导线为什么会发生覆冰现象?

科技工作者之家 2020-11-17

我国国土面积广阔,地形种类齐全并呈交错分布,气候多样。每当冬季来临之时,在冷暖气流交汇区域,多有雾气凝滞之象,尤其在遇到特定环境条件后容易形成导线覆冰现象。

导线上的覆冰现象对电线的安全会造成极大威胁。不同时脱冰会使导线跳跃,因而常常会造成导线与避雷线闪络形成烧伤;覆冰超载易造成倒杆、断线、连接金具破坏等事故;覆冰严重时还会导致导线弧垂加大,造成导线与跨越物或地面之间的距离变小,这易引起放电闪络事故。

那么,导线为什么会发生覆冰现象?

当环境温度介于-2至-10℃之间,空气湿度为90%左右,风速在5至15m/s范围内,天气为大雾或毛毛细雨时,此时附着在导线上的湿雪或水滴就会形成雾凇;在天气转晴后,随着温度升高,雾凇逐渐融化,在融化过程中若天气又突然变冷,气温下降,那么,尚未融化的雾凇又会在导线上形成冰层,覆冰继续发展,外边又覆上一层雾凇,如此反复发展下去,便在导线上形成一层雨凇。雾凇比重较轻,形状如同尖针或羽毛,虽为冻结的结晶,但其结构并不密实。雨凇比重较大,附着力很强,导线或避雷针的覆冰就是指这类雨凇。

导线覆冰大小主要由大气条件、地形因素和线路特性等因素综合影响,按其冻结性质,可分为雨凇、雾松、混合凇、覆雪等。

以往电网防冰和除冰的方式,主要为人爬到电线杆上,用锤子和榔头进行人工清除,如今,防冰技术手段已经升级,这包括固定式直流融冰、交流融冰变压器、融冰刀闸小车、自动机械装置融冰、空气弹震动除冰、滑轮融冰等。例如,直流融冰的原理是通过输电线路施加直流电压的同时,在输电线路末端进行短路,使导线发热来对输电线路进行融冰。

覆冰是寒冬季节里各种结构物面临的普遍现象,不仅电网,风力发电机、飞机、高铁等都会面临覆冰的危害。冰灾防御也是各个领域的重大科技难题,目前电网融冰技术方面的科技成果,未来有望应用到飞机、高铁方面。

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