为何凝冻对南方的电网损伤严重

超高压公司抗冰"绝招"逐个数

信息来源：超高压公司发布时间：2011-2-15 　　元月份，南方电网主网架经历了不亚于2008年冰灾的严峻考验，但超高压公司最终取得了抗冰保电的胜利，保障了主网架的安全运行。这一方面是因为2008年冰灾后，超高压公司建立了较为完善实用的组织指挥机构、应急体系，员工保持昂扬向上的良好精神风貌，另一方面也得力于该公司不断创新采取了抗冰保电的诸多"绝招"。现总结盘点如下：　　１、建设覆冰监测系统　　※招数：超高压公司不断建设完善覆冰在线监测系统，利用安装好的40余套监测装置监测线路温度、湿度等，可通过定时拍摄照片直接观察判断线路上的覆冰情况，但无法准确测量覆冰厚度。　　※功力：这犹如超高压公司的"千里眼"，为开展直流融冰、组织应急队伍进行抢修等提供依据。　　※效用指数：☆☆☆ 　　２、安装模拟导线、地线　　※招数：继1月9日贵阳局在5个塔位加挂模拟导线、地线之后，超高压公司系统共计加挂 41根模拟导、地线。方法就是将5-20米不等的导、地线，尽量安装在与高空导、地线相同的气象环境中，使其自然产生类似厚度的覆冰。　　※功力：可以监测到类似的、准确性较高的覆冰厚度。　　※效用指数：☆☆☆ 　　３、使用直升机特巡线路　　※招数：针对高山大岭区山高路滑，人员特巡线路异常困难的实际情况，1月4日超高压公司启动直升机紧急飞行预案，实施直升机抗冰保电飞行，利用先进的观测记录技术从空中特巡线路。截至２月１日累计飞行13小时15分钟，巡视施黎甲线、施黎乙线、高肇直流线路共1104基。　　※功力：弥补地面人员巡视的局限及不足，全面掌握线路覆冰情况，为超高压公司开展直流融冰、组织应急队伍抢修等提供决策依据。　　※效用指数：☆☆☆☆ 　　４、对线路进行抗冰加固　　※招数：2008年后，超高压公司对所辖的80多条运行线路进行了全面普查，按照网公司的相关规程规范，结合公司实际情况，制定并实施了对高肇直流、原天贵线等34条线路的抗冰加固，合计线路长度550余公里。　　※功力：提高了抗覆冰设计标准，有效提高了设备抵御严重覆冰的能力。　　※效用指数：☆☆☆☆☆ 　　５、对线路直流融冰　　※招数：1月6日首次进行了对长达323公里的500千伏施黎甲线－黎桂甲线的直流融冰，电流升至4400安培，覆冰全部脱落，这是南方电网电压等级最高、融冰线路最长的一次。截至1月30日，合计进行直流融冰13条次。　　※功力：融冰效果显著，在抵御冰灾中发挥巨大作用，为西电东送大通道的安全运行提供了可靠保障。　　※效用指数：☆☆☆☆☆ 　　６、采取降压大电流运行方式融冰　　※招数：1月6日超高压公司对高肇直流采取了降压大电流3000安培运行方式融冰，现场观察线路覆冰基本融化脱落。此后又2次采取此运行方式融冰，解除覆冰对输电线路及直流接地极线路的威胁。　　※功力：融冰效果显著，可为西电东送大通道的安全运行提供可靠保障。　　※效用指数：☆☆☆☆☆（陈云亭）

为何凝冻对南方的电网损伤严重

为何凝冻对南方的电网损伤严重 2008-02-19 16:13:00 　　这和铁塔导线上的结冰特点有关系。西北地区、东北地区铁塔和导线上也有覆冰，但是按气象上说法它叫凇。凇分三类，我们在电视上看的雾凇、雪凇，它很松软、密度很低，它给铁塔和导线造成的负荷不会很大，它最多就是有可能造成闪路，但是不会对线路结构造成破坏。　　但是这次出现的是叫雨凇，就是过冷水遇到固体表面立刻结冰，结冰速度非常快，从结晶学里有一个说法，存在一定的过冷度，遇到了一个结晶成核因素，就会立刻结冰，这个速度很快。这样它会一下子结在铁塔和导线上，这种结冰，它的密度非常高。它的密度一般是 0.9，大家知道水的密度是1，这个冰的密度大概是 0.9。这种冰结上以后等于在铁塔和导线增加了很大的重量(通俗地讲叫重量)，这个重量在设计上是有考虑的，一般考虑30年一遇15 个毫米，因为不可能考虑50毫米、60毫米，甚至100毫米这种，这绝对是偶发事件，在一般的设计规则中一般不会考虑偶发事件。那么由于这一次的覆冰大了，就造成破坏了。　　那么南方，湖北、湖南、江西、贵州这一带恰恰具备了这样的条件：它下的不是雪，下的是雨，而且这个雨从天上掉下来是带有过冷度的，遇到固体表面就立刻会结冰，所以你看它不光在导线上结冰，在公路上也是落下来就是冰，房子上也是，到处都一样，所以说从成冰机理上是有明显的区别的。也就是说，覆冰就是导致输电线不能正常运行的最直接的一个原因。持续的雨雪对电力设施有何影响 2008-02-20 08:47:00 　　今年的雨雪天气如果持续的话对电力设施的影响就非常严重了，我们面临的形势异常严峻。我们一边组织大量的人力在除冰，持续下去那边还在不断的结冰，这种重复的工作就有很多。而且现在塔上边结冰很厚，电力职工爬上爬下都非常危险，我们现在已经有几个烈士了。这种天气如果在继续持续下去的话，只能用“雪上加霜”四个字来形容。斥资1.79亿元华北电网公司全面推开电网御灾防治　　目前，一项预防电网覆冰舞动工作正在华北电网上下有序展开。同时，公司决定拨出专款1.79亿元，用于电网抗覆冰科研及专项治理工作，并安排部署了19项具体课题及任务。　　这是公司从南方雨雪冰冻灾害中引发思考，推出的提高电网抵御自然灾害能力的新举措，也是在全国“两会”即将召开之际，确保电网安全稳定运行，确保首都可靠供电的重要措施。　　