架空送电线路的雨松覆冰危害及预防

架空送电线路的雨松覆冰危害及预防湖北省农电技校杨延生湖北气象区内，人冬初春，常发生雾淞覆冰与雨淞覆冰，使弱电线路、高压送电线路、树林及其它建筑物增加机械荷重而损毁。其中雨淞覆冰对架空送电线路的尤为严重，如何预防则是电网安全运行中的一个重要课题。１雨淞...     

直流电场强度对导线雨淞覆冰及其电晕损失的影响北大核心CSCD

输电线路运行时导线表面的电场强度是影响导线覆冰及其电晕放电过程的重要因素,但现有文献的研究对象多为交流输电线路。为适应中国直流输电线路的建设浪潮,文中在电晕笼中采用人工带电模拟覆冰的方法研究了覆冰电场强度对导线雨凇覆冰形态以及电晕损失特性的影响规律。研究表明:覆冰电场强度对导线雨淞覆冰形态具有显著的影响,覆冰时导线表面电场强度越高,形成的雨淞覆冰导线的覆冰重量和冰凌长度越小、冰凌间距越大、覆冰厚度呈先增大后减小的规律。高覆冰电场强度下形成的雨淞覆冰导线的电晕损失更小,此外,单位长度雨淞覆冰导线的电晕损失与标称电场强度之间服从幂函数形式的经验公式。     

雨雾淞导线覆冰理论模型数值模拟研究

导线覆冰的理论模型及数值模拟是研究覆冰过程机理的必要手段。本文基于国际公认的导线覆冰理论模型框架,采用合理的覆冰过程物理参数化方法,构建了一套完整的数值计算方案,并利用其对雨雾淞导线覆冰过程进行了数值模拟研究,探讨了雨凇、雾淞及雨雾凇混合覆冰过程的机理及其演变特征。数值模拟结果表明:雾凇覆冰过程的增长曲线呈对数曲线变化特征,覆冰在开始阶段增长很快而随时间逐渐变慢;而雨淞覆冰则随时间持续增长,且覆冰质量增长比覆冰厚度增长更为明显;雨雾淞混合覆冰状态下覆冰的增长与单纯雨淞或雾凇覆冰的增长曲线均不同,由于干、湿覆冰机制的转换使覆冰增长过程呈现复杂的变化,而开始阶段无论是雨淞覆冰还是雾凇覆冰都可能表现出明显的湿增长特征。本文的研究结果揭示了雨雾凇导线覆冰过程的机理及其演变特征,具有一定的理论参考价值。     

对高海拔山区送电线路绝缘子上复冰耐压强度的探讨

冰是危害送电线路安全运行的主要自然灾害之一。贵州省六盘水地区是全国有名的高海拔重冰区,从1967年1月至1984年2月,共出现过10次较严重的复冰,但从未发现因复冰而引起线路绝缘子的闪络事故。线路绝缘子上复冰的耐压强度究竟为多大?值得探讨。复冰类型基本上有四种:雪淞、雾淞、雨凇和混合淞(见图1—4),以雾淞为多见,     

500 kV绝缘子串的人工雾淞覆冰和放电试验

叙述在试验室条件下产生检类型覆冰的方法和对５００ｋＶ线路悬式绝缘子串进行人工雾淞覆冰以及工频电压放电特性试验研究的情况。试验结果表明,与雨淞型覆冰绝缘子串相比较,两者在放电现象及绝缘抗电强度上有很大的差异。     

冬季覆冰—电网安全的杀手

今年1月12日以来,受强冷空气影响,我国长江中下游及其以南地区出现入冬以来最大幅度的降温和雨雪天气,这是该地区近50多年来最严重的一次雪灾。湖北、湖南、江西、安徽、贵州、云南、广西、广东等地区的电网均遭受了历史上最严重的覆冰灾害。南方电网区域内受冰雪灾害影响,5900多条输电线路故障停运,其中贵州省就有4400余条。多次发生断线、倒塔事故。送电线路上覆冰种类较多,有雨淞、雾淞、混合淞、湿雪、冻雨覆冰和冻雾覆冰等,影响导线覆冰的主要气象因素有气温、空气湿度和风。一般来说,最易覆冰的温度为-8℃～0℃。若气温在-20℃～15℃或更低时,水滴将变成雪花而不易于形成覆冰。当     

