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[摘 要]本文介绍了高压输电线路覆冰的形成机理、覆冰的种类及影响覆冰的因素，分析了输电线路冰害事故的成因，论述了线路覆冰所造成的主要危害，介绍了防覆冰材料与工程技术的研究现状以及主要方法，并对该项技术的应用前景进行了展望.为广大电力工作者提供借鉴。
[关键词]高压线路 抗覆冰材料与工程 技术研究
中图分类号：TM621.5 文献标识码：TM 文章编号：1009―914X（2013）34―0366―01
输电线路覆冰不仅会影响运行维护工作，严重时还会导致碰线短路、绝缘子闪络、断线倒塔等重大事故.因此加强和改善输电线路的抗覆冰能力，保证电力线路安全、可靠、经济运行，有效降低输电线路事故，关系到输电线路稳定运行、电网安全和供电的可靠性，关系到社会经济的发展，人民的安居乐业。因此，在对输电线路覆冰事故的特点、原因进行长期观测和研究的基础上，尽可能准确把握与分析覆冰对输电线路危害的机理和规律，不断总结覆冰监测方法和防止覆冰事故的有效措施，这对防止冰灾事故的发生具有重要指导意义。
1 线路覆冰机理及影响因素
1.1覆冰形成的物理过程
覆冰由气温、湿度及风速等组合气象条件随机形成，一是气温要在0℃以下；二是空气的相对湿度要达到85%以上；三是风速要大于l m/s.严冬或初春季节，当气温下降至-5～0℃，风速为3-15 m/s时，如遇大雾或细雨，水滴直径大，过冷却程度小，周围气温较高，使得水滴潜热散发较慢，导线容易形成雨凇；当气温下降、出现雨雪天气时，冻雨和雪则在粘结强度很高的雨凇冰面上迅速增长，形成密度大于0.6 g/cm 的较厚冰层。若温度继续下降至-l5～-8℃，水滴直径小，过冷却程度高，周围气温低，导致水滴潜热 能迅速散失，导线外原有冰层就会形成雾凇。如果在此过程中出现多次晴冷天气，将会形成混合凇。
1.2影晌覆冰的因素
影响线路覆冰的因素很多，主要包括以下因素：
（1）气象因素 当气温低于0℃时，大气中的小水滴会发生过冷却，过冷却水滴与处于过冷却水滴包围的输电线路导线发生碰撞后，会冻结在导线表面而形成覆冰。
（2）海拔 对条件相同的一个地区来说，一般海拔越高，越易结冰，覆冰也越厚，且多为雾凇；海拔较低处，其冰厚虽较薄但多为雨凇或混合冻结。
（3）季节影响 输电线路的覆冰主要发生在l1月至次年3月间，尤其在入冬和倒春寒时覆冰发生的频率最高。1月和12月几乎是所有重覆冰地区平均气温最低的月份，但湿度相对较小，因此线路覆冰相对11月、2月、3月较轻。在11月、2月底和3月初，由于湿度较高，虽然平均气温相对1月和l2月略高，但导线覆冰较1月更为严重。
（4）导线直径 在小于或等于8 m/s的风速下，直径小于或等于4 cm的导线，相对于较粗的导线，单位长度覆冰量重，对于直径大于4 cm的较粗导线，单位长度覆冰重量反而比较细的导线轻；在大于8 m/s的较大风速下，对于任何直径的导线，导线越粗覆冰越重，但覆冰厚度是随导线直径的增加而减小的.