此前，公司孙刚总经理，周安春、刘永奇副总经理，与公司本部及有关直属单位50多名领导及专业人员，围绕华中、华东电网及相关省公司抗灾抢险的经验教训进行深入研究探讨，将南方各省特别是湖南冰雪灾害的特点和规律，与华北地区历年冰雪灾害进行对比分析，找出气象条件、地形特征、故障机理、线路设计诸方面的异同，悉心梳理防治电网覆冰灾害技术方法及措施。　　——研究气象变化趋势及预警机制。与气象部门联合研究近期和中长期气象变化趋势，为电网建设和运行的设计参数选择和安全稳定提供决策依据。　　———加大输电线路防覆冰科研的深度和广度。研究输电线路导线、金具、杆塔和基础的失效顺序和影响，调整设计思路，在灾害时，牺牲金具，保全导地线、铁塔和基础等主设备，减小损失、缩短抢修时间。加强输电线路典型微地形、微气象区冰风荷载的观测与研究；研究推广新型防覆冰材料和易于抢修更换的金具；开展紧凑型线路运行特性及特殊气象灾害防治措施研究。　　———开展500千伏线路融冰技术研究。进行500千伏以上电压等级线路带电融冰的技术研究，并选择适当地点进行试验。开展直升机带电除冰技术的研究与实际应用。　　———加强电网规划、设计和运行抗覆冰舞动全过程防治。在线路设计阶段，尽量避开严重覆冰地段，无法避开覆冰区的线路采取增加杆塔强度、缩小当距、增大塔窗尺寸、使用防冰特殊导线、加防冰涂料等预防性措施。（赵宇）巡线员电网安全的侦察兵 2008-02-19 16:28:00 　　2月4日阵雨转中雪温度-2/ 0°C. 　　在西南边陲城市六盘水郊外的山头上，"千里冰封，万里雪飘"的感觉油然而生，特别是站在位于海拔2818米的220千伏盘水线273号塔下，更是深深体会"山舞银蛇，原驰蜡象"意境。　　贵州省自1月13日以来持续30多天、50年不遇的雪凝天气给全省的电网运行造成极其严重的影响，全省最为严重的时候有近50个市、县遭受到停电，然而在中国凉都？六盘水，全市的居民却一直享受着万家灯火的温暖，铁路、煤矿等重要客户的供电也一直保持稳定、正常。这一切都来源于六盘水供电局指挥层思维超前、思路清晰、指挥有序；组织层机构健全、职责分明、措施有力、监管到位；实施操作层精神饱满、斗志昂扬，充分发挥了供电企业上下同欲的合力作用。为此，笔者跟随奋战在抗冰保电最前沿的输电路线寻线员——贵州电网公司六盘水供电局送电管理所线路工程师彭建军等人做了一次输电线路巡线员，体会了一下他们工作的艰辛，同时感受到了万家灯火是多么来之不易。　　位于2818米的220千伏盘水线是六盘水电网的主要的电力输送线路之一，同时也是六盘水电网安全运行的生命线之一。为了确保这条线路在冰灾期间的正常运行，该局送电管理所的工作人员每天都会翻山越岭、长途跋涉，亲临电网高处、覆冰严重、容易发生故障的地段，巡视检查输电线及铁塔的覆冰情况，然后针对巡视检查的结果采取相应的应对措施。　　一大早，我们就出发了。带着防滑链的汽车在结着2-3公分厚冰雪的市区公路上慢慢滑行。我的心都提到嗓子眼了，而他们却神情平静的靠着睡着了。这样过了40多分钟，车再也不能往前走了，我跟着彭工程师一行5人，下车将事先准备好的草鞋套穿在皮鞋外，迎着刺骨的寒风，踏着坚硬冰雪，沿着布满荆棘的小路慢慢的往山上爬。经过30多分钟的艰难爬行，在他们连推带拉的帮助下，我们终于到了220千伏盘水线273号塔下。真是无限风光在险峰。生长在西南的我居然有机会在此领略北国风光。　　"现在盘水线273号塔的覆冰有3.5公分左右，……"彭工的声音打扰了我的雅兴。看到巡线工作人员拿着迟子、照相机记录着铁塔和输电线的覆冰情况，我也赶快调整我的镜头、按动我的快门，记录着铁塔上的冰雪、记录着这些为电网安全运行察看覆冰情况的侦察兵的工作场景。大概过了十几分钟，第一基铁塔的观冰工作结束。我又跟随巡线员向更高海拔的274 号输电铁塔爬去。　　274号塔结冰已经达到6公分厚。彭工告诉我，他们记录的还只是覆冰最里层的实冰（密度大质量重的冰），如果加上外层的雾凇（蓬松酥散的覆冰），这个地段覆冰最厚时达到18 或20公分，如果按导线的直径算，可达到30多公分。　　因此，为了及时的第一时间掌握到输电线路的覆冰情况，该局的巡线人员不管气候怎么恶劣，道路如何艰险，每天都要踏着冰雪中的荆棘、穿过被冰雪冻得更加茂密的灌木林，察看覆冰的厚度是否对输电铁塔和线路构成威胁，一旦有威胁，该局抗冰保电指挥中心将及时组织工作人员进行线路、铁塔除冰，以确保输电线路安全运行。　　经过近5小时的冰冻严寒考验，沿途摔了4跤，所幸没有大伤，我终于安全的回到了市区。　　在我们回市区的路上，巡线员们又接到一项故障巡视的任务，他们将连夜对220kV盘水线进行巡查，找出故障点后通知抢修人员及时进行抢修。　　难怪早上他们一上车就睡着了。持续20多天的冰灾已使他们疲惫不堪了，但是为了电网的安全运行，为了全市的万家灯火，他们还要继续与冰魔搏斗，直到取得最后的胜利。论文《输电线路覆冰的危害及防护》摘要 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DCPQ200602003.htm 李政敏；庾振平；胡琰锋输电线路覆冰可引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塌、断线及绝缘子闪络等问题。