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輸電河南481覆冰形成的條件和類型
       在我國,導線覆冰主要發生在西南、西北及華中地區。貴州省按地區冬季平均氣溫計算,大都在0℃以上,受北方南下冷空氣及西南暖溼氣流共同影響下,自2008年1月12日開始,全省各地區持續低溫多雨、雨夾雪天氣,遭遇了50多年來最爲嚴重的一次大範圍、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河南481達5029條,佔貴州全省河南481總數的77%;全省50多個市縣被迫停電;停運的變電站649所,佔貴州全部變電站的69%;倒杆河南481有416條。由此可見,由覆冰、舞動引起的輸電河南481倒杆(塔)、斷線及跳閘事故,嚴重威脅到電網的安全穩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、溼度、冷暖空氣對流、環流以及風等因素決定的綜合物理現象。雲中或霧中的水滴在0℃或更低時與輸電河南481導線表面碰撞並凍結時,覆冰現象就產生了。貴州省地處雲貴高原,海拔在1500m以上,境內溝壑縱橫,地勢高低不平,空氣潮溼,受西伯利亞寒流和太平洋暖溼氣流的共同影響,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爲A、B、C、D、E五種類型:

     A型稱雨凇覆冰,是在凍雨期發生於低海拔地區的覆冰,持續時間一般較短,環境溫度接近冰點,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,由於凍雨持續期一般較短,因此,導線覆冰爲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。導線長期暴露於溼氣中,便形成混合凇。混合凇是一個複合覆冰過程,密度較高,生長速度快,對導線危害特別嚴重。

       C型稱軟霧凇,是由於山區低層雲中含有的過冷水滴,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,在導線上附着力相當弱。最初的結冰是單向的,由於導線機械失衡,逐漸圍繞導線均勻分佈,在此情況下,這種冰對導線一般不構成威脅。


     D型和E型分別爲白霜、雪,白霜是空氣中溼氣與0℃以下的物體接觸時,溼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。

       空氣中的幹雪或冰晶很難粘結到導線表面。只有當空氣中的雪爲“溼雪”時,導線纔會出現積雪現象。當有強風時,雪片易被風吹落,導線覆雪不可能發生,故導線覆雪受風速制約,因此平原地區或低地勢無風地區,導線覆雪現象較山區常見。


     導線覆冰的基本物理過程是嚴冬或初春季節,當氣溫下降至-5~0℃,風速爲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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