（5）电场强度 现场观测及试验研究表明，电场强度较小时导线覆冰量、覆冰厚度及密度随电场强度的增加而增加，而当电场强度足够大时，带电导线的覆冰比不带电导线的覆冰少得多，且覆冰量与电压极性有明显关系.此外，在强电场作用下导线覆冰的密度也较无电场时小。
2 线路覆冰事故的成因及危害
2.1輸电线路覆冰事故的成因
通过对输电线路覆冰事故的长期观测和分析，其发生的原因可归纳为以下3个方面：一是对输电线路覆冰规律的认识不足，路径选择不合理，同时缺乏抗冰害的经验；二是有些输电线路的设计抗冰厚度低于实际覆冰值；三是某些重冰区的输电线路，虽然有一定的抗冰能力，当遭遇恶劣气候条件时，输电线路机械和电气性能有所下降。
2.2输电线路覆冰事故的危害
线路覆冰造成的主要危害有以下4个方面：
（1）杆塔倒塌事故 这种情况一般是由于直线杆塔某一侧导线断线造成的，此时因带覆冰的导线在该杆塔的一侧形成较大的张力，使杆塔受到过大的载荷，从而造成杆塔倒塌。
（2）相问短路事故 当导线和避雷线上的覆冰有局部脱落时，因各导线的载荷不均匀会使导线发生跳跃现象，从而使导线发生碰撞，造成相问短路事故。
（3）安全距离不够引起的事故 由于各档距内线路覆冰不均匀，会使各档距内线路的弧垂发生较大变化。有严重覆冰的档距内导线载荷很大，使导线严重下垂，当小于安全距离时会引起事故。
（4）绝缘子串短路造成的接地事故 绝缘子覆冰后，虽然其冰层厚度所增加的质量不大，但会大大降低绝缘子串的绝缘水平。在悬式绝缘子串上的冰雪融化时可形成冰柱，使绝缘子串短路，从而造成接地事故。
3 防覆冰材料与工程技术措施
3.1 做好输电线路的覆冰预警系统
输电线路的覆冰预警系统是在采用导线张力测量、线路图像实时监视和小型气象站相结合的综合监测的基础上，率先引入气象因子“锋区位置”，构建了覆冰成灾模型和危害程度模型，实现了输电线路覆冰形成全过程的监测和预警，有效提高了线路覆冰情况预报的准确性。在预警系统中根据不同程度的覆冰情况发出不同等级的预警信号，一般情况下根据信号灯的不同颜色代表不同程度的损害。这种方法改变了传统的人工巡视形式中时间长、效率低的缺点，运用科学的手段进行预测，提高了准确性，能够大大的减轻技术人员的工作量，并能将灾害控制在最小程度。输电线路覆冰预警系统可以利用摄相头传输气象数据，运用覆冰成灾模型等对数据进行精确分析，提高了预报的客观性和准确性。
3.2 提高新建电网设计标准
对于正在进行的施工和拟建项目，应该抓紧组织设计单位校核覆冰设计标准，对工程设计方案进行全面复核。对于新建线路来讲，需要严格按照国家电网公司的技术标准进行设计，采取优化线路路径、优化杆塔布置、加强杆塔结构、选用覆冰过载能力强的导地线等方法，保证线路具有较高的抗覆冰能力。例如，在500 千伏天兰线的冰灾改造工程中，某省电力公司在全国首次采用了最新型的抗冰闪复合绝缘子材料，大大提高了绝缘子的抗冰闪能力。
3.3 加强对现有输电线路的改造
重建线路是一项耗费时间长、成本高的工程，而且一般抗冰灾的时间较为紧迫。因此我们应当树立优化互补的理念，分析导致电网塔倒塌的真正原因，通过局部增加加强型耐张塔、改造直线塔、更换导地线、更换金具等手段，消除短板，达到整体线路优化补强的目的，使运行线路的抗冰能力达到更高水平。
3.4 制定应急方案，及时处理灾害
在一些比较常出现覆冰灾害的山区地区，制定一定的处置雨雪灾害事件的方案。这种方案可以根据灾害的程度分为三个等级，首先是因为雨雪冰冻灾害引起的2条以上的110千伏的输电线路出现断线、倒塔的现象为最严重的程度；其次是省级电网出现输、变、配设施设备较大范围覆冰，重要输电线路断面覆冰达到设计标准的60%；电网设施设备损毁危及电气化铁路、政府机关、军事设施、交通等重要用户供电；因雨雪冰冻灾害导致个别地区电网大面积停电，减供负荷达事故前总负荷的20%及以上、40%以下的任一情况就进入预案最轻级III 级事件。电力部门就可以启动应急预案，确保人民群众生产生活安全。
输电线路的覆冰灾害，是全世界电力技术所面临的共同难题，目前并无成熟的防治理论和通用的防范措施.虽然目前对于抗冰除冰技术的研究取得了一定的成果，但依然存在很多问题.从各国应对冰灾的情况看，电网系统冰灾的防治不能一概而论，对于不同地理位置、气象条件和不同网架结构，输电线路遭受冰灾的具体情况各有特点，必须因地制宜构建综合防治体系.因此，我们不仅应从输电线路覆冰事故中总结经验，更应增强预防线路覆冰灾害的力度，加强融冰技术攻关，建立快速抢修和社会应急处理体系，以保证输电线路长期安全稳定运行。
参考文献
[1] 李庆先.高压输电线路抗覆冰技术分析[J].工程技术.2011（02）
[2] 王一光.浅析输电线路施工的技术管理[J].机电信息.2011（18）
[3] 陈要严.浅析输电线路跳闸原因及解决措施与建议[J].广东科技.