要减轻导线覆冰带来的危害，在新建线路时，首先要充分掌握该地区的冰雪情，并仔细研究输电走廊的微气候、微地形，尽量避开重冰区；无法避开时，应在重冰区采取抗冰设计。为加强已有线路的抗冰害能力，应视具体情况区别对待，可增大爬电距离，改善绝缘子伞裙结构，在绝缘子表面涂憎水涂料以及对杆塔横担和绝缘子进行清扫，这些都是解决覆冰绝缘子冰闪的有效方法。最后，简述了应用在输电线路中的除冰技术。【作者单位】：西安供电局送电工区陕西西安710032 【关键词】：导线覆冰；绝缘子冰闪；抗冰设计；除冰技术【分类号】：TM75 【DOI】：cnki:ISSN:1003-8337.0.2006-02-003 【正文快照】：前言在输变电工程中，导线覆冰现象较为普遍，输电线路覆冰引起的故障严重地影响了电力系统的正常运行。覆冰可以引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塌、断线及绝缘子闪络，从而造成重大事故。导线覆冰是一个复杂的过程，覆冰量与导线半径、过冷水滴直径、含风量、风速、风向、气温及覆冰时间等因素有关。根据全国覆冰情况的统计数据，发现北方地区虽然气温低，但因气候干燥，所以较少出现重覆冰。即使偶尔出现，也由于覆冰量很少，对送电线路不构成太大的威胁，在冬季，有高空西南暖湿气流的长江以南高海拔地区受覆冰灾害影响较严重。 Transmission Line Regelation Harm and Protection LI Zheng-min；YU Zhen-ping；HU Yan-feng(Power Supply Bureau of Xi'an；Xi'an 710032；China) Transmission line regelation may cause conductor galloping，pole leaning or collapse，conductor breaking or insulator flashover etc.For relaxing harm caused by conductor regelation，the ice and snow situation at new line site shall be known，and the microclimate and geographic micro-features of line route shall be careful evaluated.The heavy-icing area shall be detoured.In case if it is not possible，the deicing measure shall be considered.For strengthing relegation-resistance ability of a existing line，some effective measure can be adopted such as increasing creepage distance，improving insulator shed profile， hydrophobic coating on insulator surface，and periodic cleaning.Deicing technology was also introduced. 【Keyword】：line regelation harm；ice-flashover；deicing design；clearing ice technology 【相似文献】中国期刊全文数据库 1 李政敏，庾振平，胡琰锋；输电线路覆冰的危害及防护 [J]；电瓷避雷器； 2006年02期； 15-17 2 常悦；天津地区导线覆冰舞动的现场观测和起因分析 [J]；电网技术； 1988年01 期； 66-67 3 张岩，叱志祥，张国彦；达坂山导线覆冰与气象条件的关系 [J]；青海电力； 2005年01期； 36-39 4 《输电线路专集》第二辑简介 [J]；电力建设； 1988年05期； 71 5 曹明德，梁前晟； 220kV万义线41~#冰闪故障掉闸分析 [J]；电力学报； 2006年03期； 86-87+91 6 张晓东；输电线路重冰区抗冰设计探讨 [J]；湖南水利水电； 2001年01期； 39-40 7 杨树林；四川西部及西南部导线覆冰问题分析 [J]；电力勘测； 1997年04期； 47-51 8 渥美聪，王娟，汪传斌；架空送电用低损耗电线 [J]；电线电缆； 1986年01期； 38 9 陈及时；掌握导线覆冰临界电流做好预防措施 [J]；中国电力； 1997年10期； 51-52+71 10 科技档案66 云南输电线路气象区划研究 [J]；云南电业； 2007年07期； 40

