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輸電線路覆冰形成的條件和類型

在我國，導線覆冰主要發(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多年來最為嚴重的一次大范圍、長時間的冰凍災害。貴州電網被分割瓦解成7塊，貴州電網累計受到冰害破壞的電力線路達5029條，占貴州全省線路總數的77%；全省50多個市縣被迫停電；停運的變電站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、舞動引起的輸電線路倒桿（塔）、斷線及跳閘事故，嚴重威脅到電網的安全穩(wěn)定運行及供電可靠性。

導線覆冰首先是由氣象條件決定的，是受溫度、濕度、冷暖空氣對流、環(huán)流以及風等因素決定的綜合物理現象。云中或霧中的水滴在0℃或更低時與輸電線路導線表面碰撞并凍結時，覆冰現象就產生了。貴州省地處云貴高原，海拔在1500m以上，境內溝壑縱橫，地勢高低不平，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。導線表面發(fā)生覆冰現象必須滿足以下幾個條件：大氣中必須有足夠的過冷卻水滴，過冷卻水滴與導線接觸，過冷卻水滴立即凍結在導線表面。

覆冰按形成條件及性質可分為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)時間一般較短，環(huán)境溫度接近冰點，風相當大，積冰透明，在導線上的粘合力很強，冰的密度很高，雨凇覆冰是混合凇覆冰的初級階段，由于凍雨持續(xù)期一般較短，因此，導線覆冰為純粹的雨凇覆冰的情況相對較少。

B型稱混合凇，當溫度在冰點以下，風比較猛時，則形成混合凇。在混合凇覆冰條件下，水滴凍結比較弱，積冰有時透明，有時不透明，冰在導線上粘合力很強。導線長期暴露于濕氣中，便形成混合凇。混合凇是一個復合覆冰過程，密度較高，生長速度快，對導線危害特別嚴重。

C型稱軟霧凇，是由于山區(qū)低層云中含有的過冷水滴，在極低溫度與風速較小情況下形成的。這種積冰呈白色、不透明、晶狀結構、密度小，在導線上附著力相當弱。最初的結冰是單向的，由于導線機械失衡，逐漸圍繞導線均勻分布，在此情況下，這種冰對導線一般不構成威脅。

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，濕氣往冷物體表面凝合形成的，白霜在導線上的粘結力十分微弱，即使是輕輕地振動，也可以使白霜脫離所粘結導線的表面，與其他類型覆冰相比，白霜基本不對導線構成嚴重危害。

空氣中的干雪或冰晶很難粘結到導線表面。只有當空氣中的雪為“濕雪”時，導線才會出現積雪現象。當有強風時，雪片易被風吹落，導線覆雪不可能發(fā)生，故導線覆雪受風速制約，因此平原地區(qū)或低地勢無風地區(qū)，導線覆雪現象較山區(qū)常見。

導線覆冰的基本物理過程是嚴冬或初春季節(jié)，當氣溫下降至-5～0℃，風速為3～15m/s時，如遇大霧或毛毛雨，首先將在導線上形成雨凇，這時如果氣溫再升高，雨凇則開始融化，如天氣繼續(xù)轉晴，則覆冰過程就停止；這時如果天氣驟然變冷，出現雨雪天氣，凍雨和雪則在粘結強度較高的雨凇面上迅速增長，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。在這樣一個過程中，出現多次晴～冷變化天氣，短暫的融化加強了冰的密度，如此往復發(fā)展將形成霧凇和雨凇交替重疊的混合凍結物，即混合凇。

2018年12月21日星期五

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