湖南·国网苏仙区供电公司 曹清华  陈松平  李亚涛

 

1 山区配网线路覆冰的危害

电力系统冰灾的形成受大气候、微地形、微气象条件的影响，并且发生时往往天气恶劣、冰雪封山，使得交通受阻、通讯中断、抢修十分困难，轻则发生冰闪，重则造成倒塔（杆）、断线，甚至使电网瘫痪，给人民生产、生活带来不便和较大的经济损失。如何在突发的自然灾害时确保电网安全,在受灾后对电网快速修复重建和加固改造,成为供电企业面临的一个重要课题。国网苏仙区供电公司大奎上供电所供电区域中的五盖山镇，位于南岭山脉北麓，属于亚热带气候，平均海拔800多米。地处高寒山区，最低气温可达到-5℃。若遇到连绵雨雪天气和持续低温，线路上的覆冰很难自然融化，加上导线本身发热较少，覆冰会越积越厚，极易形成冰灾事故。

 

2 防冻融冰，应坚持预防为主的原则

多年来，国网苏仙区供电公司大奎上供电所采取科学有效的组织准备和技术措施，开展线路融冰工作，防止覆冰造成的倒杆断线事故发生，减少冰冻灾害对电网造成的损坏。

2.1 冰的过载事故

冰的过载事故，即导线覆冰超过设计抗冰厚度，覆冰后导线的质量、受风面积变大而导致的事故。机械方面，包括金具损坏、导线断股、杆塔损折、绝缘子串翻转及撞裂等。电气方面，包括覆冰使线路弧垂增大，线路对地距离降低，威胁过往行人的人身安全。

预防这种现象的发生，应采取的措施有：减小杆塔之间的档距，减小线路转角的角度；重冰杆段安装双横担以及双横担支撑架。

2.2 均匀覆冰或不同期脱冰事故

对于导线和地线来说，相邻档不均匀覆冰或不同期脱冰都会产生张力差。首先，使导线在线夹内滑动，严重时将使导线外层铝股在线夹出口处断裂、钢芯抽动，造成线夹另一侧的铝股发生颈缩，拥挤在线夹附近，长达1～20m。2012年大奎上供电所10kV大三线N131杆断线时，曾经发生这样的现象。其次，因邻档张力不同，直线杆塔承受张力差，使绝缘子产生较大的偏移，碰撞横担，造成绝缘子损伤或破裂。再次，当张力差达到一定程度后，会使横担转动，导线碰撞拉线，电气间隙减小，使拉线烧断，造成倒杆。

预防这种现象的发生，比较有效的方法就是安装双横担以及横担支撑架。大奎上供电所2009年在10kV大三线N085杆至N139杆线路重冰杆段安装双横担以及双横担支撑架后，此杆段线路的瓷瓶、电杆以及顶头铁，至今未发生倾斜，横担未发生扭曲的现象。

安装四方拉线，是防止线路倒杆比较简单而有效的措施。大奎上供电所于2013~2016年对10kV大三线、大飞线等7条线路重冰杆段，共计安装四方拉线718组。

2.3 串冰凌闪络事故

覆冰是一种特殊形式的污秽，其放电过程是由表面泄漏电流引起的。绝缘子覆冰或被冰凌桥接后，绝缘强度降低，泄漏距离缩短。融冰时，绝缘子表面将形成导电水膜，绝缘子局部表面电阻降低，形成闪络。闪络发展过程中持续电弧烧伤绝缘子，引起绝缘子绝缘强度降低。

大奎上供电所的供电区域是2008年冰灾中的重灾区，线路几乎倒塌殆尽。10kV电网重建后，健康水平比较高的线路在无雷击的天气发生了瓷瓶炸裂，分析认为，串冰凌闪络烧伤绝缘子是主要原因。

2.4 覆冰导线舞动

导线覆冰不均匀、掉冰、弧垂不一致的时候，在风的作用下，导线摆动会导致线路轻者发生闪络、跳闸, 重者发生金具、绝缘子损坏，导线断股、断线、杆塔螺栓松动，甚至倒塔，导致发生重大电网事故。

 

3 三相交流短路融冰

3.1 三相交流短路融冰

三相短路融冰是指将线路的一端三相短路，另一端供给融冰电源，用较低电压提供较大短路电流加热导线的方法，使导线上的覆冰融化。

大奎上供电所在10kV线路融冰过程中，首先使用三相交流短路融冰的方法，对线径相对较大的主干线进行融冰，再通过线路的主干线对需要融冰的分支线路进行融冰。

3.2 10kV线路实施融冰的准备工作

（1）为了避免融冰的时候，使用主变融冰导致全站线路失压，大奎上35kV变电站安装有备用2000kVA融冰变压器一台，通过旁母与主变断开连接的10kV线路连接，实现单条线路的融冰。

