摘要：在电网的实际运行中，由于气象问题，输电线路覆冰频繁发生，严重影响到电力系统的安全性和稳定性。针对于架空线路覆冰的问题，有必要安装在线监测系统，以便于准确识别覆冰情况，制定有效的保护措施。本文针对架空线路覆冰展开讨论，分析了覆冰在线检测装置，并提出架空输电线路覆冰的有效防护措施。

关键词：架空输电线路；覆冰；气象灾害；在线监测装置；防护措施

前言

由于个别地方地理位置特殊，天气恶劣，架空输电线路运行过程中覆冰问题频繁发生，线路覆冰会导致架空输电线路故障率上升，严重情况下，还会导致电力故障，引起大规模停电。因此，要求在架空输电线路中使用在线覆冰监测工具和防止覆冰的措施，对减少线路覆冰的损失至关重要。因此，在线监测装置在处理架空输电线路覆冰问题方面起着重要作用。有关单位应充分了解其结构和应用情况，以保证在架空输电线路覆冰危害防控中发挥出最大效果。最大限度地降低架空线上的覆冰危险，有效保护输电线路，保证其安全稳定运行。

一、架空输电线路覆冰在线监测装置

（一）架空输电线路覆冰观察站的设计

随着时间的推移，与传统的观察装置系统相比，目前对观察系统作了一些修改，其中包括由互动式监测装置、传输网络和主要站系统组成的三级网络结构，由三个部分组成。这是一个高潜力的网络控制装置，可以直接安装在电线上，主要的数据收集包括电线图像、电线温度等。冰覆盖层厚度监测网络控制装置的高功率在很大程度上取决于电线的电压，建筑工程相对简单。其次，低电位网络控制装置，通常安装在传动杆支撑架上，对电力的需求主要取决于电池和太阳能电池板，而图像收集可以手动进行。

（二）在线输电线路覆冰检测方法

在线检测设备最多只能在线采集大量的天气和相关数据。同时，将这些数据与相关的监测图像结合起来，对铁塔、输电线路、绝缘子等构筑物的覆冰状况进行评估。在这个过程中有多种检测方法，包括视频观测法，导线倾角检测法和气象分析法，其中视频观测法在目前的应用中比较成熟，主要是在线路塔顶安装检测装置，为了保证完整的检测出塔、线等部分覆冰的形成条件。但这样，在面对大风雪时，容易造成视频模糊，检测导线倾斜度的方法是在输电线路上安装测量球，不仅可以测量导线的电流和温度，还可以检测导线在覆冰状态下的试验变化。气象分析的手段是在输电线路上安装探测装置。这种检测装置不仅可以检测各种天气状况，还可以检测导线温度。检测完成后，所有数据都将传送到监测站。

（三）架空输电线路覆冰在线监测装置的监测方法及应用

输电线路覆冰的在线监测方法一般收集导线覆冰厚度和当时天气状况的相关数据，并配备图像监测，为了评估输电线路、附件、杆塔、隔离器等相关条件，常用的监测方法应为：

1.气象分析法

这种监测方法主要用于在输电线路上安装能够监测各种气象条件和导线温度的装置。天气条件包括温度、湿度、用途、风向、降水量，该方法可以实时采集气象数据，并在冻结导线的情况下尽快采取措施。在大雪等恶劣天气下，会导致监测数据精度不够高，冰雪将驱动太阳能电池寿命缩短。

2.视频观察法

在这种方法中，图像监视器被放置在控制塔上，控制塔实时实地对线路、塔体、附件等进行监控。这种视频监控技术在我国的发展相对成熟。主要通过GSM/GPRS数据通道将线路的冰冻状态以实时图像的形式传送给监控人员，以便监控人员在内部区域对线路进行实时监控，但与气象分析一样，视频图像稍显模糊和不清晰，影响监测效果。

3.导线倾斜角监测法

该监测法可以测量导线温度、声音和电流，还可以测量通过加热导线和冻结导线来改变垂度而引起的垂度变化，如果某一区域没有记录数据信号，数据可以通过无线电信号传输到测量球，然后传输到监控中心。

