凍土和冰雪對(duì)輸電線路的影響

1、凍土和冰雪對(duì)輸電線路的影響

在寒冷地區(qū)或特殊季節(jié)，輸電線路面臨著多種由凍土和冰雪引發(fā)的問(wèn)題，主要包括以下四大類：

(1) 過(guò)負(fù)載：當(dāng)導(dǎo)線覆冰超過(guò)設(shè)計(jì)抗冰厚度時(shí)，導(dǎo)線覆冰后的質(zhì)量和風(fēng)壓面積增加，可能引發(fā)事故。同時(shí)，還可能導(dǎo)致機(jī)械方面的損壞，如金具損壞、導(dǎo)線斷股、桿塔損折、絕緣子串翻轉(zhuǎn)、撞裂等。覆冰還會(huì)使線路弧垂增大，從而造成閃絡(luò)和燒傷，甚至燒斷導(dǎo)線。

(2) 不均勻覆冰或不同期脫冰事故：相鄰檔的不均勻覆冰或線路的不同期脫冰會(huì)產(chǎn)生張力差，導(dǎo)致導(dǎo)線斷裂、絕緣子損傷或破裂、桿塔橫擔(dān)扭轉(zhuǎn)或變形、導(dǎo)線和絕緣子閃絡(luò)及導(dǎo)線電氣間隙減少而發(fā)生閃絡(luò)等。

(3) 覆冰導(dǎo)線舞動(dòng)事故：當(dāng)導(dǎo)線覆冰且為非對(duì)稱覆冰（迎風(fēng)側(cè)厚，背風(fēng)側(cè)?。r(shí)，線路易發(fā)生舞動(dòng)。大截面導(dǎo)線比小截面導(dǎo)線易舞動(dòng)，分裂導(dǎo)線比單導(dǎo)線易于舞動(dòng)。導(dǎo)線舞動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡順線路方向看近似橢圓形，由于舞動(dòng)的幅度較大，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，輕則引起相間閃絡(luò)，損壞地線、導(dǎo)線、金具等部件；重則導(dǎo)致線路跳閘停電、斷線倒塔等嚴(yán)重事故。

(4) 絕緣子冰閃事故：覆冰可以看成一種特殊的污穢，覆冰的存在改變了絕緣子的電場(chǎng)分布，而冰中含有污穢等導(dǎo)電雜質(zhì)時(shí)更易造成冰閃。

圖1冰雪對(duì)輸電線路影響（圖源：網(wǎng)絡(luò)）

2、如何減少凍土和冰雪對(duì)輸電線路的影響

減少或消除凍土和冰雪對(duì)輸電線路的影響是確保線路穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。在寒冷地區(qū)，凍土和冰雪可能會(huì)導(dǎo)致凍脹、斷線、設(shè)備損壞等問(wèn)題，因此需要采取一些措施來(lái)降低這些問(wèn)題的影響，具體包括：

（1）做好抗凍設(shè)計(jì)，對(duì)線路合理布局。在規(guī)劃和設(shè)計(jì)輸電線路時(shí)，應(yīng)考慮凍融影響，采用抗凍設(shè)計(jì)原則，并選擇耐凍結(jié)材料和結(jié)構(gòu)，以確保線路設(shè)施在寒冷環(huán)境下的穩(wěn)定性。在規(guī)劃線路走廊時(shí)，避免選擇易受冰雪侵襲的區(qū)域。選擇較平坦且易于除雪的地區(qū)作為線路路徑。

（2）采取保溫措施。在容易受凍土影響的地區(qū)，可以在線路設(shè)施上采取保溫措施，如絕緣包覆、加溫設(shè)備等，以防止設(shè)備被凍結(jié)。

（3）采取除冰設(shè)施。在輸電線路上設(shè)置除冰設(shè)施，如加熱線夾、除冰噴霧裝置等，可以防止冰雪在設(shè)備上積累，以減少對(duì)線路的影響。

圖2 導(dǎo)線除冰（圖源：網(wǎng)絡(luò)）

（4）預(yù)防凍脹。對(duì)于凍土區(qū)域，可以通過(guò)加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，減少地基的凍脹變形。選擇合適的基礎(chǔ)形式和深度，以降低地基受凍脹影響的可能性。

（5）定期檢查和維護(hù)，做好應(yīng)急響應(yīng)。在冰雪季節(jié)，應(yīng)定期檢查線路設(shè)施的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)冰雪堆積和凍脹問(wèn)題，并采取維護(hù)措施。如設(shè)置防雪崩設(shè)施、削減冰掛等，以保護(hù)線路安全。在冰雪季節(jié)，應(yīng)定期對(duì)線路進(jìn)行除雪作業(yè)，以防止冰雪積累在線路上，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。建立冰雪天氣的應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，一旦發(fā)現(xiàn)線路受到冰雪影響，能夠迅速采取措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

圖3 導(dǎo)線覆冰在線檢測(cè)（圖源：網(wǎng)絡(luò)）

圖4 定期除雪 （圖源：網(wǎng)絡(luò)）

圖5 覆冰檢測(cè)并做出應(yīng)對(duì)（圖源：網(wǎng)絡(luò)）

總之，降低凍土和冰雪對(duì)輸電線路的影響需要綜合考慮抗凍設(shè)計(jì)、保溫措施、除雪管理等多個(gè)方面的措施。在規(guī)劃、建設(shè)和維護(hù)過(guò)程中，采取合理的措施，可以最大程度地減少寒冷環(huán)境對(duì)輸電線路的影響。

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供稿：段國(guó)勇，黃逍，王彥海，陳將宏

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