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摘要：覆冰是输电线路中较为常见且影响范围较广、影响程度较大的自然灾害。覆冰不仅增加了线路和铁塔的机械负荷，还会引发线路短路、覆冰舞动、导线金具疲劳、绝缘子闪络及碰撞损毁等严重后果。覆冰通常发生在寒冬及初春时节，故障出现时多为雨夹雪或雨凇天气，并伴随着气温突变及较强的大风。一旦出现故障，不便于抢修工作的开展，进而导致长时间、局部范围停电，这严重影响了当地居民的生产、生活质量。本文简要介绍了500KV输电线路抗冰融冰技术，初步探讨500KV输电线路抗冰融冰技术实践分析，希望能为输电线路抗冰融冰技术研究提供一定的参考。
关键词：500KV输电线路；抗冰融冰技术；实践分析
一直以来，输电线路冰灾危害是电网建设中面临的最大问题之一。据国家电网公司输电专业总结统计中显示，线路跳闸原因占比中，覆冰舞动约为20%，仅次于雷击（约为50%），但因覆冰发生范围更广，对线路造成的威胁更大。通常，在电力系统的正常运行中，如若输电线路出现冰冻灾害，不仅会损坏输电导线和杆塔，还会引发事故，导致大面积、长时间停电。以2008年冰灾为例，2008年1-2月，我国南方、华中等地遭遇大范围低温雨雪冰冻天气，导致贵州、广东、云南等地电力基础设施造成严重破坏。仅以贵州为例，覆冰受损线路占贵州电网总数的77%，停运变电站占总数的70%，约2600多万人受到停电影响。我公司也曾有幸参与了2008年抗冰抢险活动，这使笔者对抗冰融冰技术产生浓厚兴趣。
在电网建设过程中，500KV输电线路是高压线路的重要构成部分，伴随着社会的不断进步，供电需求的日益增加，经济生活对电力需求的依赖性越来越强，500KV输电线路的应用范围更加广泛，其安全和稳定性能直接关乎着电力系统运行情况，希望通过讨论可以为提高500kV抗冰融冰能力提供一定参考。
一、500KV输电线路覆冰概述
在寒冷的冬天，过冷水滴与导线接触时，在风力作用下使液态过冷水发生形变，依附在导地线上，会在其表面形成覆冰。在我国北方冬天，因气候干燥，覆冰主要以积雪形式表现；在我国南方冬天，因环境温度较低，覆冰主要以雨凇的形式表现。因此，南方和北方相比，南方地区输电线路中的覆冰危害程度更为严重。气象条件、地质条件、地理位置、海拔高度、导线性能等共同影响着导线覆冰，导线覆冰会引发线路负载过重、脱冰事故、绝缘子闪络、覆冰舞动等事故。
二、500KV输电线路抗冰融冰技术应用
（一）抗冰技术
1.化学涂料防冰
化学涂料防冰，简单来说就是利用憎水性涂料来减小导线和冰块的粘着力，因此要求材料具有强憎水性、良好的耐候性、高传热吸光性、强抗老化性和经济性等特点。截至目前，尚未研制出完全符合上述要求的材料，主要是涂料的憎水性和耐候性还有待改进。
2.被动除冰
被动除冰具体是指在導线上装设阻雪环、平衡锤等，其工作原理为：当导线覆冰积累到特定程度后，在自然力的作用下自主脱落。此种方法便于操作、经济成本较低，但是容易出现因脱冰不均匀引发线路舞动事故，此种除冰方法在小于500KV的输电线路中的应用较少。
3.机械除冰
机械除冰主要是指滚轮法，具体是在线路中装设滚轮，并在地面由人力操作，达到除冰的目的，此种方法在国外已使用较长时间，具备一定的实践基础。然而，高压输电线路大多地处崇山峻岭，发生覆冰现象时往往伴随低温、雨雪天气，采用人工机械除冰往往时效性差，且不易操作，损坏导线的可能性。
4.激光除冰