[关键词]高压线路 抗覆冰材料与工程 技术研究
中图分类号：TM621.5 文献标识码：TM 文章编号：1009―914X（2013）34―0366―01
输电线路覆冰不仅会影响运行维护工作，严重时还会导致碰线短路、绝缘子闪络、断线倒塔等重大事故.因此加强和改善输电线路的抗覆冰能力，保证电力线路安全、可靠、经济运行，有效降低输电线路事故，关系到输电线路稳定运行、电网安全和供电的可靠性，关系到社会经济的发展，人民的安居乐业。因此，在对输电线路覆冰事故的特点、原因进行长期观测和研究的基础上，尽可能准确把握与分析覆冰对输电线路危害的机理和规律，不断总结覆冰监测方法和防止覆冰事故的有效措施，这对防止冰灾事故的发生具有重要指导意义。
1 线路覆冰机理及影响因素
1.1覆冰形成的物理过程
覆冰由气温、湿度及风速等组合气象条件随机形成，一是气温要在0℃以下；二是空气的相对湿度要达到85%以上；三是风速要大于l m/s.严冬或初春季节，当气温下降至-5～0℃，风速为3-15 m/s时，如遇大雾或细雨，水滴直径大，过冷却程度小，周围气温较高，使得水滴潜热散发较慢，导线容易形成雨凇；当气温下降、出现雨雪天气时，冻雨和雪则在粘结强度很高的雨凇冰面上迅速增长，形成密度大于0.6 g/cm 的较厚冰层。若温度继续下降至-l5～-8℃，水滴直径小，过冷却程度高，周围气温低，导致水滴潜热 能迅速散失，导线外原有冰层就会形成雾凇。如果在此过程中出现多次晴冷天气，将会形成混合凇。
1.2影晌覆冰的因素
影响线路覆冰的因素很多，主要包括以下因素：
（1）气象因素 当气温低于0℃时，大气中的小水滴会发生过冷却，过冷却水滴与处于过冷却水滴包围的输电线路导线发生碰撞后，会冻结在导线表面而形成覆冰。
（2）海拔 对条件相同的一个地区来说，一般海拔越高，越易结冰，覆冰也越厚，且多为雾凇；海拔较低处，其冰厚虽较薄但多为雨凇或混合冻结。
（3）季节影响 输电线路的覆冰主要发生在l1月至次年3月间，尤其在入冬和倒春寒时覆冰发生的频率最高。1月和12月几乎是所有重覆冰地区平均气温最低的月份，但湿度相对较小，因此线路覆冰相对11月、2月、3月较轻。在11月、2月底和3月初，由于湿度较高，虽然平均气温相对1月和l2月略高，但导线覆冰较1月更为严重。
（4）导线直径 在小于或等于8 m/s的风速下，直径小于或等于4 cm的导线，相对于较粗的导线，单位长度覆冰量重，对于直径大于4 cm的较粗导线，单位长度覆冰重量反而比较细的导线轻；在大于8 m/s的较大风速下，对于任何直径的导线，导线越粗覆冰越重，但覆冰厚度是随导线直径的增加而减小的.
