1. 目的
覆冰是危害线路安全运行的主要自然灾害之一,对线路安全运行危害极大。为保证处于重冰区架空输电线路在覆冰季节能安全、优质运行,特制定本制度。
2. 适用范围
本制度适用于***供电局所属各职能部门、工作站及变电站。
3. 术语
重冰区:指输电线路覆冰厚度达20cm及以上的输电线路段。
4. 相关知识
4.1 覆冰的成因
每年的冬末或初春季节(气温在零下五度左右),或者在降雪或雨雪交加的天气里,在架空线路的导线、避雷线、绝缘子串等处均会有冰、霜和湿雪混合形成的冰层。形成原因是暖气团爬至冷气团之上,其所含的大量水分在爬升过程中,不断地冷却凝结形成雾和毛毛雨。随着高度的增加和气温的降低,逐渐形成了冷却水滴、雪花和冰晶,当颗粒过大即开始下降,接近电线、树木或地面形成雾淞、雪淞或冻雨,并且越结越厚形成了覆冰。
4.2 覆冰的种类
根据线路覆冰时的气温、风速、水滴直径等将其分为四类:雨凇、混合淞、雾凇积雪。
(1)雨凇。雨凇是一种非结晶状透明的或毛玻璃冰层,由空气中的过冷却水珠或毛毛雨中水滴与导线表面尚未完全冻结时,正当大风,使之又和一个水滴相碰,在这种反复湿润下冻结在导线的表面而形成的冰层。通常在0~-3℃和较大的风速(2~20m/s)时最易形成。这类覆冰比重大,在导线上的附着力强,不易脱落。
(2)雾凇。雾凇是一种白色不透明的,外层呈羽状的覆冰。通常在大雾天形成,当细小的过冷却水滴、雾粒或毛毛雨与导线相碰时,由于导线表面温度低,毛毛雨中水滴潜热释放快,另外,因为风速小,下一个水滴飞来前,上一个已完全冻结,雨水之中夹有空气,从而呈羽状的覆冰(霜)。最多出现在风速小(7m/s)和温度低(-3℃~5℃)时,也有在-10℃时形成。这类覆冰的结构疏松,容易自导线上脱落,且比重小,对导线的危害性相对较小。
(3)混合淞。混合淞是一种白色不透明或半透明的坚硬冰,形成时的温度在-2℃~-8℃之间,风速在2~15m/s内。温度越高,风速越大,形成的混合淞密度越大。混合淞是在雨凇表面上生长的,生长速度最快。混合淞对线路危害最严重。
(4)雪(冻结雪)。气温降到0℃以下,水蒸汽凝结成雪,呈六角形白色结晶。气温低时降雪是不含水分的干雪,与导线相碰不会生成附着雪。然而气温在0℃左右(0~+2℃左右)落下的雪花,部分融化而变成湿雪,由于水的表面张力作用能使湿雪附着在导线上。当气温在+2℃以上时,雪融化成水,不会造成积雪。
覆冰是空气中过冷却的水(雨淞)和低温(约-5℃~7℃)的雾受冻而引起的。因此,形成覆冰的气象条件是:气候发生急剧变化、气温低于零度、空气湿度很大、有风。在湿雪降落时,湿雪一方面粘在导线上,同时又会浸透正在结冰的水,使冰层越来越厚,最厚可达10cm以上。这种情况常发生于春暖时突降大雪的天气情况。
4.3 影响覆冰的因素
(1)线路通过地区的地形。地形对覆冰强度有很大的影响,在山江峡谷处覆冰严重;草原地带比森林地带覆冰严重;海拔高的地方比海拔低的地方覆冰严重等。
(2)线路与寒流方面间的夹角a。当其他气象条件相同时,覆冰量与a角成正比。a角达90°时,也就是导线位置和寒流方面垂直时,覆冰最严重。
(3)导线悬挂高度。导线挂得越高,覆冰强度越大。其原因是:在高处风的阻力小,因此风速较大。
(4)导线直径。根据研究结果得知,如果不管覆冰的实际情况如何,都将它化为圆筒形,那么尽管导线直径有很大的差异,但覆冰厚度几乎是一样的,所以计算冰荷载时,可以对各种不同直径的导线采用同样的覆冰厚度。这样,在粗的导线上冰的重量要比细的导线上重,但随着冰层厚度的增加,这种差别将越来越小,因为当覆冰非常严重时,冰柱中导线所占的空间已显得非常微小了。在导线受单向风作用时,开始形成覆冰。这种情况下,细导线的冰负荷一般说来要比粗导线严重。因为细导线形成单向覆冰时,由于冰的重力作用,使导线扭转,原来不受风的面也受风,最后使整个导线的各面都覆冰,这样就增加了细导线的冰荷载。
4.4 线路覆冰的危害
线路覆冰的危害大致有以下几种:
(1)损坏杆塔。当导线上的覆冰过厚时,会使杆塔机械荷重超载而折断。对于直线杆塔,会形成很大的不平衡张丽或断线张力,超过杆塔设计条件而损坏或倾倒。
(2)线路跳闸。导线上的覆冰不一定同时脱落,对于垂直排列的线路,如果下层导线上的覆冰先脱落,导线就会迅速上升或跳跃,与上层导线相碰,造成相间短路,使线路跳闸,供电中断。当避雷线覆冰过厚时,将会减小与导线之间的距离,造成放电接地故障。