二、架空输电线路覆冰的有效防护措施

（一）输电线路覆冰的交流融冰保护策略

在负载和能量不足的情况下，可使用交流线路保护输电线路不覆冰。同时，可根据线路的成冰情况进行停电处理，以达到短路融冰的效果，一般来说，短路介质的操作相对简单，技术相对成熟，但是在大负荷线路的情况下，停电会对该区域的用户造成严重影响，这种针对覆冰形成的保护措施是基于线路加热来完成融冰的目的，所以需要增大线路的电流。在实际应用过程中，技术人员必须根据电网的分布进行调整，使导线电流高于临界值，从而达到保护输电线路不覆冰的目的。使用消除无功功率的方法，既可以降低功率以获得更多的无功功率，还可以提高电线的温度。一般来说，技术人员可以直接调节电压的相位，但需要注意的是，这种方法很难控制无功能量，而且还会影响整个电网系统的稳定性，所以很少使用。

（二）连续融冰对输电线路形成的保护策略

关于连续融冰对形成保护输电线路的措施，我国已有先例，且技术水平较高。但是，随着经济的发展，用电需求大幅度增加，这意味着紧张程度正在提高。交流除冰保护技术受到电力容量的，解决500kV长线路融冰问题难度较大，只有融冰保护措施才能弥补这一不足。由于下游电流的影响，融冰时短路交流加热功率很大，对电流容量要求也很高，直流除冰保护技术也不同。虽然输电线路的除冰效果与交流除冰保护技术相同，但其应用条件相对宽松。面对不同的电压等级，也能达到输电线路的运行效果。

（三）输电线路新材料的合理应用

为了避免长时间出现的一些覆冰问题，应积极采用新材料建造空中传输线，以更好地保护和加强空中传输线的运行效果，可采用芯部复合软铝线。其结构要点是采用新材料制成的基本螺纹。单根杆的中心层是碳纤维和玻璃涂层。这样，就可以随着时间的推移更换传统的基础导线，从而更好地减少一些隐患，这种新型导线体现了耐高温、大容量的优点。它是一种非常罕见的材料，可以取代传统的钢芯铝绞线和铝合金。展示了工业化是如何发展的。在具体应用过程中，能及时满足经济、安全、环保的需要。

（四）输电线路的合理结构

针对经常覆冰的地区，应及时合理架设防导冰线。在实际应用过程中，输电线路杆塔往往会出现阻力大、持续时间短等问题，为避免导线相撞的问题，导线还必须积极采用科学合理的布置方法，如水平布置方式。同时，在选择线路路径时，要及时避开冷热空气交织的区域。如果是比较严重的冰区，上述措施远远不够，还要注意线路受损的问题。应密切注意导线上是否有冰，并采取合理措施及时消除。常用的方法是清除导线上的釉料，可用的方法有电流溶解法和机械消除法。

（五）交流融冰措施

交流线路的融冰可在带电不中断电流的情况下进行，也可根据线路的冰况临时中断线路送电进行短路融冰。短路法简便易行，但对于大型电网的送电线路来说，如果停电操作会对用户产生影响。交流线路融冰法的主要原理是依靠线路加热融冰，这意味着必须增加线路的电流，主要方法包括调节电流，增加线路的无功功率，电容串联补偿及相变变压器的设计。

结语

覆冰对架空输电线路的运行构成了严重威胁。在这种情况下，机械和电气功能将受到一定程度的影响。一旦发生严重的覆冰，能源通讯将中断，造成区域经济损失，因此，覆冰在线监测装置在送电线路的运行中起着重要的作用，有关人员必须明确其结构和使用方法，以便更好地做好输电线路的保护工作。

参考文献

[1]陈波,赵建坤,赵建利,等.架空输电线路覆冰在线监测系统的开发与应用[J].内蒙古电力技术,2018(4):10-14.

[2]王燕,杜志叶,阮江军.高压架空输电线路覆冰情况下风险评估研究[J].电力系统保护与控制,2016(10):91-9

[3]覃晖,邓帅,黄伟,等.南方电网输电线路融冰措施综述[J].电力系统保护与控制,2010(24):231-235.下载本文