北极星智能电网在线讯:“运行经验表明，覆冰已严重危及了输配电线路的安全运行。在2008年的冰灾中，我国由覆冰导致停运的电力线路39033条、变电站2037座，由此造成的经济损失达1000亿元以上。”在近日召开的“铁路与电网行业技术交流会暨铁路与电网技术协作专家工作组成立会”上，国网四川省电力科学研究院副主任范松海表示，电气化铁路运营里程长，覆盖范围广，其配套的输配电线路在一定区域面临着严重的覆冰危害，为确保电气化铁路安全、稳定运行，必须重视并全面提升其输配电线路的覆冰防治水平。
线路覆冰威胁电气化铁路安全运行
事实上，我国是世界上输配电线路覆冰事故常发国家，我国电气化铁路的安全、稳定运行面临着极大挑战。
根据电力系统运行、维护、设计的要求，以及对电力系统不同的危害程度，输配电线路存在的覆冰危害主要分为雨凇、混合凇、雾凇和白霜四种不同的类型。其中，雨淞对输配电线路的危害最大。
“大多数情况下,雨淞是由冷却雨滴或毛毛雨滴发展起来的,即冻雨覆冰，会牢固地粘结在输配电线路上，危害极大。”范松海介绍，混合凇是以硬冰块的形式出现,透明和不透明层交替出现，常有孤立的微小气泡，结构密实，粘结力强，对输配电线路的危害仅次于雨凇。相比而言，白霜几乎不会对导线构成危害，因为其附着力十分微弱,轻微的振动都会使其脱落。
覆冰会引起输配电线路过负荷、覆冰舞动、脱冰跳跃、绝缘子冰闪等。当输配电线路因覆冰所增加的机械荷载超过设计允许值到达一定程度时，就会发生断线、倒杆塔事故。上下或水平排列的导线因覆冰脱落会发生不同步跳跃舞动，进而引起短路跳闸。
架空地线因无电流通过，温度低于导线，其覆冰厚度可能大于导线，到达一定程度时会与导线之间发生闪络。由于覆冰厚度不均匀，线路各档内的导线弧垂变化相差很大，引发导线闪络。另外，覆冰会降低绝缘子串的绝缘性能，若覆冰或积雪贯穿整串绝缘子，绝缘子就会发生闪络。
“总之，覆冰会造成输配电线路杆塔、导地线断股或断线、金具和绝缘子损坏、绝缘子闪络等事故。这些事故一旦发生，就会影响电气化铁路正常、有序运行。”范松海说。
针对性选择经济、有效的防治方法
保障电气化铁路安全、稳定运行，需全面提升其配套的输配电线路覆冰防治水平，已成为业内共识。“这首先要建设完善的覆冰监测系统，例如利用摄像技术或在绝缘子串上安装拉力传感器，进行实时监测和预警。”范松海认为，同时还要针对不同的情况采用最经济、有效的防治方法。
目前，比较成熟的覆冰防治方法有热力、机械除冰及交流短路电流融冰等。范松海介绍，国内外专家一致认为，对于防治大范围输配电线路覆冰，热力融冰方法最为有效。不过，该方法用于电力设备除冰时，易造成设备损伤，且能耗高、效率低，不适于长距离、大面积除冰。机械除冰方法可作为局部输配电线路覆冰辅助防治措施，但其安全性、除冰效率低，同样易造成电力设施损伤。
“交流短路电流融冰方法是目前应用最多的融冰方法。”范松海表示，该方法可直接采用系统电源提供的短路电流来加热导线，将附着的冰融化，操作方便，成本相对较低。此外，与之相对的移动式直流融冰方法也是现有的理想的融冰方法之一。该方法是直流融冰方法的一种，其整流变压器、可控硅整流电源等组成装置可放在平板车上随车移动，完成任意段的架空线融冰。
近年来，低居里铁磁材料因具有随温度变化自动实现防冰的特点引起了广泛关注。目前，理论上已经证明，该材料用于输配电线路防冰是可行的，但必须攻克居里点温度零摄氏度、提高磁感应强度突变陡度等技术难题，才能实现其经济、工程意义上的有效应用。
