覆冰區

覆冰區是指可能發生線路覆凍的地區。導線覆冰是受氣象、地形及溫度、濕度、冷暖空氣對流、環流以及風等因素影響的綜合物理現象。根據中國氣象局出版的《地面氣象觀測規範》，在自然條件下發生的輸電線路覆冰現象包括雨凇、霧凇、濕雪和霧淞與雨淞混合凍結等5種類型。

基本介紹

• 中文名：覆冰區
• 外文名：Cladding ice
• 學科：電力工程
• 領域：能源
• 範圍：電力系統
• 釋義：可能發生線路覆凍的地區

簡介

針對河南段線路開展覆冰機理的研究，結合河南省氣象局提供的沿線歷年氣象資料以及現場考察的地形地貌特徵，分析特高壓線路微氣候、微地形特點，從而合理地劃分河南段線路覆冰區，以此有效指導特高壓輸電線路運行維護管理，運行單位可根據已劃分的覆冰區， 結合運行經驗制定針對性的巡視、檢修專項措施，從而提高管理水平和工作效率。

輸電線路導線覆凍的影響因素

導線覆冰是受氣象、地形及溫度、濕度、冷暖空氣對流、環流以及風等因素影響的綜合物理現象。根據中國氣象局出版的《地面氣象觀測規範》，在自然條件下發生的輸電線路覆冰現象包括雨凇、霧凇、濕雪和霧淞與雨淞混合凍結等5種類型，經調查分析得出該工程河南境內輸電線路覆冰主要有3種類型：雨凇、霧凇和濕雪凍結。在歷年的最大輸電線路覆冰中，50%~90%為雨凇；以霧凇為主的地區較少，主要分布在安陽、商丘、三門峽等少數地區；由濕雪形成的最大覆冰所占比例較小，多數在10%以下。顯而易見，在河南最易對架空線造成危害的導線覆冰是雨凇，其次是霧凇。影響導線覆凍的因素主要有以下幾個方面。

1.氣象因素

根據統計分析，在雨雪天氣下，導線覆凍的必要氣象條件為：具有可凍結的氣溫，即0℃以下；具有較高的濕度並有降水，即空氣相對濕度一般在85%以上；具有可使空氣中水滴運動的風速，即大於1.0m/s。覆冰與風速、風向關係比較密切。風速在2～10m/s 範圍內，風速越大，越有利於覆凍的形成，而且覆冰厚度隨著風速的增大而增厚。當風速超過這一範圍時，風速越大，反而不利於覆凍的形成。同時，覆冰與風向有十分密切的關係，當風向與電線正交時，最有利於覆冰厚度的增長。

2.季節因素

輸電線路導線覆冰主要發生在前一年11月至次年3月之間，尤其在入冬和倒春寒時，覆冰發生的機率最高。因為這兩個季節空氣濕度較大，多發連陰雨天氣，且最低氣溫常在0℃以下。

3.海拔高度因素

就同一地區來說，一般海拔高度越高，越易覆冰，覆冰也越厚，且多為霧凇；海拔高度較低處，其冰厚較薄，多為雨凇或混合凍結。這是因為近地層內風速和霧的密度隨離地高度的增加而增大的緣故。

4.導線懸掛高度因素

導線懸掛高度越高，覆冰越嚴重，因為空氣中液態水含量隨高度的增加而升高。風速越大、液態水含量越高，單位時間內嚮導線輸送的水滴越多，覆冰也越嚴重。因此，覆冰隨懸掛高度的升高而增加。

5.地形因素

受風條件比較好的突出地形或者空氣水分較充足的地區，其覆冰程度也比較嚴重。典型性的地形主要有山頂、迎風坡、湖泊、雲霧環繞的山腰、風口、分水嶺等處，其覆冰程度也比較嚴重。

覆冰區劃分的套用分析

在實際套用中，覆冰區的劃分為開展特高壓輸電線路覆冰線上監測、導線覆冰機理、冰情預測及防冰除冰技術的研究奠定了基礎：①覆冰區的劃分對於下一步套用覆冰線上監測系統提供技術指導和理論依據，結合特高壓工程建設，經中國電力科學研究院項目論證、綜合考察、方案審核，對1000 kV交流特高壓試驗示範工程線路河南段線上監測系統的安裝進行了整體規劃並實施，在已劃分的線路覆冰區共安裝了10套覆冰線上監測系統，成功地監測了導線覆冰情況；②在已劃分的覆冰區利用覆冰線上監測系統所監測的覆冰氣象數據，分析各種微氣象條件（溫度、濕度、風速、風向、降水量、大氣壓力、日照強度等）與導線覆冰之間的關係，建立覆冰與微氣象條件的關係模型；③通過覆冰與微氣象條件的關係模型以及覆冰生長預測模型的建立，可根據巨觀氣象實現廣域和局域的冰情預測；④當通過覆冰線上監測系統監測到輸電線路覆冰事故比較嚴重時，有關單位就可立即採取一些防冰除冰應對措施以提高輸電線路的安全運行維護管理。

總結

特高壓電網將在整個國家電網中處於核心地位，高電壓、大容量負荷的傳輸，可靠性是運行的首要因素。做好特高壓電網的運行工作對於保證特高壓電網乃至整個國家電網的安全、穩定、可靠運行具有十分重要的意義。1000kV特高壓試驗示範工程線路沿線氣象變化顯著，地形地貌相差較大，因此對局部地區微氣象條件、微地理特徵進行充分的調查、系統分析，根據微氣象條件和微地理特徵準確地劃分覆冰區是行之有效的，能有效指導特高壓輸電線路運行維護管理，以此提高正常巡視和事故搶修過程中的快速反應能力，對保證特高壓線路安全運行具有重要意義，同時驗證設計的合理性，為今後特高壓線路設計提供借鑑。但覆冰區的劃分可進一步通過一些方法來提高和改進。如在已劃分的覆冰區的基礎上根據覆冰基本冰厚進一步劃分覆冰區等級：重冰區、中冰區、輕冰區，基本冰厚達到20mm及以上的地區稱為重冰區，10～20mm為中冰區，10mm以下為輕冰區。冰區等級劃分基本方法可通過線路分段法、等值線圖法、地理分區法等方法進行研究。