当前，国内外的主要思路是通过气体、半导体激光发生器产生的高能激光热能进行除冰。但产生覆冰的地点大多位于高山峻岭，激光器的地形适应性和实际应用性有待增强。同时，若操作不当，大功率的激光器容易对线路造成损害。
（二）融冰技术
与抗冰技术相比，热力融冰技术具有见效较快、易于实施等特点，因此得到各国的广泛应用。融冰技术按照电源类别分类，可以分为交流融冰和直流融冰，其中交流融冰又可以细分为短路融冰和带负荷融冰，下面对这几种融冰方法做简要介绍。
1.短路融冰
短路融冰是有意设置短路点，通过短路电流加热导线，从而达到融冰的目的。具体可以分为单相、双相、三相短路融冰，实际应用比较广泛的是三相短路融冰。短路融冰方法不仅可以对导线融冰，还可以对地线实施融冰，并且见效较快，特别适用于抗冰能力弱、难以技改的线路。但是实施短路融冰，需要停止线路运行。由于使用系统电源，需要采取冲击合闸方式，对无功功率需求较大，存在破坏系统稳定的风险，因此不适用于500kV及以上高电压等级线路。
2.带负荷融冰
带负荷融冰是指在不停运线路的基础上，通过调整系统运行方式，适当增加覆冰线路电流，通过热效应达到融冰的目的。与短路融冰相比，带负荷融冰既可以保证线路运行，又有效达到融冰除冰的目的，其优势不言自喻。但由于调整系统运行的方式有限，带负荷融冰难以应对大范围的严重冰灾。同时，由于500kV输电线路的保线电流与安全电流十分接近（能够恰好使线路不结冰时的电流，叫做“保线电流”。），因此该方法也不适用于500kV及以上高电压等级线路。
3.直流融冰
与交流融冰相比，直流融冰具有阻抗小、融冰效率高、相同条件所需电源容量较小等优点，因此适用于500kV电压等级线路，具有较好的发展前景。目前直流融冰装置主要有固定式、站间移动式和发电车移动式三种，但直流融冰装置普遍投资较大，工作时间较短，维护难度较大、成本较高。
三、结论及建议
（一）应避免在重冰区、覆冰易发区设计线路。若确实无法避免，应采取相关措施，提高线路防灾能力。构建覆冰监控和预警系统，提前预防和控制冰灾危害。
（二）与抗冰技术相比，融冰技术更具优势。其中交流短路融冰法与直流融冰法应用范围较广，前者在220kV及以下线路应用广泛，后者适用于500kV高电压等级输电线路。与上述两者相比，交流带负荷融冰法受到调度能力限制，无法应对大面积受灾情况，目前适合小范围应用。
（三）受技术、经济等因素限制，500kV输电线路适宜采用分段融冰。因此，在覆冰期到来之前，应提前编制应急预案，合理调配融冰装置，提前做好相关准备。
（四）输电线路在遭遇冰灾后，不可避免地会损坏电网系统和线路，因此，在应用抗冰融冰技术的同时，还应制定行之有效的电网系统和线路恢复方案措施，其中最具代表性的是蒙特卡罗线路修复方法。
结语
在供电需求日益增加的今天，500KV输电线路作为高压线路的主要构成部分，其应用范围更加广泛，对500KV输电线路的抗冰融冰技术水平提出了更高要求，因此应进一步加大对高电压等级输电线路大规模融冰除冰技术的研究力度，为国民经济发展提供更坚强的保障。
参考文献
[1]宋平.500kV输电线路抗冰融冰技术应用实践探析[J].中国新技术新产品，2013，（20）：39-39，40.
[2]樊艳.直流融冰技术在500kV变电站中的应用研究[J].低碳世界，2014，（3）：70-71，72.
[3]田哲.电网冰灾防治及冰灾风险评价技术研究[D].长沙理工大学，2013.
[4]易永亮，潭劲，李兴等.覆冰期间500kV输电线路耐张线夹断裂应急抢修及原因分析[C].//2013年加强电网抗冰能力技术经验交流会论文集.2013：409-416.
