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[科普中国]-覆冰厚度

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电线积冰(电线覆冰厚度),也称冰凌、冰挂。水汽和雨滴在严寒情况下,凝聚粘附在电线上而形成的一种冻结物。

基本覆冰厚度《高耸结构设计规范》GB 50135-2006规定,基本覆冰厚度取当地离地10 m高度处、50年一遇的最大覆冰厚度;当无观测资料时,应通过实地调查确定,或采用下列经验数值。

1、重覆冰区:大凉山、川东北、川滇、秦岭、湘黔、闽赣等地区,基本覆冰厚度可取10~30 mm。

2、轻覆冰区:东北及华北的部分地区、淮河流域等地区,基本覆冰厚度可取5~10 mm。

3、覆冰气象条件:同时风压0.1 5 kN/m2,同时气温-5℃。1

产生原因我国的电线结冰多为雾淞和雨凇(或者它们的混合冻结物)所引起,分别称为雾冰和雨冰,冻雨也常引起电线结冰。

从2011年1月1日起,电线积冰观测所使用的直径为4mm导线更换为直径为26.8mm的电缆。电线覆冰厚度(mm)=电线积冰直径(各测站观测上报的数据)-27。

电线积冰测量标准和方法1)电线积冰直径和厚度测量:电线积冰观测应伺机测定每次积冰过程的最大直径和厚度,以毫米(mm)为单位,取整数。

2)电线积冰重量测量标准:当所测的直径达到以下数值时,尚须测定一次积冰的最大重量,以克/米(g/m)为单位,取整数:单纯的雾凇38mm、雨凇、湿雪冻结物或包括雾凇在内的混合积冰31mm

3)电线积冰重量测量方法:将积冰测量工具合页箱张开置于冰层下方,用具、刮刀、钳子等仔细地直接取下25cm长的冰层,再将盛冰的合页箱取回室内进行称量,取冰时应小心操作,不要缺失应取下的积冰。事后,应随即刮去这根导线上多余的积冰。

危害电线积冰可使电线受风面和振荡程度增大,当冰量累积到一定程度时,还会产生跳头、扭转以致折断电线和压倒电杆,导致停电和通讯中断等事故。它是架空线路设计中所必须考虑的自然荷载之一。

冰荷载的取值标准我国对330kV及以下的架空输电线路,冰荷载按15年一遇的最大覆冰厚度来计算;对500kV的架空输电线路和大跨越的330kV及以下电压等级架空输电线路,取30年一遇的数值。对大跨越的500kV输电线路,取50年一遇的数值。对750kV及以上的架空输电线路,取100年一遇的数值。覆冰等值厚度的密度都取0.9 g/cm3。

按我国的设计标准,把冰区分为两类:即覆冰厚度小于20mm的地区为轻冰区;不小于20mm的地区为重冰区。轻冰区和重冰区的杆塔荷载条件是不同的。

冰资料的搜集和处理冰荷载是设计架空输电线路的重要参数,对有覆冰现象的地区要重视冰资料的搜集。搜集沿线气象站的覆冰资料,如冰的种类、直径、密度或单位长度的冰重等。

从气象台站和观冰站搜集到的冰资料,应进行必要的分析和换算。第一,要确定冰的种类及其物理特性,单位长度的冰重,第二,根据单位长度的冰重换算至密度为0. 9g/cm3的导线等值覆冰厚度;第三,用数理统计法计算出一定重现期的冰厚概率值;第四,进行高度和线径的修正;最后确定设计冰厚。

冰荷载对架空输电线路的技术经济指标影响较大,重冰区的架空输电线路造价要比轻冰区的高50%~100%,甚至更大。因此,确定冰荷载时要十分慎重。在选择线路路径时,宜尽量避开重冰区,并尽量避免多回线路通过同一重冰区。2

由于缺少可靠的冰荷载资料,一条架空输电线路的某些地段的冰荷载难以确定。对这些地段,在选择塔型、塔位时要给予特别重视,杆塔上的导线布置最好采用水平排列;导、地线之间也要保持较大的水平位移;避免出现大档距、大高差和大转角等。这样做可充分利用高压架空输电线路自身的抗冰能力。

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学