輸電線路覆冰形成的條件和類型
在我國(guó)，導(dǎo)線覆冰主要發(fā)生在西南、西北及華中地區(qū)。貴州省按地區(qū)冬季平均氣溫計(jì)算，大都在0℃以上，受北方南下冷空氣及西南暖濕氣流共同影響下，自2008年1月12日開始，全省各地區(qū)持續(xù)低溫多雨、雨夾雪天氣，遭遇了50多年來最為嚴(yán)重的一次大范圍、長(zhǎng)時(shí)間的冰凍災(zāi)害。貴州電網(wǎng)被分割瓦解成7塊，貴州電網(wǎng)累計(jì)受到冰害破壞的電力線路達(dá)5029條，占貴州全省線路總數(shù)的77%；全省50多個(gè)市縣被迫停電；停運(yùn)的變電站649所，占貴州全部變電站的69%；倒桿線路有416條。由此可見，由覆冰、舞動(dòng)引起的輸電線路倒桿（塔）、斷線及跳閘事故，嚴(yán)重威脅到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行及供電可靠性。
導(dǎo)線覆冰首先是由氣象條件決定的，是受溫度、濕度、冷暖空氣對(duì)流、環(huán)流以及風(fēng)等因素決定的綜合物理現(xiàn)象。云中或霧中的水滴在0℃或更低時(shí)與輸電線路導(dǎo)線表面碰撞并凍結(jié)時(shí)，覆冰現(xiàn)象就產(chǎn)生了。貴州省地處云貴高原，海拔在1500m以上，境內(nèi)溝壑縱橫，地勢(shì)高低不平，空氣潮濕，受西伯利亞寒流和太平洋暖濕氣流的共同影響，2008年初貴州大面積的遭受了覆冰危害。導(dǎo)線表面發(fā)生覆冰現(xiàn)象必須滿足以下幾個(gè)條件：大氣中必須有足夠的過冷卻水滴，過冷卻水滴與導(dǎo)線接觸，過冷卻水滴立即凍結(jié)在導(dǎo)線表面。
覆冰按形成條件及性質(zhì)可分為A、B、C、D、E五種類型：
A型稱雨凇覆冰，是在凍雨期發(fā)生于低海拔地區(qū)的覆冰，持續(xù)時(shí)間一般較短，環(huán)境溫度接近冰點(diǎn)，風(fēng)相當(dāng)大，積冰透明，在導(dǎo)線上的粘合力很強(qiáng)，冰的密度很高，雨凇覆冰是混合凇覆冰的初級(jí)階段，由于凍雨持續(xù)期一般較短，因此，導(dǎo)線覆冰為純粹的雨凇覆冰的情況相對(duì)較少。
B型稱混合凇，當(dāng)溫度在冰點(diǎn)以下，風(fēng)比較猛時(shí)，則形成混合凇。在混合凇覆冰條件下，水滴凍結(jié)比較弱，積冰有時(shí)透明，有時(shí)不透明，冰在導(dǎo)線上粘合力很強(qiáng)。導(dǎo)線長(zhǎng)期暴露于濕氣中，便形成混合凇。混合凇是一個(gè)復(fù)合覆冰過程，密度較高，生長(zhǎng)速度快，對(duì)導(dǎo)線危害特別嚴(yán)重。
C型稱軟霧凇，是由于山區(qū)低層云中含有的過冷水滴，在極低溫度與風(fēng)速較小情況下形成的。這種積冰呈白色、不透明、晶狀結(jié)構(gòu)、密度小，在導(dǎo)線上附著力相當(dāng)弱。最初的結(jié)冰是單向的，由于導(dǎo)線機(jī)械失衡，逐漸圍繞導(dǎo)線均勻分布，在此情況下，這種冰對(duì)導(dǎo)線一般不構(gòu)成威脅。
D型和E型分別為白霜、雪，白霜是空氣中濕氣與0℃以下的物體接觸時(shí)，濕氣往冷物體表面凝合形成的，白霜在導(dǎo)線上的粘結(jié)力十分微弱，即使是輕輕地振動(dòng)，也可以使白霜脫離所粘結(jié)導(dǎo)線的表面，與其他類型覆冰相比，白霜基本不對(duì)導(dǎo)線構(gòu)成嚴(yán)重危害。
空氣中的干雪或冰晶很難粘結(jié)到導(dǎo)線表面。只有當(dāng)空氣中的雪為“濕雪”時(shí)，導(dǎo)線才會(huì)出現(xiàn)積雪現(xiàn)象。當(dāng)有強(qiáng)風(fēng)時(shí)，雪片易被風(fēng)吹落，導(dǎo)線覆雪不可能發(fā)生，故導(dǎo)線覆雪受風(fēng)速制約，因此平原地區(qū)或低地勢(shì)無風(fēng)地區(qū)，導(dǎo)線覆雪現(xiàn)象較山區(qū)常見。
導(dǎo)線覆冰的基本物理過程是嚴(yán)冬或初春季節(jié)，當(dāng)氣溫下降至-5～0℃，風(fēng)速為3～15m/s時(shí)，如遇大霧或毛毛雨，首先將在導(dǎo)線上形成雨凇，這時(shí)如果氣溫再升高，雨凇則開始融化，如天氣繼續(xù)轉(zhuǎn)晴，則覆冰過程就停止；這時(shí)如果天氣驟然變冷，出現(xiàn)雨雪天氣，凍雨和雪則在粘結(jié)強(qiáng)度較高的雨凇面上迅速增長(zhǎng)，形成較厚的冰層；如溫度繼續(xù)下降至-15～-8℃，原有冰層外則積覆霧凇。在這樣一個(gè)過程中，出現(xiàn)多次晴～冷變化天氣，短暫的融化加強(qiáng)了冰的密度，如此往復(fù)發(fā)展將形成霧凇和雨凇交替重疊的混合凍結(jié)物，即混合凇。
2018年12月21日星期五
【大家風(fēng)范編輯上傳】
