导线覆冰密度的研究

简述了国内外导线覆冰密度的研究概况,据观冰站和气象站的实测覆冰资料,通过导线覆冰密度影响因素的分析,揭示了川西南地区导线覆冰密度的特性和变化规律,提出了重冰线路设计计算冰厚时,覆冰密度值的选取原则。     

输电线路导线覆冰机理及雨凇覆冰模型

为了揭示输电线路导线覆冰形成的原因和覆冰机理,通过对已有文献系统分析,指出导线覆冰是热力学、流体力学和电流电场耦合作用的结果.在国内外已有的覆冰模型基础上,针对雨凇覆冰过程,通过引入碰撞系数、冻结系数和收集系数给出了导线均匀覆冰和非均匀覆冰的覆冰质量和覆冰厚度预测模型,研究了在不同过冷却水滴中值体积直径、风速以及导线直...     

架空输电导线覆冰及舞动在线监测技术综述

近年来,架空输电线路的覆冰和舞动在线监测技术取得了长足的发展。介绍导线覆冰舞动造成的危害、覆冰舞动的产生机理和监测方式以及导线覆冰舞动在线监测技术国内外的应用现状和发展趋势;重点介绍了光纤传感器在输电导线覆冰舞动监测技术应用中的优越性。     

输电线路覆冰在线监测系统国内外研究综述

输电线路覆冰会影响电网的安全稳定运行,国内外对于输电线路覆冰在线监测进行了很多研究,笔者旨在分析当前覆冰在线监测系统的研究成果。首先,讲述了国内外关于输电线路覆冰过程预测的模型,包括基于热力学机理、流体力学机理和实测数据模拟等建立起的数学模型,并分析对比了其优缺点;其次,介绍了目前覆冰导线在线监测技术,包括视频监测技术、力学载荷计算监测覆冰厚度、倾角变化监测弧垂等技术;最后,指出了现有覆冰监测技术的一些不足之处,并提出了一些改进意见。     

交流输电导线覆冰增长及临界防冰电流的试验研究

输电线路导线覆冰荷载和导线覆冰后舞动产生的荷载均可能引起倒塔或导线断线事故,从而严重威胁电力系统的安全运行。为此在大型多功能人工气候室开展不同型号导线在不同气象条件下覆冰增长和临界防冰电流试验研究,得到不同条件下导线覆冰增长随时间变化的关系曲线,分析影响其覆冰增长和临界防冰电流的因素。研究结果表明运行电流可延缓导线的覆冰增长;同等覆冰条件下,直径小的导线覆冰增长较快;环境温度和风速对导线覆冰增长均有明显影响,且环境温度将决定导线表面的覆冰类型;导线运行电流达到一定值可使其不覆冰且临界防冰电流值与气象参数有关。研究结果可为进一步揭示导线覆冰机理提供参考。     

覆冰环境下输电导线外流场数值模拟与分析

利用基于有限体积法的流体数值模拟软件FLUENT研究了覆冰气候环境下输电线路导线的外流场,分析了导线周围气流场的速度场、温度场、压力场分布规律,并分析了覆冰过程所涉及的参数(风速、环境温度、导线温度、导线半径)对各场的影响。在实际情况中,导线迎风区域容易覆冰,背风区域不易覆冰,通过对外流场中速度场、温度场,压力场的分布规律和特征分析总结,揭示了导线不均匀覆冰的规律和机理。同时,对覆冰过程涉及参数的影响分析揭示了直径较小的导线容易覆冰的原因。     

交直流电场对雨凇覆冰特性的影响研究

雨凇会严重影响输电线路的安全运行因而受到国内外电力部门的重视,虽然对雨凇的研究有近50 a的历史,但大多数试验都未考虑带电覆冰的实际意义,也没有深入对比研究交流与直流电场对雨凇覆冰特性的影响;利用人工气候实验室模拟了不同电场类型、电场强度下的LGJ-185/25导线雨凇覆冰,研究并对比了交直流电场对雨凇形态、气泡含量,覆冰质量以及覆冰密度等参数的影响机理,结果表明:随着交直流覆冰场强的增加,雨凇冰柱形态、覆冰质量和冰密度会先增大后减小,雨凇气泡含量和粗糙度会逐渐增加;相比交流电场而言,直流场中仅雨凇冰柱的气泡含量较交流场更多,其他参数均较交流电场雨凇覆冰更小;所得结论可为探求交直流电场对雨凇覆冰特性的影响机理提供参考。     