关于贵州湖南电力塔架倒塌的分析本文出自: 都市世界网作者: cplanning 点击率: 501 论坛上看到很多关于电力塔架倒塌的文章，有些网友说是因为设计问题，有些提及要用短路融冰等办法来除冰，因所学专业和此相关，就本人理解所及，转载并解释一下电力塔架和线路设计方面，以及除冰等方面的一些知识，其中关于杆塔和线路方面材料来自网上文章“说一说湖南电力倒塔的真实原因！”，线路融冰是个人搜集的一些材料，请各位网友指正。根据最新得到的资料和消息，此贴和跟贴中关于塔架及其受力分析和实际出入较大，实际情况是贵州湖南电力塔架倒塌主要是直线塔压倒，重冰区极少采用张力塔，压倒起因是覆冰太严重，平均覆冰达到110毫米，每个塔承受的压力达到36吨，而设计标准为承重4到6吨，这种天气十分罕见，一是温度低，负５度到０度天气持续了近一个月，湿度长期在85%以上，又没有刮风，所以形成了极强的垂直压力。过高的垂直载荷由塔身和导线上的覆冰同时引起，以下分析中关于导线自重增加的内容可供参考，关于张力塔的分析主贴和回帖中相关内容也多是介绍性说明，而非严密的理论分析和计算。首先讲电力线路的杆塔线路要架空就必须有两种杆塔－即一是直线塔、另一种是耐张塔，简单的比喻就是你要晒衣裳拉一根线，两端要固定在墙上，中间用竹杆撑起。竹杆就是直线塔，其作用就是挑起导线，一般只承受导线的自重，专业讲就垂直荷载。同时耐张塔也有了，即是晒衣裳固定的墙，所以电力线路线路最易出危险的是耐张塔，因为导线受张力架空后，沿导线纵向拉起的力全部挂在耐张塔上，即耐张塔要承受电力线路架空后的张力载荷，也就是要当成墙壁一样承受导线的拉力。再说导线：导线的标称截面，400/35，即400表示导线的铝股部分横截面积为400平方mm，35表示钢芯部分横截面积为35平方mm。（说明1：这种导线术语为钢芯铝绞线，钢芯是为了承受拉力，铝是为了载流，设计这种结构是基于力学，电气，经济方面综合考虑；说明2：湖南贵州省级联络调度系统为500KV线路，下级区市级线路为220kV系统，目前主要引起大范围停电原因为 500kV省级联络线塔架倒塌。）当前500kV高压送电线路多为该型导线，然后每相导线有4根，一条线路为3相导线，共12根导线，还有两根避雷线。湖南的倒塌线路就是这样的导线结构，架空在天上的共有14根线。关键因素之一：导线的自重，1米400/35导线的自重是1.511kg。按湖南的多年的气象条件，设计时冰厚为10mm。导线上履10mm厚的冰后的增加重量计算是: 1.04kg。计算式是y2=〔3.14*（d/2+b)^2-3.14*(d/2)^2〕*1000*0.9 b是冰厚，d是导线直径，A是导线横截面积，冰密度0.9 由此：每一米导线的上加冰后的重量是：1.511+1.04＝2.551kg。按湖南的多年的气象条件，设计时冰厚为10mm。导线上履10mm厚的冰后的增加重量计算是： 1.04kg.计算式是y2=〔3.14*（d/2+b)^2-3.14*(d/2)^2〕*1000*0.9 b是冰厚，d是导线直径，A是导线横截面积，冰密度0.9 由此：每一米导线的上加冰后的重量是：1.511+1.04＝2.551kg。耐张塔正常设计时应承受的张力G是： 2.551*1000米*4根子导线*3相＝30.612吨。取平均水平档距1000米（多数为500～700米，考虑山区的连续上山档等因素取1000米）耐张塔的高度一般在20米左右。此30吨纵向拉力挂在塔上，对基础的扭力力距为20米，基础即按此不利的受力条件进行选取。耐张塔身要承受的扭力即为抗拒30吨的扭力力矩。而当履冰达到50mm厚时，代入计算式：y2＝10.85 G＝（10.85+1.511）*1000*4*3＝148.332吨。当冰厚为100mm时，y2＝35.839 G＝（35.839+1.511）*1000*4*3＝448.2吨。由此可见： 50mm的冰产生的张力是10mm冰的148.33/30.612＝4.85倍。 100mm冰张力是10mm的448/30.612＝16.63倍。（有网友质疑此处受力分析，此部分内容为转载网上文章，我的理解是这只是介绍性说明，关于张力，扭矩的计算，严格说来是不准确甚至是不正确的，因此有网友说此处误把重力做张力，其实真正的受力和力矩分析计算当然不会这么简单，有兴趣了解的可以看后面的第118 回帖及补充材料。）虽然线路设计取了2.5倍的安全系数。但是由于冰厚产生的荷载是平方关系的增长，耐张塔不可能按几十年不遇的天气条件来设计。如果为了抗拒100mm冰的而设计耐张塔，其塔身强度和基础强度都是不可想像的。在线路工程的造价中，铁塔投资占20％。而三峡到上海的线路2000公里，塔量为2000基以上，总造价为40亿元。单位造价为200万元/公里，如要每基塔均增加投资去抗衡50～100mm冰，电力线路的总体投资翻10倍左右。即达到400亿，按此推算，当前电力建设每年建设电力线路均在5000公里左右。按10倍的关系，即光电力线路建设即达到1000个亿。而一个国家级的三峡工程也不过 2000亿元。另外，电网投资均由电力企业自行投资，完全是为了保履冰而这样投资是不合理的，也不经济的，将会造成极大的浪费。至于网友质疑，为何导线不断而塔倒的问题，这是因为耐张塔要承受不利的力矩效应（塔高20米），而导线只单纯的承受纵向张力。在所有的导线中心均用钢绞线进行承力，在履冰时，首先崩溃的一定是耐张塔，再才是倒塔的冲击力挣断导线。这就好比用绳子拴到一棵树上，用力扯绳子，断掉的一定是树根，因绳子只受纵向拉力，故先断的是树，树断后，对绳子产生冲击，再断绳子。另：湖南的事件中，徇职的是在电力线路上除冰时，由于导线受损后，突然断裂，倒塔和导线掉下地面伤到线下的工作人员造成。北方未倒塔的原因是：天气干冷，塔身不会凝冰，导线上只是有附着积雪，没有大量挂冰，而且在设计时冰厚就取得大，般在30mm左右。