架空输电线路导、地线覆冰的防治的几种常用方法

架空输电线路导、地线覆冰的防治主要采用避、抗、、改、 防、融 。避”：避开重冰区；“抗”：提高线路抗冰厚度；“改”：改造已有线路；“防”：采取合理措施防止覆冰；“融”：采取电流融冰。下面针对实际工程中常用的方法进行简单介绍。

1、 绝缘子串防冰

1.1 加装大盘径绝缘子

在悬垂绝缘子串上端加装大盘径绝缘子，可以将横担上流下的冰水与绝缘子串本身的覆冰隔断，从而起到防冰的作用，同时又有一定的防鸟效果。这种措施对一般的降雪、降雾天气有较好的防范作用，但当绝缘子串本身的覆冰较重时，就失去了效果，因为绝缘子串本身产生的熔冰水已足以形成短路，同时随着横担上熔冰水的下落，大盘径绝缘子外侧的冰凌逐步增长，虽能与绝缘子串保持一定距离，但也会短接一部分空气间隙，从而降低闪络电压。

1.2 绝缘子串插花

在瓷或玻璃悬垂绝缘子串上插花加装大盘径绝缘子、在复合绝缘子上插花增加大直径伞裙，通过这些大绝缘子片或大伞裙隔断融冰水，使其形不成连续短接的冰凌。但从理论上说，当覆冰达到一定程度、绝缘子串被完全包覆以后，也会发生冰闪。

1.3“V型”或“倒V型”配置悬垂绝缘子

将悬垂绝缘子串“V型”或“倒V型”布置，使绝缘子串倾斜，不仅形不成连续的冰凌，而且能增加绝缘子串的自洁性能，具有良好的防冰效果。但“V型”配置取决于杆塔结构，且这种配置的杆塔类型极少，难以实现。目前，山西的重冰区普遍采用了“倒V型”改造这种形式，取得了良好效果。“倒V型”配置不仅具有防冰作用，而且对防鸟害、防风偏都有一定的效果，但相对于其他防冰措施，改造复杂、投资较大，对金具的要求较为严格。

1.4 更换复合绝缘子

复合绝缘子具有良好的憎水性和传导热量慢的特性，使其防冰闪性能明显优于瓷和玻璃绝缘子，如再辅助以大盘径绝缘子，则防冰效果更好，且这种措施改造简单、投资小。

2、 导线除冰

目前国内除冰大致可分为机械除冰法、自然除冰法和热力融冰法三大类，下面进行简单介绍。

2.1 机械除冰法

机械除冰法主要利用输电线路导线的力学效应破坏覆冰的力学平衡使其脱落。以电磁脉冲除冰、滑动铲刮除冰和人工除冰为主。电磁脉冲除冰是利用电容器冲击放电和电流通过线圈产生脉冲磁场，从而在导线中产生涡流，涡流的磁场与线圈磁场产生斥力使导线产生扩张，脉冲消失后导线收缩到原状态，反复的扩张和收缩使导线表面的覆冰胀裂掉落。滑动铲刮除冰法是将电容器的冲击放电电流通过线圈产生的脉冲磁场转换为执行机构的脉冲力，通过执行机构将导线表面的覆冰击裂掉落。机械除冰法中另一种常用人工除冰法存在的最大问题是效率极低，需要大量人力，一般仅适用于作业环境好、100 km 左右的输电线路的除冰。还有一种由加拿大魁北克水电公司提出的电磁力除冰法，其原理是在线路额定电压下短路，短路

电流产生的电磁力使导线相互撞击，使覆冰脱落。这种方法的应用会给系统带来稳定性问题，线路压降也比较大，不推荐使用。

2.2 自然除冰法

自然除冰法不能阻止冰的形成，但有助于限制冰灾。在导线上安装阻雪环、平衡锤等装置的自然除冰法，可在导线上安装阻雪环，平衡锤使导线上的覆冰堆积到一定程度时，依靠风力、地球引力、辐射以及温度突变等作用自行脱落。该法简单易行，但可能因不均匀或不同期脱冰产生的导线跳跃的线路事故，不能保证可靠除冰，具有一定的偶然性。利用憎水性和憎冰性涂料防冰是通过减少水和冰与导线的附着力来防止结冰，与其他方法相比在工程上简单易行，成本较低，是防止覆冰具有潜力的可行途径。但现有的防冰涂料并不能从根本上防止冰的形成，而只有在足够的辐射下才能生效，在气温低，水雾呈过冷却的情况下，防冰效果较差。

2.3 热力除冰法

热力除冰法的基本原理是在线路上通过高于正常电流密度的传输电流以获得焦耳热进行融冰。常见的几种热力除冰法：

1) 过电流防冰融冰法：通过改变潮流分布增大线路的负荷电流而使得导线发热达到防冰融冰目的。这种方法对截面较小的110 kV 及以下线路可行，对更高电压等级线路由于截面大，并受系统容量和运行方式限制，无明显作用。

2) 基于移相器的带负荷融冰法：随着输电网络FACTS 设备的大量应用，电网在潮流控制方面更加灵活有效，通过改变潮流分布的融冰方法能够在应对冰灾方面发挥更大的作用。基于移相器的带负荷融冰法，即ONDI(on-load network de-icer)法。带负荷融冰的方法最早在1990 年提出，并在此后得到了发展。此方法利用移相变压器角度的变化改变平行双回线的潮流分布，通过增加其中一回线的电流来增加线路发热，达到融冰的目的。

3) 高频激励融冰： 20 世纪末Charles RSullivan 等提出了用8～200 kHz 高频激励融冰的方法，机理是高频时冰是一种有损耗电介质，能直接引起发热，且集肤效应导致电流只在导体表面很浅范围内流通，造成电阻损耗发热。

4) 交流短路电流融冰法：人为将融冰线路的一端两相或三相短路，而在另一端提供融冰交流电源，以较大短路电流(控制在导线最大允许电流范围之内)来加热导线，将附着的冰融化。

5) 直流电流融冰法：直流融冰技术的原理就是将覆冰线路作为负载，施加直流电源，用较低电压提供短路电流加热导线使覆冰融化。可采用发电机电源整流和采用系统电源的可控硅整流两种方案。前者虽可减少投资但却发电受机组容量与融冰所需容量的限制，大多情况都不满足需求。因此采用系统电源的可控硅整流融冰是热力融冰法中的热点，其适用性更强，可根据不同情况调节直流融冰电压，使之满足不同应用环境的需要，是现有融冰方法中最理想的一种。国内外一致认为，对于出现在局部范围内的输电线路覆冰问题，导线的机械除冰方法可做为一种辅助措施。对于发生在大范围的输电线路覆冰问题，导线热力融冰法中的直流融冰方法是最有效的。