不同直径下导线覆冰增长特性

为研究导线覆冰湿增长与覆冰参数之间的关系,确定导线覆冰厚度的增长特性,在人工气候室内,对不同直径导线进行了覆冰试验研究。通过控制覆冰试验条件,得到大量不同直径导线覆冰厚度增长的试验数据,对试验数据进行对比分析,得到导线覆冰增长特性,并采用MATLAB覆冰预测仿真程序进行验证。分析了温度、风速、时间等因素对不同直径导线覆冰增长特性的影响。试验结果表明:不同直径导线覆冰厚度初始时刻增长较快,随着时间延长覆冰厚度呈现饱和趋势,且导线初始直径越小,增长量越大;在湿增长情况下,导线覆冰厚度与温度成反比;通过纵向对比试验数据和模型仿真发现,风速存在临界值使得导线达到最大覆冰增长速度,并且温度越低,临界风速值越大;存在导线覆冰最大直径。     

青海高海拔地区高压输电线路覆冰特点分析及防范措施

文章对我省高海拔地区导线覆冰灾害情况、覆冰的特点进行了详尽的分析论述,通过分析覆冰机理,制订了一系列防止冰害的措施,对研究高海拔地区输电线路覆冰现象有一定借鉴作用。     

自然条件下导线直流融冰与脱冰过程研究

输电线路覆冰是极为严重的自然灾害之一。严重的导线覆冰会引起线路过荷载、导线舞动、大面积的覆冰倒塔等灾难性的事故。目前国内外多采用大电流融冰方法除去导线上的覆冰,由于导线的电感对直流不起作用,直流融冰技术得到了大规模的应用。受人工气候尺寸的限制,在实验室很难模拟覆冰导线真实的融冰和脱冰环境,目前大多数研究都是采用数值仿真和在导线上添加重物模拟覆冰的方法。作者在自然覆冰实验站开展了直流融冰试验,记录并观测了导线脱冰的过程。研究表明:根据钢芯铝绞线的有效截面积并按2A/mm2选取的直流融冰电流,可以有效去除导线上的覆冰;覆冰导线的脱冰时间具有一定的分散性,覆冰导线脱冰跳跃有可能引起导线的较大位移。     

基于碰撞特性的导线雾凇覆冰厚度预测模型研究

为了给输电线路抗冰设计中冰雪厚度的估算及覆冰机理的研究提供理论依据,笔者从流体力学和热力学角度出发,建立全面的表征导线捕获过冷却水滴及冰面热传递过程的雾凇覆冰厚度预测模型。仿真结果表明,水滴与导线碰撞时的碰撞系数以及覆冰密度是影响预模型测结果精确性的关键参数,随覆冰时间增加雾凇覆冰厚度增长率逐渐减小,碰撞系数逐渐减小,水滴碰撞导线速度和冰面温度也随之减小,导致雾凇冰密度也逐渐减小。仿真和实验结果均表明,随圆柱体初始直径的增加,冰厚呈幂函数降低,模型预测结果与试验及现场观测结论一致。     

输电线路冰害事故统计分析及防治措施研究

针对近年来发生的由覆冰引起的倒塔断线、冰闪及舞动等冰害事故,对几种不同冰害事故分析了其形成过程及特点。并从自然气象条件和设计等方面分析了冰害事故发生的原因。结合冰害事故都是由覆冰引起这一特点,分析了覆冰的形成机理及影响覆冰的因素,从设计和运行维护上提出了防治冰害事故的措施。     