而湖南的事故中，导线上全部凝冰达50～ 100mm，塔身及绝缘子上全结成了水桶。这样多的额外荷载均由铁塔来承受，远远超出了国家规定的铁塔使用条件。另外，有网友提出用短路办法来融化线路挂冰，从500kV线路设计的准则看，实际无法实施，因为对超高压长距离输电线路来说，为了减少输送功率在线路上的损耗，都要求尽量减少输电线本身的电阻，省级大区级电力线采用超高压，甚至未来的特高压道理就是在这里，提高电压可以减少线损，增加传输容量，建立跨大区的联接有助于电网互相支援和平衡。如果要采用电流发热融冰，对如此小的线路电阻，根绝欧姆定理，要产生足以融化大量冻冰的焦耳热，必然要采用极大的电流，如此一来必然会对高压线路两端的一次二次设备造成极大的损害，因为高压输电线路两侧变压器，开关等相关一次设备都是根据运行条件设计的，另外所有二次保护设备整定也是依据常规和常规下的异常设计的。对部分输油管道，的确有采用自控温电缆加热来解冻，保证油管内油不凝固，但电力系统似乎还没有这方面的大规模成功运用，即便发达国家也是如此。目前除冰技术就世界范围内来说还是要依赖手工加半机械，如此恶劣的天气，除冰难度和危险度可想而知，不幸遇难的三位电力工作者值得敬佩。手工除冰靠人工拿橡皮扳手、木棍一点一点敲，使用橡皮扳手和木棍是基于绝缘的考虑。在国外还能靠直升机把人送上去，如此可以提高效率。国内航空管制严厉，各部门协调，尤其是和部队的协调恐怕比较困难，况且这些操作也要军队和地方有关部门平时协同训练，否则象现在这样临时拼凑大概已经没有意义，只能依赖人工努力了。对湖南贵州这样主干线塔架倒塌，直接的后果可能是省级电网裂解，即500kV电网停运，省级电网分裂为几个220kV电网单独运行，个别覆盖联络不到的区域停电，单独运行的电网本身是比较脆弱的，所以必须尽快修复主干网，联络各个独立运行的200kV电网。另外为了缓解用电压力，应该尽快把各种备用以及已经停运的电力设备临时运转起来，比如小火电机组，小油电机组；另外应该加强电网稳定性监督，区别不同电力负荷，全面保证民用电，公用设施用电，对个别耗电大户应该采取临时措施加以限制，待度过用电高峰时期再做其它考虑，一般而言，春节是冬季一个用电高峰时期，根据目前电力系统的能力以及天气情况，主干线，特别是对大量杆塔倒塌的地区，修复时间可能比各位网友预期的要长，因为现场清理，线路重新架设，调试，以至最后稳定运行需要相当长时间，乐观估计对情况比较严重的贵州省，全面恢复供电应该要到4月份，在此之前，只能采取临时措施，尽量保证生活和公共设施用电可靠；对情况相对较好的湖南省，供电可望在半个月到20天左右恢复正常。另外补充一些线路除冰的材料：线路除冰可以分为三类： 1. 热力熔冰； 2. 机械破冰； 3，其它办法，如超声，电磁脉冲等。热力熔冰对超高压线路没有运用。机械法包括以下几类：现场处理：手工除冰直升机加人工猎枪滑轮刮铲：目前看来这种方法值得推荐，或许可以提高效率。（个人看法）机械振动法：这种办法需要很强的振动源，对覆冰很厚情况效果如何不清楚。超声法：主要用于军事。气动脉冲：主要用于军事。电磁脉冲法：目前主要用于军事。选用何种方法要考虑实施人员的安全和装置成本、效率、耗能等因素。输电线路除冰防冰技术综述蒋兴良张丽华下载全文 [全文大小：124 K] 高电压技术订阅本刊国际标准刊号：ISSN 1003-6520 国内统一刊号：CN 42-1239 摘　　要: 对现有的热力，机械的被动防冰技术等从能量效率和实用性等方面进行经济技术比较和综发纳出除冰研究的不同发展阶段在不同领域里可除冰或确认有防冰作用的３０余种冰防冰技术。结果表明：虽然热力除冰技术得到了发展，但消耗大量能量，从能量角度考虑，建议采用机械除冰技术。并提出了输电线路除冰技术研究方向。论文翻译　　好诶收藏将文章收藏到好诶关键词: 除冰防冰输电线路技术综述文章出处: 1 引言在亚洲、蛾洲、北美洲等地区输电线路覆冰积雪非常严重，威胁着电力传输及通讯网络的可靠性．不少国家一直在研究防冰除讨：技术⋯，目的旨在提供晟可靠的供电和通讯服务．目前不仅辅电和通讯部门对除球技术极其关注，而且覆冰给航空、航海、交通运输部门也带来丁巨太损失．一些国家的航空部门近来研究了新的除冰技术，这技术非常有技，并可用于输电线路导线除冰，了解各种除冰技术及现状，对我国电力部门防止冰灾发电具有重要作用． 2 除冰技术综述国内外除冰防冰技术可_月纳为30余种，划分为4类：1)热力熔冰法；2)机械破冰法；3) 自然被动法；4-)其它法．对于已应用和正在研制的除防冰技术，其可行性的评价由几个方面考虑即可应用于架空线的程度：耗能量：除冰效果；成本及运作价格． 2】热力法热力法包含丁g种措施(见表t)，4种是针对电力线路的，其中2种是在线路上通以高于『F常电流密度的传输电流获得焦耳热．1 982年Poh]m an和Landers采用的高电流密度熔冰r21； 1 976年以来中国一直采用和1 993年来加拿大Manitoba水电局采用的短路电流熔冰 1．在与输电线路有关的其它2种热力法中，一是1 987～t 990年日本Yasui、Yamamoto和Fuji等研制的电阻性铁磁线，另一是武汉高压研究所于1 988～1 990年研制的低居里磁热线．这4种热力除球技术是有效的．