输电导线的覆冰模拟系统

为了更好地开展输电导线覆冰及防冰研究工作,需研制输电导线覆冰模拟系统,故在分析了输电导线常见雨淞覆冰气候条件基础上优化设计了导线成冰小室、喷水装置及导线旋转系统等。利用Fluent流体仿真软件分析成冰小室中气流分布的情况表明,该成冰小室内部气流分布基本均匀,可有效模拟导线覆冰过程中周围气流场分布。实测成冰小室内部风速与仿真结果相符且喷水装置产生的水滴直径达到了自然界中毛毛雨的雨滴直径。对钢芯铝绞线覆冰实验显示,导线表面短时内即可形成均匀致密的雨淞层,说明该覆冰模拟系统可以有效模拟自然界中导线表面雨淞覆冰的形成过程。     

导线覆冰增长规律的试验研究

为了解疏水性纳米复合涂料导线覆冰的影响,研究导线覆冰的增长规律,在小型人工覆冰实验室内,对涂覆不同疏水性纳米复合涂料的导线进行了覆冰试验研究。通过改变人工覆冰试验条件,得到大量样品导线覆冰增长的试验数据,对试验数据进行对比和回归分析,得到导线覆冰增长规律,并导出导线覆冰增长的经验公式。从风速、覆冰时间、覆冰密度等因素对导线覆冰增长规律的影响展开分析。结果表明:复合涂料虽不能阻止覆冰的增长,但能降低导线覆冰质量;导线涂覆新型涂料后覆冰密度降低,从雨淞转变为混合淞状态;导线覆冰质量增长与风速呈类似抛物线关系,随覆冰时间呈指数上升关系。     

掌握导线覆冰临界电流做好预防措施

提出导线覆冰临界电流的概念，并据此提出增大输电线路无功电流的方法，使导线不结冰，从而达到消除线路冰害事故的目的。     

基于数值模拟的导线覆冰类型临界条件分析

准确判断覆冰类型是覆冰量增长准确预测的基础。基于Fluent离散相模型计算了圆柱形导线外部气流流场分布和水滴运动轨迹,得出了不同环境下的水滴碰撞系数,根据覆冰雨、雾凇增长的定义,结合导线覆冰热平衡模型,提出了一种基于数值模拟推断出雨、雾凇类型对应的外界条件的方法。通过导线覆冰数值仿真与分析,得出了导线覆冰类型与碰撞特性和冻结特性的关系,分析了影响覆冰类型的环境参数,根据碰撞特性和冻结特性曲线以及环境参数可以初步判断覆冰形成类型。     

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...     

导线覆冰及其干湿增长临界条件分析

为输电线路的抗冰设计和防冰技术措施以及在实验室中模拟导线覆冰提供理论依据，根据导线覆冰的物理过程对导线覆冰过程中的热平衡进行了系统分析，提出了导线覆冰的热平衡方程，并因此得到了导线覆冰的冻结系数，湿增长覆冰向干增长转变的临界条件以及临界条件均为环境温度，风速，水滴直径，空气中液态水含量及导线传输电流时导线覆冰的函数，通过仿真计算，得出了覆冰干湿增长临界条件下和导线覆冰临界条件下环境温度，风速，水滴直径，空气中液态水含量及导线传输电流等参量之间的关系，并提出可以通过提高线路传输电流的方法达到减少或防止导线覆冰的目的。     

