冰技术原理时，采用数学描述方式。输电线路高压融冰技术原理数学描述的目标函数为：

式中，K为高压输电线路覆冰温度;P为高压输电线路相变半径;h为高压输电线路所处高度;V为输入融冰电流;k为平均比热容;t为融冰时间;T为饱和比焓;S为能量守恒的拉普拉斯算子。通过式（1），可明确高压输电线路电热融冰原理。

3高压融冰技术应用

3.1输电线路电热融冰电流计算

结合能量守恒方程原理，冰能够通过吸收热量融化，则这一前提条件为高压输电线路电热量与融冰所需热量能

够保持一致，在此基础上，计算高压输电线路电热融冰电流。高压输电线路电热融冰电流为：

式中，C为高压输电线路覆冰体积;θ为高压输电线路功率;l为高压输电线路吸收的发热量;r为等效阻抗。通过式（2），得出高压输电线路电热融冰电流。将高压输电线路电热融冰电流施加在高压输电线路中，为高压输电线路提供电热所需电流。

3.2高压输电线路电热融冰功率因数补偿

提高补偿高压输电线路电热融冰功率因数是实现电热融冰的核心内容，运用静态无功补偿装置，通过投、切电容组的方式，使高压输电线路电热融冰功率因数得到相应的补偿。设应用静态无功补偿装置投、切电容组的计算表达式为：

式中，m为高压输电线路电源基波角频率;ω为高压输电线路固有振荡角频率;e为静态无功补偿装置的调控响应时间，s;a为使用静态无功补偿装置补偿时的衰减系数。为实现高压输电线路电热融冰，运用静态无功补偿装置时要选用交流-直流变频的方式投、切电容组，控制投、切频率，从而避免对高压输电线路造成的干扰。

3.3高压输电线路电热融冰电源接入

完成补偿高压输电线路电热融冰功率因数后，接入高压输电线路电热融冰电源，通过短路的方式进行连接，使高压输电线路形成一个闭环，保证高压输电线路电热融冰能够起到实效。

通常情况下，采用“一进两回”的方式，接入高压输电线路电热融冰电源，成功接入后，启动斩波，执行高压输电线路电热融冰，在此过程中，融冰时间可根据高压输电线路覆冰层的具体厚度有针对性地加以设定，在融冰结束后，停止斩波，完成高压输电线路电热融冰。

结束语

为高效解决极端天气环境下的输电线路覆冰问题，避免因厚重覆冰引起的短路、线路断裂及闪络现象，及必须要对线路覆冰进行处理。文章所述高压融冰技术就是在准确计算线路融冰电流后，通过对输电线路电热融冰功率进行补偿，并适时接入高压输电线路电热融冰电源，实现线路线融冰，使电网系统操控处于最佳状态，进而满足生产生活中的用电需求。

参考文献

[1]刘羽峰.高压输电线路电热融冰技术[J].电工技术，2021（18）：148-150.

[2]王勇，苗虹，莫思特，查云峰，李仁杰，刘首文.高压架空输电线路防冰、融冰、除冰技术研究综述[J].电力系统保护与控制，2020，48（18）：178-187.

[3]姜海东.输电线路柔性直流融冰技术[J].城市建设理论研究（电子版），2020（18）：10-12.