但需要高能耗(在1～】0kW／m 之间)，即使其效率达到1 00％，这种措施仅在覆冰初期或对局部导线有效，男2种在航空领域普遍采用的除冰技术是针对飞行飞机和地面航空器的．其中，第一种技术使用热气对飞机前缘进行除球：需现成可用的热气源．第二种技术．由地面航空器使用球点降低藏进行除冰，但持久力有限．这两种技术应用到输电导线和地线的除冰时有困难，铁路除冰使用电磁波束，如激光、微波和无线电波．由于需要强幅电磁波束，线路的除冰应用这种技术十分困难。线路覆冰问题在很多国家都是对电力影响比较严重的，比如俄罗斯，加拿大，美国，其高压线路不少也是处于易于形成覆冰的区域，加热除冰当然从理论上来说是可能的，工程上若不计成本，也可以实施，但这些办法目前看来都没有高效完全解决覆冰问题，依靠导线自身发热或者拌行导线发热从实际研究结果看，一是效率普遍不高，二是只能解决覆冰初期的问题，三是本身成本也都相当高，对电压等级高的线路成本问题更加明显，因为等级高截面大意味用作加热供电用的电源容量的提高或者伴行加热线路的增加。居里线加热前面回帖有提及，对前苏联研究比较多的可控硅整流供电直流加热融冰技术，最少也需要配备降压变压器，相应开关和刀闸，可控硅整流器及相应控制系统，连接待融冰线路和融冰装置的母线以及相应开关装置，对长距离超高压输电系统而言伴行这样一套装置费用是相当昂贵的，似乎未见在超高压输电中大面积推广。其它你帖子中提及的热气、电磁脉冲法目前都不太成熟，要产生这么强的热气或者电磁脉冲是否本身也需要供电系统呢？否则其能量从何处获得？这一次倒塔实在也是太多了，需要全方位深层次的总结。我想有几个问题可商榷： 1.我们所用的设计气象条件有无修订的必要，这些规范出自什么年代，最近30-50年全球气象都有所变化，我国是否有统计资料？在我国电力系统或相关部门有没有研究？我们明白提高设计等级会有成本问题，但相比大范围倒塔如何呢？我还是担心在建的特高压线路把注意力放在避雷上而设计覆冰为10-15mm。 2.由于电荒，我们的电力部门集中精力铺摊子建电网上，对新技术开发和应用很保守（电力系统是几个最保守的部门之一）少有投资（包括铁塔用钢材）。 3.自从集中招标采购后轻技术重价格是明显的，甚至把招标后压低价格的部分作为实出成绩或利润。总觉得这些都是成熟产品，须知便宜无好货仍是有道理的。 4.笼断性的全国一张网（如特高压）还是分而治之的网好？为什么我们的电网如此脆弱不能互相支援？ 1,电力系统技术上是非常保守的部门，这是基于电力系统对安全稳定可靠的要求远远超出其它系统，比如电信系统，从应用上说，电力网一旦溃败对人生活的影响远远超过电信网络，从控制上说，电力网是一个要实时调节的超大型非线性网络，内含多种机械，电气，电子，计算机系统，要保证其稳定可靠运行，成熟成功的经验是非常重要的，即便在新技术日新月异的今天。 2，电力系统新设备，新技术在通过大量试验后，一般开始也只能在偏远或者相对独立的不重要网络上挂网运行，以免一旦出问题后影响电力网整体可靠运行。 3，目前气象条件的确变化比较大，设计规程是否有需要改变倒是值得考虑，但这一定是基于科学的分析，而不是因一时一事做出改变。 4，电力系统因前几年的电慌，这几年是大发展时期，期间招标有没有问题？我认为在低电压，区市一级线路中可能会存在较大漏洞，因为对低压线路，技术相对简单，在达到技术指标之后，按照现在的情况，那就看各个厂家的神通了。但在超高压线路中，我认为没有那个电力系统老总或者负责人会愚蠢到以身范险，一则对他们来讲没有必要，因为如果要从项目招标方面捞钱，大量低压线路已经足够，高压线路，超高压线路一旦出问题，并且查明是人为或者因腐败引起，按照目前电力系统的政策，肯定会严查严办。 5，电网以后会既分而治之，又加强电力监管协调，发展大区域之间网络互联，我国电网发展和经济发展一样，非常不平衡，从技术和管理上面难度很大，很多问题只能在发展中解决。个别塔架倒塌从技术上说是正常的，并没有隐含不倒的是不正常的意思，因为杆塔所受力，弯矩和扭矩在山区，在自然灾害下差别很大，总会存在薄弱和受危害严重的塔架，对此种远远超出设计规程预算的灾害情况，设计上是不可能取如此大的安全裕度的，但我并未说过电力系统完全没有责任，至少可以从以下几个方面多加考虑： 1, 能否加强线路在线检测，特别是对于人工维护检测比较困难的山区和复杂环境？ 2,对如此严重的覆冰挂冰，如果在发现初期能够加强巡视，立即启动除冰应急措施，或许不至于造成如此大量杆塔倒塌； 3，发生灾害之后，应急预案是否足够充分，应对是否及时？是否能够及时保证紧急关键民用或者其它系统的供电，不至于给人民生活带来严重的影响？ 4，大电网建设是否有疏漏环节？比如是否出现了过多考虑经济发达地区的电网建设，而对经济不发达地区是否存在不够重视的现象？陶然： 1,我们理解电力系统非常保守的的原因，如您和“飘忽不一定001”网友所言电力系统“安全稳定可靠”始终是第一位的。据知我国的特高压是交流1000千伏和直流+/-800千伏，您也坦言在国际上尚无商业运行经验目前均降压运行，请教俄罗斯和日本等降压原因何在？ 2，电力系统新设备，新技术须通过大量试验并在偏远或者相对独立的不重要网络上挂网运行的程序是重要的也是必须的。然而特高压似乎并不顾该游戏规则，原因何在？ 3，我们同意气象条件设计规程的改变应基于科学的分析，而不是因一时一事做出改变的结论。