高海拔山区送电线路覆冰初析

冰是危及送电线路安全运行的主要自然灾害之一。覆冰是一种与大气物理量及大气过程有关的复杂现象。导线覆冰量又是导线半径、过冷却水滴直径,含水量、风速风向、气温及覆冰时间的函数,覆冰过程相当复杂。据全国覆冰情况的调查,平原地区气温低(如东北地区),但由于空气干燥,很少出现覆冰。即使出现,也不会危及送电线路的安全。而像贵州高原除了气温低(比不上东北地区)的原因外,山区液体水(云、雾)较丰富,这就给覆冰带来了极为有利的条件,因此,覆冰大部分出现在高海拔山区就是这个道理。六盘水地区是全国有名的高海拔重冰区,通过多次覆冰观察,发现导线覆冰有其特殊规律:即在导线连续降温和雾雨过程中,自然飞落和被风吹到导线上的过冷却水滴冻结成冰,由于导线具有一定的回转性及摆振动等因素的影响,所以在导线周围聚集成圆形或椭圆形状的冰凌。     

江西与湖南同类型地区覆冰形成条件对比分析

基于区域内覆冰资料不充分的基础上,提出了利用气象要素以及雨淞持续时间对比分析的方法,来探究江西和湖南同类型地区覆冰形成条件的相似性,首先通过对比区域气象特性,找出两个区域内覆冰形成条件的相似性及共同影响因素,即最低气温、最高气温、平均气温、风速、水气压,对比各气象站这些因素日值的差异性来分析两个区域覆冰形成规律的差异性。通过对比分析可知,江西和湖南北部平原地区覆冰形成条件具有高度相似性,同时统计两地气象站相同时期段的历史雨淞持续时间。利用频率分析方法计算两地区100年一遇重现期雨淞持续时间,在结合雨淞持续时间估算覆冰的计算公式计算两地百年一遇标准覆冰厚度,可知两地相同重现期的标准冰厚差异不到2 mm,因此可以认为两区域历史覆冰情况类似。     

贵州导线覆冰的类型与分布特征

综合利用气象站导线积冰观测资料和电力部门线路覆冰调查资料,全面分析了贵州导线覆冰的类型和分布特征.贵州导线覆冰类型包括雨凇、雾凇、湿雪和多种混合冻结类型,混合冻结类型比例高于单一类型覆冰;雨凇和湿雪的混合冻结雪凝在全省较为普遍,出现比例不亚于雨凇;贵州冰冻灾害多年常态分布总体上呈西部多东部少、中部多南北少的特征,但各地覆冰类型随海拔高度与地形环境变化较大;由于贵州中、东部地区覆冰以危害极大的雨凇、雪凝为主,故极端情况下覆冰强度要大于西部冰冻高发区,这也是2008年特大冰灾中东部地区受灾更重的原因.     

配电网导线覆冰与融冰特性试验研究

研究导线的覆冰与融冰特性是提高冰区线路抗冰能力的关键,目前研究以主网导线为主,配电网线路抗冰缺乏有效的理论指导。通过在人工模拟气候室开展LGJ-95、LGJ-120、LGJ-150导线不带电流覆冰、带电量覆冰试验和融冰试验,得到了导线覆冰与融冰特性。研究结果表明,导线截面会影响导线覆冰厚度;导线临界覆冰电流与环境温度、风速、导线型号有关;风速和温度对导线融冰时间影响较大,两者的影响权重基本一致,提出了适合三种型号导线融冰电流范围。研究结果可为配电网线路抗冰提供理论指导。     

