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输电线路覆冰形成的条件和类型
       在我国,导线覆冰主要发生在西南、西北及华中地区。贵州省按地区冬季平均气温计算,大都在0℃以上,受北方南下冷空气及西南暖湿气流共同影响下,自2008年1月12日开始,全省各地区持续低温多雨、雨夹雪天气,遭遇了50多年来最为严重的一次大范围、长时间的冰冻灾害。贵州电网被分割瓦解成7块,贵州电网累计受到冰害破坏的电力线路达5029条,占贵州全省线路总数的77%;全省50多个市县被迫停电;停运的变电站649所,占贵州全部变电站的69%;倒杆线路有416条。由此可见,由覆冰、舞动引起的输电线路倒杆(塔)、断线及跳闸事故,严重威胁到电网的安全稳定运行及供电可靠性。
       导线覆冰首先是由气象条件决定的,是受温度、湿度、冷暖空气对流、环流以及风等因素决定的综合物理现象。云中或雾中的水滴在0℃或更低时与输电线路导线表面碰撞并冻结时,覆冰现象就产生了。贵州省地处云贵高原,海拔在1500m以上,境内沟壑纵横,地势高低不平,空气潮湿,受西伯利亚寒流和太平洋暖湿气流的共同影响,2008年初贵州大面积的遭受了覆冰危害。导线表面发生覆冰现象必须满足以下几个条件:大气中必须有足够的过冷却水滴,过冷却水滴与导线接触,过冷却水滴立即冻结在导线表面。
      覆冰按形成条件及性质可分为A、B、C、D、E五种类型:

      A型称雨凇覆冰,是在冻雨期发生于低海拔地区的覆冰,持续时间一般较短,环境温度接近冰点,风相当大,积冰透明,在导线上的粘合力很强,冰的密度很高,雨凇覆冰是混合凇覆冰的初级阶段,由于冻雨持续期一般较短,因此,导线覆冰为纯粹的雨凇覆冰的情况相对较少。


       B型称混合凇,当温度在冰点以下,风比较猛时,则形成混合凇。在混合凇覆冰条件下,水滴冻结比较弱,积冰有时透明,有时不透明,冰在导线上粘合力很强。导线长期暴露于湿气中,便形成混合凇。混合凇是一个复合覆冰过程,密度较高,生长速度快,对导线危害特别严重。

       C型称软雾凇,是由于山区低层云中含有的过冷水滴,在极低温度与风速较小情况下形成的。这种积冰呈白色、不透明、晶状结构、密度小,在导线上附着力相当弱。最初的结冰是单向的,由于导线机械失衡,逐渐围绕导线均匀分布,在此情况下,这种冰对导线一般不构成威胁。


      D型和E型分别为白霜、雪,白霜是空气中湿气与0℃以下的物体接触时,湿气往冷物体表面凝合形成的,白霜在导线上的粘结力十分微弱,即使是轻轻地振动,也可以使白霜脱离所粘结导线的表面,与其他类型覆冰相比,白霜基本不对导线构成严重危害。

       空气中的干雪或冰晶很难粘结到导线表面。只有当空气中的雪为“湿雪”时,导线才会出现积雪现象。当有强风时,雪片易被风吹落,导线覆雪不可能发生,故导线覆雪受风速制约,因此平原地区或低地势无风地区,导线覆雪现象较山区常见。


      导线覆冰的基本物理过程是严冬或初春季节,当气温下降至-5~0℃,风速为3~15m/s时,如遇大雾或毛毛雨,首先将在导线上形成雨凇,这时如果气温再升高,雨凇则开始融化,如天气继续转晴,则覆冰过程就停止;这时如果天气骤然变冷,出现雨雪天气,冻雨和雪则在粘结强度较高的雨凇面上迅速增长,形成较厚的冰层;如温度继续下降至-15~-8℃,原有冰层外则积覆雾凇。在这样一个过程中,出现多次晴~冷变化天气,短暂的融化加强了冰的密度,如此往复发展将形成雾凇和雨凇交替重叠的混合冻结物,即混合凇。

2018年12月21日星期五

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