据知该规程是很老的，几十年没有变过，建议相关电力科技基本统计资料验证修订该规程。 4，关于电力系统招标，您认为在低电压，区市一级线路中可能会存在较大漏洞，但在超高压线路中没有那个电力系统老总或者负责人会愚蠢到以身范险，因为“按照目前电力系统的政策，肯定会严查严办”。220千伏以上集中采购招标后，中标价越来越低，厂家间恶意竞争固然是重要原因之一，但主管权力部分低价中标政策是一种错误导向。试想，中标价等于甚至低于原材料价格的产品会是什么结果！ 5，我们同意您关于“我国电网发展和经济发展一样，非常不平衡，从技术和管理上面难度很大，很多问题只能在发展中解决”的观点，也同意您回答“645513”网友中提及电力系统责任的几点考虑，应该还有更多的教训，希望能从技术和管理方面总结经验教训。国家电力监管委员会首席工程师顾峻源强调，中国电网建设的标准和国际上的标准是一致的，大家都是按照30年一遇的标准来设防的，所以不是说中国的电网薄弱。中国的电网包括中国的电力系统是非常坚强的。中国电网建设的速度这几年也是非常快的，国家电网的建设基本上满足了国民经济正常的发展需要。顾峻源称，这次确实遇到的是非常罕见的，而且持续时间非常长、累加效应非常严重的雨雪气候。任何国家碰到这样非常严重的持续时间这么长的雨雪冰冻气候也会发生类似的问题。顾峻源指出，中国现在电网发展的速度之快，也是全世界所没有的。从2001年到2007年全中国发电设备增长了三亿七千五百万千瓦。中国现在是全世界第二大电力装机的国家，仅次于美国。7年增长的装机数大概是一个半日本的电力装机总量。我们平均每年装机的增长在18.5%。随着社会经济的发展，全社会对电力的需求不断增长：从2001年到2007年，整个社会的用电量是增长了一万七千七百七十五亿千瓦时，年均增长是 20.2%。这么快的发展速度也是世界上其他国家所做不到的。顾峻源称，这么快的速度、这么大的规模，电力发展过程中肯定会有矛盾。解决发展过程中的矛盾，要靠市场化的改革。中国的电网包括中国的电力系统是非常坚强的，而且建设坚强的电网，建设坚强的电力市场，也一直是我们这些年追求的目标。顾峻源说，按照国际通常惯例，按照三十年一遇的设防标准，它在三十毫米杆塔所承受的垂直载荷比十毫米的要增加百分之一百七十。三十毫米的覆冰要比十毫米的覆冰线路上的铁塔承载的纵向张力要增加百分之一百。我们的塔为什么倒的比较多呢？实际上现在这次罕见的雨雪冰冻气候确实超过了我们的设计标准，使得铁塔的垂直荷载和纵向张力大大地超过了它设计的能力。　　至于为什么不按照更高的标准来设防，顾峻源的解释是，如按照覆冰三十毫米进行设防，塔材的耗料要比现在增加三点四倍,造价可能要比现行的增加二点六倍。一方面这对资源是一种浪费，另外一方面，今后如果按照更高的标准设防，将承受更高的电价。中国国家电力监管委员会有关负责人今日在国务院新闻办举行的新闻发布会上表示，此次灾害损害严重是因为覆冰大大超过了供电线路的设防标准。这次灾害后将进行一次认真的总结，看是否有必要提高雨雪冰冻气候比较多的地区的设防标准。在今日国务院新闻办举行的新闻发布会上，顾总说： - 这次我们受到损失影响比较大的主要是在北纬二十五度到北纬三十度区域，这个区域包括四川的部分地区域、云南的部分地区、贵州的大部、江西的大部、福建的部分地区和浙江的部分地区，这些地区设防的标准一般是三十年一遇，也就是十毫米到十五毫米之间。这次遇到的冰冻雨雪气候平均的覆冰大概是在三十毫米到六十毫米，大大超过了设防标准。 - 我们的塔为什么倒的比较多呢？实际上现在这次罕见的雨雪冰冻气候确实超过了我们的设计标准，使得铁塔的垂直荷载和纵向张力大大地超过了它设计的能力。 - 这次灾害后将进行一次认真的总结，看是否有必要提高雨雪冰冻气候比较多的地区的设防标准。 - 这次确实遇到的是非常罕见的，而且持续时间非常长、累加效应非常严重的雨雪气候。任何国家碰到这样非常严重的持续时间这么长的雨雪冰冻气候也会发生类似的问题。顾总还说： - 中国现在电网发展的速度之快，也是全世界所没有的。 - 随着社会经济的发展，全社会对电力的需求不断增长：从2001年到2007年，整个社会的用电量年均增长是20.2%。这么快的发展速度也是世界上其他国家所做不到的。 - 这么快的速度、这么大的规模，电力发展过程中肯定会有矛盾。解决发展过程中的矛盾，要靠市场化的改革。 - 中国的电网包括中国的电力系统是非常坚强的，而且建设坚强的电网，建设坚强的电力市场，也一直是我们这些年追求的目标。我们相信：雪灾会过去，电网会恢复。也真诚希期望：让我们的电网、电力系统和电力市场更坚强些！主帖受力分析部分只是说明性文字，如果要非常严密的分析，需要求解力，力矩平衡方程，分析计算比“无知者无畏网友”所说更复杂，更精密的分析需要数值计算软件的帮助，下面是稍详细的说明。输电线路因为导线各档不均匀覆冰而产生不平衡张力影响线路的安全运行。其不平衡张力主要有以下3 个情况引起: 各档档距相差比较大; 相邻两基杆塔高差大; 外力( 冰、风等) 荷载在各档的不均匀分布。以上3 种情况存在时, 易造成输电线路耐张段内各直线档应力不一致, 进而使导线上出现纵向不平衡张力, 导致悬垂绝缘子串偏移和导线在线夹内滑动, 严重时会引起倒塔事故。在以上各种情况中, 不均匀覆冰是引起不平衡张力的主要原因, 易造成大面积倒塔断线事故。