（2）在需要实施融冰的杆段，安装隔离开关一组，隔离开关进线侧的后端使用导线短接。短接导线线径不小于该线路的线径。在每年的11月上旬，完成对短路隔离开关的拉、合实验，外观检查及更换。

（3）在实施融冰的线路，检查导线的接头、线夹、隔离开关，以及导线有无损伤，能否承载线路融冰时通过的短路电流。

 

4 实施融冰对线路、变电站设备的技术要求

（1）实施融冰的线路，需要核对线路中的断路器、刀闸、CT、电缆的额定电流，不得小于线路融冰时的电流。对线路上安装最多的断路器，大奎上供电所在断路器的前端安装一组隔离开关，线路融冰时合上，可以减小融冰作业人员的工作量。

（2）融冰时，应该调整融冰电源出线间隔的保护定值，计算出融冰时的保护电流，并与上级保护匹配，必要时，可以调整上级保护定值。

（3）开关站内的连接线，必须经过高压试验合格后方可使用，严禁未经高压试验的导线直接用于融冰连接；站内连接线应设围栏，并设专人看守。

 

5 调度操作及运行安全事项

（1）线路实施融冰前，必须通知该线路有自备电源的用户、电站，拉开自备电源用户的空气开关、刀闸，以及电站跌落保险或刀闸，防止反送电源危及融冰线路作业人员安全。

（2）调度值班人员应高度重视融冰外其他线路发生的接地现象。如果运行中的线路发生断线、倒杆，搭接在融冰的线路上，将严重危及融冰线路作业人员安全。在已经停电的线路上开展施工或抢修工作，必须在工作地段两端装设双接地线，必要时应将与作业线路有临近、交叉的线路转检修。

（3）线路融冰前，应该退出融冰间隔的重合闸功能。融冰线路发生跳闸时，应该停止融冰，查明原因后方可继续进行融冰作业。

（4）线路融冰作业时，应有专人负责监视线路的电流、电压。如果发生异常，应该停止融冰，查明原因后方可继续进行融冰。

（5）线路融冰时，建议将调度权限直接下放至变电站，最大限度简化操作流程，满足线路融冰的即时需要。

 

6 线路融冰期间观冰的注意事项

（1）为了防止过度融冰烧断导线，在线路个别风口还有覆冰的时候，应通知调度停止线路融冰，采取登杆人工敲击导线的方法除冰。

（2）为了提高线路融冰的效率，可将观冰人员组织成一组，抢修人员组织成一组，观冰人员只负责观冰，抢修只负责抢修。抢修时应该先汇报调度许可，做好必要的安全措施后方可进行。

（3）对跨越铁路、重要公路的线路实施融冰作业时，应该设置交通警示标志，必要时进行交通临时管制，并设置专人看守，防止落冰、断线，砸伤行人和车辆。

（4）观冰汇报时，应将气温、风向、雨、雪、雾等的情况，以及线路覆冰的厚度、形状、性质、发展趋势一并汇报清楚，供融冰领导小组决策。

 

7 融冰过程中存在的安全风险及预控措施

（1）严格执行操作票审核、把关制度，防止带负荷拉开隔离刀闸，带地线送电等误操作。

（2）作业人员登杆作业，应防止发生倒杆、高空坠落事故。

（3）在攀登有覆冰的杆塔时，应尽量对导线、杆塔进行基础除冰后，方可登杆。

（4）登杆全过程应使用安全带，系好后背绳，条件允许的情况下，尽量使用绝缘升降梯子。

（5）对于严重倾斜的杆塔，在不影响供电的情况下，建议对杆塔使用支撑架的方式，防止倒杆，待线路融冰后，再行处理；必须登杆作业时，在对杆塔采取可靠的防止倒杆措施后，由体型偏瘦、动作敏捷、经验丰富的人员进行。

（6）夜间施工，应有足够的照明条件，如果不是特殊需要，不建议夜间作业。

（7）线路巡视人员须与融冰线路保持8米左右的安全距离，防止导线断落，发生触电事故。

 

8 结束语

国网苏仙区供电公司大奎上供电所现有10kV线路7条，共127km的线路需要实施融冰作业。从2000年建所以来，每年都要开展防冻融冰工作，虽然积累了一些经验，但不能从根本上消除冰灾带来的影响。防冻融冰如何更好保证电网安全、稳定运行，以及电网如何规划建设仍是一项需要研究的课题。