[5]陶礼兵，龚坚刚，吴明祥等.500kV同塔双回线路舞动故障机理分析及整改措施[C].//2013年加强电网抗冰能力技术经验交流会论文集.2013：133-138.
[6]邓万婷等.输电线路除（融）冰技术可行性比较[J].湖北电力，2009，（2）：7-8.
[7]赵国帅等.线路交直流融冰技术综述[J].电力系统保护与控制， 2011，（14）：149.
关键词：500KV输电线路；抗冰融冰技术；实践分析
一直以来，输电线路冰灾危害是电网建设中面临的最大问题之一。据国家电网公司输电专业总结统计中显示，线路跳闸原因占比中，覆冰舞动约为20%，仅次于雷击（约为50%），但因覆冰发生范围更广，对线路造成的威胁更大。通常，在电力系统的正常运行中，如若输电线路出现冰冻灾害，不仅会损坏输电导线和杆塔，还会引发事故，导致大面积、长时间停电。以2008年冰灾为例，2008年1-2月，我国南方、华中等地遭遇大范围低温雨雪冰冻天气，导致贵州、广东、云南等地电力基础设施造成严重破坏。仅以贵州为例，覆冰受损线路占贵州电网总数的77%，停运变电站占总数的70%，约2600多万人受到停电影响。我公司也曾有幸参与了2008年抗冰抢险活动，这使笔者对抗冰融冰技术产生浓厚兴趣。
在电网建设过程中，500KV输电线路是高压线路的重要构成部分，伴随着社会的不断进步，供电需求的日益增加，经济生活对电力需求的依赖性越来越强，500KV输电线路的应用范围更加广泛，其安全和稳定性能直接关乎着电力系统运行情况，希望通过讨论可以为提高500kV抗冰融冰能力提供一定参考。
一、500KV输电线路覆冰概述
在寒冷的冬天，过冷水滴与导线接触时，在风力作用下使液态过冷水发生形变，依附在导地线上，会在其表面形成覆冰。在我国北方冬天，因气候干燥，覆冰主要以积雪形式表现；在我国南方冬天，因环境温度较低，覆冰主要以雨凇的形式表现。因此，南方和北方相比，南方地区输电线路中的覆冰危害程度更为严重。气象条件、地质条件、地理位置、海拔高度、导线性能等共同影响着导线覆冰，导线覆冰会引发线路负载过重、脱冰事故、绝缘子闪络、覆冰舞动等事故。
二、500KV输电线路抗冰融冰技术应用
（一）抗冰技术
1.化学涂料防冰
化学涂料防冰，简单来说就是利用憎水性涂料来减小导线和冰块的粘着力，因此要求材料具有强憎水性、良好的耐候性、高传热吸光性、强抗老化性和经济性等特点。截至目前，尚未研制出完全符合上述要求的材料，主要是涂料的憎水性和耐候性还有待改进。
2.被动除冰
被动除冰具体是指在導线上装设阻雪环、平衡锤等，其工作原理为：当导线覆冰积累到特定程度后，在自然力的作用下自主脱落。此种方法便于操作、经济成本较低，但是容易出现因脱冰不均匀引发线路舞动事故，此种除冰方法在小于500KV的输电线路中的应用较少。
3.机械除冰
机械除冰主要是指滚轮法，具体是在线路中装设滚轮，并在地面由人力操作，达到除冰的目的，此种方法在国外已使用较长时间，具备一定的实践基础。然而，高压输电线路大多地处崇山峻岭，发生覆冰现象时往往伴随低温、雨雪天气，采用人工机械除冰往往时效性差，且不易操作，损坏导线的可能性。
4.激光除冰
当前，国内外的主要思路是通过气体、半导体激光发生器产生的高能激光热能进行除冰。但产生覆冰的地点大多位于高山峻岭，激光器的地形适应性和实际应用性有待增强。同时，若操作不当，大功率的激光器容易对线路造成损害。
（二）融冰技术
与抗冰技术相比，热力融冰技术具有见效较快、易于实施等特点，因此得到各国的广泛应用。融冰技术按照电源类别分类，可以分为交流融冰和直流融冰，其中交流融冰又可以细分为短路融冰和带负荷融冰，下面对这几种融冰方法做简要介绍。