如果要计算不平衡张力，首先要建立档距变化与电线应力间的数学关系，其次要计算悬垂绝缘子串偏移和两侧导线应力间的数学关系，施加边界条件，然后求解其联立方程组。输电线路实际参数组合千变万化, 往往需要对实际线路各种可能的不利情况进行计算, 找出最不利的情况, 分析最大不平衡张力可能发生在哪些杆塔上,是否超过杆塔所能承受的最大不平衡张力。对覆冰引起的倒塔事故，有人进行过这方面的分析，其简单结果如下：铁塔前后档距差过大, 当导线覆冰时, 铁塔前后档导线的张力差大, 铁塔承受的不平衡张力也就大; 铁塔所在档距的高差角较大时, 导线张力在水平方向的分量减少, 导线的水平方向张力差增加, 另一方面也增加了垂直档距, 使铁塔承受的垂直荷载增加。当铁塔处在档距或高差角很大线路段, 随着覆冰厚度的增加, 铁塔承受的不平衡张力必然增加, 当不平衡张力使铁塔的应力值达到材料的屈服强度时, 铁塔将失稳倒塌, 从而拉倒相邻的铁塔。而那些前后档距和高差角小的铁塔, 若没有其它塔倒塌所产生的拉力作用, 即便覆冰厚度达到2 倍设计值, 也不致于失稳倒塌。陶然发改委调查灾区断电原因或调整电网设计标准遭遇百年不遇的冰雪灾害后，近日国家发改委工作组赶赴湖南郴州，对断电原因进行了调查。调查组有关负责人表示，经过这次雪灾后，今后中国应进一步完善电力应急机制。　　工作组由国家发改委能源局、国家电网公司和电力顾问公司的有关负责人和专家组成。在郴州送电的最主要通道———东江电厂到城前岭变电站，调查组看到几乎每根电线和每个铁塔上都背负着沉重的冰砣。在郴州，很多这样的冰块是从铁塔上掉下来的。　　据了解，郴州的最低温度是零下五摄氏度，中国北方很多地方的气温可以达到零下二三十摄氏度，为什么没有形成这样的冰呢？对此，中国电力工程顾问集团公司高级工程师梁正平介绍说，南方第一湿度比较大，第二气温在零摄氏度和零下五摄氏度之间，非常适宜上冻，在一定风的作用下冰的厚度还不断地增加。中国电力顾问公司总工程师吴云说，像这样的双回线铁塔，它的重量大概是6吨，但是现在结了冰后，重量大概达到50吨，是原来的6倍，铁塔就压垮了。　　调查组有关负责人表示，经过这次雪灾后，今后中国应进一步完善电力应急机制，在重灾区建立观冰站，在电网的设计标准上也可能将作出适当的调整。国家发改委能源局副局长王骏说，可能要根据不同的地区，根据覆冰的情况，在工程设计的标准上，在抗冰雪的能力上做一定的调整，提高输变站工程的可靠性。雪灾暴露中国能源储备不足作者：李北陵来源：侨报　　发生在中国南方地区的这次大范围雨雪冰冻灾害，给煤电油运供应造成严重影响。截至目前，全国共有17个省级电网电力供应紧张，缺口达3990万千瓦。　　大面积拉闸限电， 50年一遇的雪灾无疑是的“罪魁祸首”，但天灾之外也有不能忽视的其他因素。连日来大陆媒体就披露了这样一组数据：至1月25日，中国电煤库存为2142 万吨，不到正常库存的一半；全国因“无米下炊”而被迫关停的发电机组应发电量已升至4099 万千瓦；存煤低于三天的火电厂有89座，涉及发电容量7795 万千瓦，超全国总装机容量的 1/10；华南大部分火电厂煤炭库存仅有两天用量；至上月底，华南主要电厂煤炭库存从一个月前的130万吨降至70万吨，比去年同期低40%。　　这些信息清楚地告诉人们，电煤储备不足也是电力突然紧缺的重要原因。什么原因导致电煤储备短缺？中国发改委经济运行局副局长朱宏任认为，大的原因有四：极端恶劣天气影响铁路运输；关停小煤矿造成供应不足；运输瓶颈存在制约；煤炭需求量持续走高。　　这四条原因有根有据，不容怀疑，却忽略了一个极为重要的原因：火电企业普遍存在库存概念陈旧，储备明显偏低，以致无力应对可能发生的天灾。　　众所周知，火电是二次能源，作为原燃料的煤炭是不可须臾断缺的动力源。中国的煤炭供求偏偏受制于两大因素：一是幅员广阔，储藏和煤种分布不均，被迫北煤南运，西煤东运；二是相对于巨大的人流和物流量，铁路运输能力尤显不足，更呈季节性特点。这就决定煤炭供应脆弱，天灾导致供应中断随时可能发生。　　包括火电企业在内的煤炭大用户，必须有危机意识，建立新的库存标准。目前大陆的火电厂普遍以10至12天为正常存量，以5天为警戒线，尽可能地把库存向煤矿和社会转移。这既不符合安全生产的要求，也与中国的特殊国情不适应。　　国际上，火电企业都把煤炭库存作为日常经营监控的重中之重，并纳入经营战略管理。比如，美国火电厂的煤炭库存量要求保持在40天左右；日本则在保证火电有数十天运行库存的同时，将进口的大量煤炭埋藏于海底，作为“战略库存”。　　笔者粗略计算，若参照国际上火电厂存煤的标准，中国国家电网直供电厂的库存量至少应在5000万吨以上。但从媒体曝光的资料看，这些火电厂实际库存从未达到过该标准，不及美国的1/2。可以设想，如果这些火电厂也有可供机组运行40天的储备，何来三天大雪就面临断“粮”之虞？　　大面积待煤停机、拉闸限电，不是偶然；天灾不过是以极端的方式将煤炭储备断缺的危机放大而已。这次“事故”凸显电力企业“娇生惯养”下应对突发危机的脆弱。危害至少有四：电力企业自身陷入“痛苦”；危及社会民生，加重灾害造成的困难；迫使煤矿超能力生产，加剧生产危险；让本来就为春运头痛的铁路运输更为紧张。所以，火电企业应当反省，承担监管责任的相关机构也要反省，应该把煤炭当作战略资源来储备。