自主軟體指導解決電網覆冰問題
日前，清華大學電機系、清華大學深圳研究生院博士研究生侯鐳針對電網線路覆冰脫落跳躍等現象進行了計算分析，對冰雪天氣下電力設施的狀態做出了積極的研究。
本報記者 朱冰報導
今年一月份以來，發生在我國南方的大面積冰雪災害對電力設施及電網造成了巨大的破壞。據統計，截至2月16日，全國範圍內電網因災停運電力線路計39033條，停運變電站計2037座，110-500kV線路因災倒塔計8123基。針對因冰雪災害對電網造成的巨大損失，總結事故原因，深化對覆冰問題的研究，重新審視目前線路設計中的方法、規程、標準等對覆冰問題考慮的不足之處，並加以解決，避免此類重大災害性事故的再次發生，成為災害過後亟待開展的工作。
線路設計存在漏洞
日前，清華大學電機系、清華大學深圳研究生院博士研究生侯鐳，針對電網線路覆冰脫落跳躍等現象進行了計算分析，對冰雪天氣下電力設施的狀態做出了積極的研究。其發表在2008年第6期《中國電機工程學報》上的論文《特高壓線路覆冰脫落跳躍的動力計算》對該問題做了深入的研究。
侯鐳介紹，架空輸電線路在適宜的溫度、溼度、風速條件下，導線上會形成覆冰。覆冰對輸電線路會造成電氣性危害和機械性危害。破壞作用更為嚴重的機械性危害主要包括：導線杆塔機械過負載，覆冰導線舞動，不均勻覆冰和不同期脫冰事故等。其中導線覆冰舞動、脫冰跳躍等問題在我國現行的線路設計規程中，還尚未做深入研究和明確規定。
覆冰導線在合適的溫度和風作用下會發生融冰脫冰現象。一方面，導線脫冰引起導線跳躍上下擺動，導致導線檔中空氣間隙的減小，以致相間閃絡、短路，此現象所引發的問題就是跳閘、停電等。另一方面，導線脫冰還會對絕緣子串、金具及鐵塔產生較大的動態拉力，在覆冰較厚、檔距較大的情況下這種作用更為明顯，會對絕緣子串、金具、鐵塔造成破壞作用。
分析電網覆冰事故的原因，侯鐳所在的研究小組認為，事故區的電網在線路設計方面存在一定的漏洞。由於異常的氣象條件大大超出了設計標準，設計的覆冰厚度是10mm，而實際覆冰厚度超過50mm甚至達到100mm；另外，在設計規程中，對於線路覆冰舞動和不同期脫冰跳躍等動態機械載荷未做考慮和明確規定。在電網的線路運行方面，也缺乏有效的線路安全預警機制，缺乏線路有效除冰手段(目前依靠人工除冰)。
自主軟體指導特高壓電網
據了解，清華大學電機系的研究小組已經對架空輸電線路的機械特性做了長期的研究。在該項專題研究中，研究組採用自主開發的具有領先水平的計算模型和計算程序，對特高壓線路導線脫冰問題中的導線、絕緣子、檔距組合、脫冰方式等因素進行了深入細緻的分析研究。
研究創新性地提出了檔距組合對脫冰跳躍的重要影響，並指出相應對策；還首次提出導線不同脫冰方式的顯著影響作用等。該研究無論從選題還是研究深度，在相關領域都達到領先水平。
目前，我國正著力發展最高電壓等級電網，其電壓更高，輸送容量更大，承擔著我國未來電網主幹的角色。一般而言，特高壓輸電線路導線截面較大，覆冰重量也會較大，脫冰時更容易引起大幅度跳躍，導線脫冰問題更應慎重考慮。
侯鐳表示，上述研究成果對於確定特高壓電網導線的布置方式、杆塔選型、檔距配置等都具有直接的指導作用，研究成果直接反映為一系列提高線路抗覆冰、脫冰能力的措施。如：在重冰區，根據具體驗算可適當加大導線相間距離，以避免因脫冰跳躍引起的相間短路；考慮脫冰跳躍過程中的動態過程，以最大動態機械載荷為依據，適當增加杆塔強度；重冰區，適當減小檔距，減小導線耐張段內連續直線檔數，合理的增多耐張塔的設置等等。
侯鐳表示，隨著對覆冰問題的全面深入研究，進而修訂和完善現行的線路設計規程、標準，必然能夠提高電網的防冰害水平，保證電網供電的安全可靠性。