重覆冰区特高压悬垂型杆塔不平衡张力分析

分别采用有限元分析方法与等线长法计算了典型耐张段的不平衡张力和悬垂串偏移量,这2种方法的计算结果基本一致。通过建立连续7档导线-绝缘子有限元模型,考虑多种线路设计参数的影响,分析了不同工况下重覆冰区特高压悬垂型杆塔的导线张力及不平衡张力。结果表明,覆冰加载模式、覆冰偏心和覆冰风速对不平衡张力影响不大,建议采用换算密度法模拟覆冰荷载并考虑10 m/s覆冰风速。不考虑档距差和高差时,随冰厚、档距和覆冰率的增加,导线不平衡张力百分数逐渐增加,计算得到的不同冰厚下特高压悬垂型杆塔不平衡张力百分数均小于规程规定值。随高差和档距差的增加,有高差和档距差的不平衡张力与无高差、无档距差的不平衡张力比值增大;随冰厚的增加,不平衡张力比值减小。30 mm及以下重覆冰区,不平衡张力百分数按照现行重覆冰区规程规定取值。40、50 mm重覆冰区,应将不平衡张力百分数分别提高至35%和41%。     

架空输电线路在重冰区运行的分析及防冰措施

严重覆冰引起过荷载、不均匀覆冰或不同期脱冰引起张力差、绝缘子串覆冰闪络及覆冰导线舞动是造成覆冰事故的主要原因。考虑两个及以上的气象区,从运行维护和设计上提出了防治冰害事故的措施。     

输电线路覆冰在线监测系统的应用

文章在介绍影响输电线路覆冰因素的基础上,结合覆冰期间导线荷载数据介绍了超高压输电线路导线覆冰形成、发展、超负荷、杆塔受损倒塌、融冰的全过程,总结了每个阶段导线覆冰的特点,反映了覆冰在线监测系统的作用。     

带电导线覆冰及电场对导线覆冰的影响

分析了电场极性、电场强度对导线覆冰的影响。试验结果表明,电场对导线覆冰产生的影响与电场强度有关,当电场强度＜５ｋＶ／ｃｍ时,电场的作用加速导线覆冰;当电场强度＞１０ｋＶ／ｃｍ时,电场的作用削弱了导线覆冰。     

电网大面积冰灾分析及对策探讨

为提高电网抵御自然灾害的能力,分析了2008年1月中旬至2月上旬我国南方地区电网发生大面积冰灾的特点及原因。认为持续的雨雪冰冻天气带来的绝缘子严重覆冰、覆冰产生的过荷载、不均匀覆冰等,导致了电网发生倒塔断线、冰闪跳闸、导线舞动、设备损坏、电网解列、大面积停电等冰灾事故。结合电网遭受破坏后出现的问题,提出了应从冰区划分、路径选择、线路设计及改造、冰闪防治、应急运行方式、融冰技术等方面采取对策和措施,以防止和减少严重覆冰对电网造成的破坏和影响。并针对此次电网大面积冰灾的特点提出了今后的研究重点,包括冰情监测及预警、杆塔破坏特性、线路设计参数及标准、绝缘子冰闪特性、防冰材料、除冰手段、融冰装置等。建议从多个环节开展全方位研究。     

交流电场强度对导线雾凇覆冰特性的影响

输电线路覆冰严重威胁着电力系统的安全,国内外对导线覆冰开展了大量研究,但绝大部分研究都没有考虑电场对覆冰特性的影响,这与工程实际情况不相符。在人工气候室内对导线进行带电覆冰,测取了覆冰量和覆冰密度,并通过Q–V法测得了覆冰过程中导线的电晕放电量。为了解释电场对覆冰的影响机制,对交流电晕下水珠的荷电和所受库仑力进行了计算。试验结果表明:试验条件下,覆冰量和覆冰密度随交流场强增加均有先增大后减小的趋势。计算结果表明;电场将对水滴施加电吸力,导致在电晕出现之前或电晕较弱时覆冰量、覆冰密度增加;电晕较强时,空间电荷浓度增加,水滴荷电后所受库仑力起排斥作用,这可能是强电场下导线覆冰量和覆冰密度降低的原因。     

导线结冰热传导分析及防结冰电流

本文研究导线结冰热传导过程,并在分析和计算各项热流的基础上描述导线结冰的热力学过程和推导热平衡公式。