特高压直流输电大截面导线带电覆冰与融冰特性试验研究

现有小截面导线覆冰和融冰规律不能直接线性换算至大截面导线,为此在人工气候实验室开展LGJ-720/50和JL/G3A-900/40这2种特高压直流输电大截面导线的带电覆冰与融冰试验,分析覆冰厚度增长与电流和气象参数的变化规律,得到大截面导线融冰时间与融冰电流、环境温度和风速、覆冰厚度的特性曲线。研究结果表明运行电流通过产生焦耳热降低水滴在大截面导线上的冻结系数能抑制覆冰增长;风速增大、降雨量增加可以增大水滴的碰撞系数和收集系数,温度降低可增大冻结系数,从而加快导线覆冰增长速度;环境温度还决定着导线覆冰类型。大截面导线融冰时间主要取决于导线表面需要融化的冰层厚度,并随着融冰电流的增大逐渐减小;环境温度越低,风速越大,融冰时间越长;融冰时间随覆冰厚度增加呈线性规律增长。研究结果能够为特高压直流输电线路阻冰和融冰提供理论指导。     

湖南电网覆冰演变规律研究与应用

许多专家学者将2008年湖南电网冰灾定义为百年一遇,这种界定需要结合历史情况进行验证。为此,统计分析了1951~2008年湖南雨淞日数数据,发现湖南自建国以来发生了4次特别严重覆冰,且湖南地区雨淞演变存在一个约20 a的准周期。湖南电网2005~2008年发生的2次大型冰灾,预示着湖南已进入15~20 a的雨凇多发期。对湖南雨淞日数与气象因素进行分析研究,发现湖南电网覆冰与太阳黑子、副高等因素密切相关。据此,在2008-11提出"2008~2009年冬季湖南电网不会出现特别严重覆冰","全省平均覆冰日数<10 d"等预测结论。该预测结果为湖南电网制定了2008~2009年湖南电网防冻融冰工作计划提供了指导。2008~2009年冬季覆冰监测结果显示,全省平均雨凇日数为线路平均覆冰日数为1.87 d,与预测结果十分符合。     

1000kV交流同塔双回输电线路导线脱冰跳跃特性

导线脱冰会引起导线的剧烈运动,使导线跳跃上下摆动,将导致导地线间或导线档中空气间隙的减小,严重时引起闪络;特高压线路由于导线分裂根数较多,截面较大,其脱冰跳跃问题更为严重,特高压输电线路导线脱冰跳跃的考虑对于导线排列,杆塔选型,档距配置等都有重要意义。为此首先进行了单导线覆冰脱落模拟试验研究,研究了不同档距组合、不同脱冰方式下的导线脱冰跳跃规律。还通过计算机仿真的方法针对试验工况进行数值模拟,仿真计算与模拟试验的结果具有相同的规律性。建立了适用于1000 kV交流同塔双回输电线路导线脱冰跳跃分析的3自由度多档导线模型,分析了连续档数、档距组合、档距大小、导线机械参数因素对特高压同塔输电线路脱冰跳跃的影响。分析了15 mm覆冰情况下特高压线路导线脱冰跳跃水平。研究表明,在15 mm覆冰及以下时,特高压同塔双回输电线路相间导线不需要水平偏移,在导线发生脱冰跳跃时线路也能安全运行。     

基于水滴碰冻效率的扩径导线防冰特性分析

输电线路导线覆冰危害电力输送安全，导线防冰/除冰方法一直是国内学者关注的焦点。近年来，利用扩径导线进行防冰的方法被一些学者提出。该文针对扩径导线防冰特性问题，对不同直径导线表面的水滴碰撞和冻结过程进行分析，研究了导线直径对水滴碰撞系数和覆冰速率的影响，提出扩径导线临界防冰直径D_p的计算方法，并对不同风速、水滴中值体积直径和不同温度条件下的D_p值进行了仿真计算。此外，通过不同直径铝管的自然覆冰试验对扩径导线的防冰性能进行了验证。研究结果表明：扩径导线表面的最大水滴碰撞系数随着直径的增大而减小，但水滴碰撞范围会扩大；由于导线表面的水滴捕获率和覆冰速率均随着直径的增大先增加后减小，利用扩径导线进行防冰需使其直径大于临界防冰直径D_p，风速、水滴中值体积直径越大，环境温度越高，D_p值越大。