输电线路覆冰新模型的研究

发表时间：2018-09-18T14:54:29.630Z 来源：《电力设备》2018年第14期 作者： 常雷雷

[导读] 摘要：对现有的覆冰模型进行了分析研究，通过比较各个模型的优缺点，提出了一种根据主干塔两侧导线某点到主干塔间竖直方向载荷的相互平衡计算覆冰冰重的简单模型并推导出覆冰的预测冰重的计算，该覆冰模型现已应用于输电线路覆冰在线监测系统中，避免了复杂模型的多参数关联和计算复杂繁锁的问题，具有较好的经济性与实用性 （国网晋城供电公司 山西晋城 048000）

摘要：对现有的覆冰模型进行了分析研究，通过比较各个模型的优缺点，提出了一种根据主干塔两侧导线某点到主干塔间竖直方向载荷的相互平衡计算覆冰冰重的简单模型并推导出覆冰的预测冰重的计算，该覆冰模型现已应用于输电线路覆冰在线监测系统中，避免了复杂模型的多参数关联和计算复杂繁锁的问题，具有较好的经济性与实用性 关键字：架空线路，覆冰，冰重预测 ，竖直张力

0 引言

我国幅员辽阔，气象多变，每年从冬季到初春，南北冷暖气流交汇，使得西北、西南和华北等地区输电线路出现严重覆冰。覆冰对输电线路机械和电气性能的影响导致覆冰事故频繁发生[1]，2005年12月，我国部分地区500kV 线路出现冰闪、跳闸、导线舞动和倒塔断线事故，尤其是华中地区历史罕见的雨凇天气导致输电线路大范围覆冰，部分线段的覆冰厚度明显超出线路机械承载能力，杆塔倒塌情况严重，直接影响了输电网的正常运行[3]。2008年初我国南方出现大面积降雪，2月1日国务院新闻办发布的数据显示：截至1月31日18时，1月10日以来的低温雨雪冰冻灾害已造成浙江、江苏、安徽等19 个省(区、市)不同程度受灾，经济损失达537 亿元。覆冰已严重威胁了我国电力系统的安全运行，并造成了重大的经济损失和社会影响。为此,进行输电线路覆冰实时监测和准确分析十分迫切[8]。本文将在对已有覆冰理论模型[2，4，5]进行分析比较的基础上,提出一种新的、简单适用的覆冰计算模型。 1 经典模型 1.1 Imai模型

此模型忽略了风速、气温等覆冰影响因素，认为覆冰量只与降水量有关，但事实表面，降水量与覆冰量之间没有必要关系。如不考虑气温影响，两者之间几乎毫无关系可言，该模型过于简单 1.3 Goodwin模型

Goodwin等人假设，所有被导线收集捕获的过冷却水滴表面的液滴全部冻结，即覆冰为干增长过程，则单位长度导线的覆冰率为：

修正系数 是导线半径 及气温 的函数，由经验确定。 1.5 Makkonen模型

Makkonen在分析冻雨覆冰的湿增长过程中发现，导线上未冻结的液体并没有全部掉落，而是在导线的底部长成冰柱，而其他模型均为考虑覆冰过程中的这一物理特点，Makkonen把导线半径、气温、风速、降水率、风吹角度及覆冰时间等作为输入量，用数值计算方法对这种考虑冰柱生长的覆冰模型进行了分析和计算。结果表明，最大覆冰荷载发生在0℃左右气温时，且覆冰重量中，冰柱占有不少份量。 1.6其他模型

覆冰模型还有翼型覆冰模型、圆柱形模型、热力学模型等，其中圆柱形模型为：

2.1.2 导线实际线长及等效线长

根据导线档内实际线长悬链式方程[7]：

2.3 风力影响下导线覆冰计算模型建立

3 结论

本文提出的简单覆冰模型既保留了模型的清晰物理意义,同时又避免了复杂模型的多参数关联和计算复杂繁锁的问题,具有计算简单的特点。该模型已经在覆冰在线监测系统数据处理软件所采用，系统迄今运行良好。 参考文献：

[1]李庆峰，范峥，吴穹，等.全国输电线路覆冰情况调研及事故分析[J].电网技术，2008，32（9）：33-36. [2]李再华,白晓民,周子冠,等. 电网覆冰防治方法和研究进展[J].电网技术，2008, 32(4):7-11

[3]蔡成良，康健，忻俊慧，等. 500 kV输电线路融冰技术研究[J]. 湖北电力，2005, 29 (A12):2-7 [4]苑吉河,蒋兴良,易 辉,等.输电线路导线覆冰的国内外研究现状[J].高电压技术，2003，30(1):6-9 [5]刘和云,周 迪,付俊萍,等.导线雨淞覆冰预测简单模型的研究[J].中国电机工程学报2001.21(4):44-47

[6]黄新波，孙钦东，程荣贵，等.导线覆冰的力学分析与覆冰的在线监测系统[J]. 电力系统自动化, 2007, 31 ( 14 ) :98-101 [7]邵天晓. 架空送电线路的电线力学计算[M ]. 北京:水利水电出版社, 1987

[8]徐青松，候炜，王孟龙. 架空输电线路覆冰实时监测方案探讨[J].浙江电力，2007，（9）：9-12.