（5）电场强度 现场观测及试验研究表明，电场强度较小时导线覆冰量、覆冰厚度及密度随电场强度的增加而增加，而当电场强度足够大时，带电导线的覆冰比不带电导线的覆冰少得多，且覆冰量与电压极性有明显关系.此外，在强电场作用下导线覆冰的密度也较无电场时小。
2 线路覆冰事故的成因及危害
2.1輸电线路覆冰事故的成因
通过对输电线路覆冰事故的长期观测和分析，其发生的原因可归纳为以下3个方面：一是对输电线路覆冰规律的认识不足，路径选择不合理，同时缺乏抗冰害的经验；二是有些输电线路的设计抗冰厚度低于实际覆冰值；三是某些重冰区的输电线路，虽然有一定的抗冰能力，当遭遇恶劣气候条件时，输电线路机械和电气性能有所下降。
2.2输电线路覆冰事故的危害
线路覆冰造成的主要危害有以下4个方面：
（1）杆塔倒塌事故 这种情况一般是由于直线杆塔某一侧导线断线造成的，此时因带覆冰的导线在该杆塔的一侧形成较大的张力，使杆塔受到过大的载荷，从而造成杆塔倒塌。
（2）相问短路事故 当导线和避雷线上的覆冰有局部脱落时，因各导线的载荷不均匀会使导线发生跳跃现象，从而使导线发生碰撞，造成相问短路事故。
（3）安全距离不够引起的事故 由于各档距内线路覆冰不均匀，会使各档距内线路的弧垂发生较大变化。有严重覆冰的档距内导线载荷很大，使导线严重下垂，当小于安全距离时会引起事故。
（4）绝缘子串短路造成的接地事故 绝缘子覆冰后，虽然其冰层厚度所增加的质量不大，但会大大降低绝缘子串的绝缘水平。在悬式绝缘子串上的冰雪融化时可形成冰柱，使绝缘子串短路，从而造成接地事故。
3 防覆冰材料与工程技术措施
3.1 做好输电线路的覆冰预警系统
输电线路的覆冰预警系统是在采用导线张力测量、线路图像实时监视和小型气象站相结合的综合监测的基础上，率先引入气象因子“锋区位置”，构建了覆冰成灾模型和危害程度模型，实现了输电线路覆冰形成全过程的监测和预警，有效提高了线路覆冰情况预报的准确性。在预警系统中根据不同程度的覆冰情况发出不同等级的预警信号，一般情况下根据信号灯的不同颜色代表不同程度的损害。这种方法改变了传统的人工巡视形式中时间长、效率低的缺点，运用科学的手段进行预测，提高了准确性，能够大大的减轻技术人员的工作量，并能将灾害控制在最小程度。输电线路覆冰预警系统可以利用摄相头传输气象数据，运用覆冰成灾模型等对数据进行精确分析，提高了预报的客观性和准确性。
3.2 提高新建电网设计标准
对于正在进行的施工和拟建项目，应该抓紧组织设计单位校核覆冰设计标准，对工程设计方案进行全面复核。对于新建线路来讲，需要严格按照国家电网公司的技术标准进行设计，采取优化线路路径、优化杆塔布置、加强杆塔结构、选用覆冰过载能力强的导地线等方法，保证线路具有较高的抗覆冰能力。例如，在500 千伏天兰线的冰灾改造工程中，某省电力公司在全国首次采用了最新型的抗冰闪复合绝缘子材料，大大提高了绝缘子的抗冰闪能力。
3.3 加强对现有输电线路的改造
重建线路是一项耗费时间长、成本高的工程，而且一般抗冰灾的时间较为紧迫。因此我们应当树立优化互补的理念，分析导致电网塔倒塌的真正原因，通过局部增加加强型耐张塔、改造直线塔、更换导地线、更换金具等手段，消除短板，达到整体线路优化补强的目的，使运行线路的抗冰能力达到更高水平。
3.4 制定应急方案，及时处理灾害
在一些比较常出现覆冰灾害的山区地区，制定一定的处置雨雪灾害事件的方案。这种方案可以根据灾害的程度分为三个等级，首先是因为雨雪冰冻灾害引起的2条以上的110千伏的输电线路出现断线、倒塔的现象为最严重的程度；其次是省级电网出现输、变、配设施设备较大范围覆冰，重要输电线路断面覆冰达到设计标准的60%；电网设施设备损毁危及电气化铁路、政府机关、军事设施、交通等重要用户供电；因雨雪冰冻灾害导致个别地区电网大面积停电，减供负荷达事故前总负荷的20%及以上、40%以下的任一情况就进入预案最轻级III 级事件。电力部门就可以启动应急预案，确保人民群众生产生活安全。
输电线路的覆冰灾害，是全世界电力技术所面临的共同难题，目前并无成熟的防治理论和通用的防范措施.虽然目前对于抗冰除冰技术的研究取得了一定的成果，但依然存在很多问题.从各国应对冰灾的情况看，电网系统冰灾的防治不能一概而论，对于不同地理位置、气象条件和不同网架结构，输电线路遭受冰灾的具体情况各有特点，必须因地制宜构建综合防治体系.因此，我们不仅应从输电线路覆冰事故中总结经验，更应增强预防线路覆冰灾害的力度，加强融冰技术攻关，建立快速抢修和社会应急处理体系，以保证输电线路长期安全稳定运行。
参考文献
[1] 李庆先.高压输电线路抗覆冰技术分析[J].工程技术.2011（02）
[2] 王一光.浅析输电线路施工的技术管理[J].机电信息.2011（18）
[3] 陈要严.浅析输电线路跳闸原因及解决措施与建议[J].广东科技.