输电线路覆冰形成机理，输电线路除冰措施

输电线路覆冰形成机理与输电线路的除冰措施

先对本节内容做下总结：
1、输电线路的覆冰形成机理（湿雪、雾凇、雨凇、雨雾凇混合冻结等）。
2、导线覆冰雪引起的事故（负重过载、不均匀覆冰或不同时期脱冰、导线的舞动、导线绝缘子的冰闪）。
3、输电线路机械除冰方案（滑轮辗压铲刮法、强力振动法、电脉冲除冰法等）

1、输电线路的覆冰形成机理

输电线路覆冰一般包括雪的凝结、大气中水雾的冻结2种主要类型。

冻结由于覆冰的形成和凝结环境的差异，一般又可分为雾凇、雨凇和混合冻结等3种：
(1)湿雪。
雪附着在导线上，形成了较大的圆筒形覆雪。湿雪的密度0. 2~0. 4 g/cm3，结冰情况相似于地面的积雪成冰。导线上较长时间的覆雪会造成较大的线路覆冰事故;

(2)雾凇。
雾淞结冰的密度小，对导线的附着力较弱，易脱落。密度在0. 1~0. 3 g/cm3，不易造成事故;

(3)雨凇。
大气中的过冷却水滴在导线的迎风面上形成透明的覆冰即为雨凇。这类冰无气泡，表面光滑透明，密度大，且牢固地附着在物体上，不易脱落，密度在0. 7~0. 9g/cm3，很少造成事故;

(4)雨雾凇混合冻结。
通常是由过冷却水滴在导线的迎风面形成似毛玻璃的不透明冰层。附着力强，密度在0. 2~0. 4 g/cm3，易造成事故。
通常出现输电线路的覆冰并不是由上述一种形成的，而是由几种覆冰相互结合形成的，覆冰随着时间越长越严重，应及时处理以避免危害的发生。

除冰方案需适合处理以上几种情况的覆冰。

输电线路的覆冰和积雪与各种气象因素有关，在有风的气象条件下，覆冰和积雪均是单面。

当覆冰达到一定厚度时，在重力的作用下，蟠动偏转使迎风面继续覆冰和积雪。

当又达到一定的厚度后，导线受覆冰和积雪的重力作用继续偏转。如此反复蟠动，致使覆冰呈圆柱形，成为难以脱落的冰栓。

2、导线覆冰雪引起的事故

冰灾造成线路设备受损，最严重的是倒塔、断线和掉串等。

导线覆冰雪引起的事故主要包括:

(1)负重过载。
导线覆冰超过设计负重而导致的事故。机械事故包括金具损坏、导线断股、杆塔损折和绝缘子串翻转、撞裂等;电机事故包括覆冰使导线弧度增大，从而引起闪路和烧伤、烧断导线等;

(2)不均匀覆冰或不同时期脱冰。
相邻档的不均匀覆冰或线路的不同时期的脱冰产生的力差导致线路的缩颈或断裂、绝缘子损伤或破裂、杆塔横担扭转或变形、导线和绝缘子闪路及电气间隙减少而发生闪路等;在风的激励下产生低频率、大振幅的自激振动，使导线、金具及杆塔等损坏;

(3)导线的舞动。
导线覆冰非对称时，线路易发生舞动现象。如舞动的幅度大且维持时间长，轻则引起相间闪路，损坏地线、导线和金具等部件;重则导致线路跳闸停电，断线、倒塔等事故;

(4)导线绝缘子的冰闪。
覆冰可以看成一种特殊的污渍，覆冰的存在改变了绝缘子的电场分布，易造成冰闪。因此在除冰的过程中，要及时清理线路覆冰到安全负重的范围以内;注意导线的振动，防止冰闪现象和闪路现象的发生。

3、现有输电线路机械除冰方案及比较

目前，除冰技术有40余种，按原理分为热力除冰、机械除冰、被动除冰以及电子冻结、电晕放电等类型，只有7种方法通过了防冰或除冰检验，其中4种为热力学法除冰， 3种为机械法。

机械法即直接使用机械工具或远距离使用抛投物、自动化机器人、冲击波等机械法，采用爆炸、弯曲、拧绞等方式进行除冰，通常机械方法是热力法所需要能量的~1/200，所以机械除冰法较经济。

利用各种机械动力使冰产生应力而破碎从导线上脱落称机械除冰法。

常用有以下4种基本方法:

(1)滑轮辗压铲刮法。
已在加拿大的Manition使用了50多年，仍是目前唯一可行的输电线路除冰方法。它由滑轮、牵引绳及涂漆的胶合板或环氧树脂板等器件构成，加在滑轮上的力要足够使导线弯曲，这样产生的应力才能够使冰破裂、脱落。但牵拉时注意不要损伤线缆、避雷线和绝缘子等。滑轮铲刮法的优点是效果好，且不需要特殊的设备和专家，简便易操作，耗能少，价格低廉，较为实用，但费时(1~2h/km)，安全性能不完善，且受地形限制;

(2)由Phlman和Landers于1982年提出，需线路操作者在现场执行。

并且处理方法多种多样，包括敲打、撞击等。

当线路停电，可以触及到冰时，可采用手工除冰，从地面向导线、避雷线抛掷短木棍将覆冰打掉，或用木棒、竹竿敲打。

在线路带电时，应使用与线路电压等级相符的绝缘棒敲打。这种方法不安全且效果欠佳;

(3)强力振动法。

1988年由Mulherin和Donaldson研制的。加拿大魁北克水电局发明了一种电缆除冰装置。装置包括一对导线，导线连接到电缆上，并沿电缆呈螺旋形缠绕，导线连接到电磁脉冲发生装置上，依靠导线中电磁脉冲，在导线之间产生推斥力振动导线，使导线上的覆冰振碎脱落。

通过外部振动器使冻结导线和拉线振动的方法要求提供外部振动源，并且振动会加速线缆疲劳，对雾凇有一定效果，对雨凇效果有限，除冰效果不佳;

(4)电脉冲除冰法。

采用电容组向线圈放电，由线圈产生强磁场，在置于线圈附近的导线板上产生一个幅值高、持续时间短的机械力，使冰破裂而脱落。目前尚未在输电线路除冰领域发挥实效。

以上4种除冰技术，后两者需要专门的大型设备来实现某段线路的除冰，前两者的除冰方法简单方便但是实用性不强。

随着技术的发展，能够实践与应用更为方便节能的除冰方法。