1.短路融冰
短路融冰是有意设置短路点，通过短路电流加热导线，从而达到融冰的目的。具体可以分为单相、双相、三相短路融冰，实际应用比较广泛的是三相短路融冰。短路融冰方法不仅可以对导线融冰，还可以对地线实施融冰，并且见效较快，特别适用于抗冰能力弱、难以技改的线路。但是实施短路融冰，需要停止线路运行。由于使用系统电源，需要采取冲击合闸方式，对无功功率需求较大，存在破坏系统稳定的风险，因此不适用于500kV及以上高电压等级线路。
2.带负荷融冰
带负荷融冰是指在不停运线路的基础上，通过调整系统运行方式，适当增加覆冰线路电流，通过热效应达到融冰的目的。与短路融冰相比，带负荷融冰既可以保证线路运行，又有效达到融冰除冰的目的，其优势不言自喻。但由于调整系统运行的方式有限，带负荷融冰难以应对大范围的严重冰灾。同时，由于500kV输电线路的保线电流与安全电流十分接近（能够恰好使线路不结冰时的电流，叫做“保线电流”。），因此该方法也不适用于500kV及以上高电压等级线路。
3.直流融冰
与交流融冰相比，直流融冰具有阻抗小、融冰效率高、相同条件所需电源容量较小等优点，因此适用于500kV电压等级线路，具有较好的发展前景。目前直流融冰装置主要有固定式、站间移动式和发电车移动式三种，但直流融冰装置普遍投资较大，工作时间较短，维护难度较大、成本较高。
三、结论及建议
（一）应避免在重冰区、覆冰易发区设计线路。若确实无法避免，应采取相关措施，提高线路防灾能力。构建覆冰监控和预警系统，提前预防和控制冰灾危害。
（二）与抗冰技术相比，融冰技术更具优势。其中交流短路融冰法与直流融冰法应用范围较广，前者在220kV及以下线路应用广泛，后者适用于500kV高电压等级输电线路。与上述两者相比，交流带负荷融冰法受到调度能力限制，无法应对大面积受灾情况，目前适合小范围应用。
（三）受技术、经济等因素限制，500kV输电线路适宜采用分段融冰。因此，在覆冰期到来之前，应提前编制应急预案，合理调配融冰装置，提前做好相关准备。
（四）输电线路在遭遇冰灾后，不可避免地会损坏电网系统和线路，因此，在应用抗冰融冰技术的同时，还应制定行之有效的电网系统和线路恢复方案措施，其中最具代表性的是蒙特卡罗线路修复方法。
结语
在供电需求日益增加的今天，500KV输电线路作为高压线路的主要构成部分，其应用范围更加广泛，对500KV输电线路的抗冰融冰技术水平提出了更高要求，因此应进一步加大对高电压等级输电线路大规模融冰除冰技术的研究力度，为国民经济发展提供更坚强的保障。
参考文献
[1]宋平.500kV输电线路抗冰融冰技术应用实践探析[J].中国新技术新产品，2013，（20）：39-39，40.
[2]樊艳.直流融冰技术在500kV变电站中的应用研究[J].低碳世界，2014，（3）：70-71，72.
[3]田哲.电网冰灾防治及冰灾风险评价技术研究[D].长沙理工大学，2013.
[4]易永亮，潭劲，李兴等.覆冰期间500kV输电线路耐张线夹断裂应急抢修及原因分析[C].//2013年加强电网抗冰能力技术经验交流会论文集.2013：409-416.
[5]陶礼兵，龚坚刚，吴明祥等.500kV同塔双回线路舞动故障机理分析及整改措施[C].//2013年加强电网抗冰能力技术经验交流会论文集.2013：133-138.
[6]邓万婷等.输电线路除（融）冰技术可行性比较[J].湖北电力，2009，（2）：7-8.
[7]赵国帅等.线路交直流融冰技术综述[J].电力系统保护与控制， 2011，（14）：149.