１ 覆 冰 机理 与类 型
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。这些 因素的不 同组合确定 了导线覆冰的形状 、 密度及厚度。而输电线路产生覆冰的必要气
象条件是 ： ①具有足可冻结的气温， ０℃ 以下 ； 即 ②空气 中具有过冷却水滴 或云雾 ； 空气相对湿度在 ③
第３ １卷第 ５ ６期 ／ ２１年 １ ０１ ２月
东
北
电
力
大
学
学
报
Ｖｏ ． １， ． ／ １ ３ Ｎｏ ５ ６
Ｄｅ ．， ０１ ｃ ２ １
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｒｈ ａｔ ａ ｌ Ｕ ｉｅｓｙ ｏ ｒ ａ Ｎｏｔ ｅｓ ｎｉ ｎｖｒｉ Ｏｆ Ｄｉ ｔ
文 章 编 号 ：０ ５—２ ９ （ ０ １０ ／ ６— ０ ６—０ １０ ９２ ２ １ ） ５Ｏ ０ １ ７
刘春城 等： 高压输电塔 线体 系覆 冰的研 究现状与展望
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导线 覆 冰为纯 粹 的雨 凇覆 冰 的情 况 相对 较少 。 混合 凇 ， 常是过 冷却 水滴 在导 线 的迎 风面形 成 的雨 淞 与雾 淞交 替 混 合 冻结 形 成 的 不透 明或 半透 通
明覆冰。形成时间较长， 坚硬 ， 粘附力强。混合凇的密度较高， 约为 ０ ６ ０ ９ ／ ｍ ， ． ～ ． ｃ 混合凇生长速度较 ｇ
路瘫痪 ， 造成 巨大经济损失 。研究覆冰情况下 的输 电塔 承载力具 有重要 的工 程和社会 意义 。在 查 阅大
量文献的基础上 ， 总结了 国内外线路覆冰 的研究 现状 ， 归纳 了覆 冰 的分类 ， 讨论 了输 电塔 架结构 的分 析
模型 ， 阐述 了研 究高压输 电线路覆冰 的必要性 ， 出了现 阶段研究 中存在 的问题并对此做 了展望 。 指 关 键 词： 输电塔线体系 ； 覆冰 ； 型 ； 模 展望
文献标 识码 ： Ａ 中图分类号 ： Ｍ ８５ １ Ｔ ３ ．
覆冰作为一种特殊的气象条件 ， 曾给世界各地许多架空线路 的安全运行造成严重影 响。输 电线路 所处的环境复杂， 低温 、 冻雨 、 湿雪 、 冰冻等天气会造成输电线路严重覆冰 ， 引起覆 冰闪络 、 断线 、 倒塔等 电网灾害 ， 导致供电线路瘫痪 ， 给社会造成了巨大的经济损失 ｕ ６。 －］
快 ， 输 电塔 和输 电导 线危 害特 别严 重 Ｊ 对 。 雾凇 ， 由于 山 区低 层 云 中含 有 的过 冷 水 滴 ， 温度 极 低 和风 速 较 小 的情 况 下 形 成 的 放射 状 的结 是 在
晶。密度小于 ０６ ｃ 粘附力很弱 ， ．０ｇ ｍ ， ／ 对输电塔和输电导线一般不构成威胁。 白霜¨ 。 。， 是空气中的湿气与 ０ｏ 以下的冷物体接触时， Ｃ 湿气在冷物表面凝结形成的。白霜粘附力
高压输电塔线体系由于在结构上 日 益趋 于杆塔结构高耸 、 导线截面粗大 、 跨距长、 高差较大等特点 ，
覆冰对其影响更加严重 ； 同时， 高压输电线路 的电压等级较高、 载流量较大 ， 线路破坏造成 的经济损失巨 大 。有必要结合 国内外输 电塔线体 系的理论研究和工程背景 ， 展开系统 的理论研究得到输电线路覆冰 荷载引起的输电杆 使输电 线路具备抵抗大规模冰雪载荷 的能力 ， 从而保障在恶劣环境下电网的安全运行 。
收稿 日期 ： ０ １—０ ２１ ８—１ ８ 作者简介： 春城 （ ９９一）， ， 刘 １６ 男 吉林省吉林市人 ， 东北电力大学建筑工程学院教授 ， 博士 ， 主要研 究方 向： 电线路工程 防灾减灾 、 输 工程结构健康监测 与损 伤评估 ， 碳纤维 复合芯 导线 的开 发与应用 ．
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弱 ， 度 为 ００ ０ ３ｇｃ 密 ．５— ． ／ｍ 。对 导线威 胁 不大 ， 但会 增加 输 电线路 的 电晕损 失 。 雪 和雾 ， 由 自然 降雪 粘 附在输 电线 路 上经过 多 次 融化 和 冻结 ， 为 雪 和 冰 的混 合 物 。有 干 、 是 成 湿雪 之分 ， 以达 到相 当高 的质 量 和体积 。 可 按覆 冰 的形 成机理 及形 成过 程 ， 导线 覆 冰增 长过 程 可 分 为两 种 ： 增 长 和湿 增 长 ¨ 干 卜Ｂ 。导 线 覆 冰 后 的冰表 面水 滴部 分冻 结 的覆 冰过 程称 为湿 增长 覆冰 ， 湿增 长 过程一 般有 冰凌 形成 ； 导线 覆 冰后 的冰表 面水 滴完 全冻 结 的覆 冰过 程为 干增 长覆 冰 ， 干增 长覆 冰密度 小 于纯冰 的 密度 ， 般无 冰凌 形成 。一 般来 一
雨凇 ， 一般是由水滴直径较大的过冷却雨或毛毛雨在导线 的迎风面形成的清澈光滑透明的覆冰 ， 是
在冻 雨期 发生 于低 海拔 地 区 的覆冰 。持 续 时 间一 般较 短 ， 坚硬 ， 附 力很 强 ， 的 密度 很 高 ， 为 ０ ９— 粘 冰 约 ．
０ ９ ｃ 因其密度大 ， ．２ ｍ ， 产生 的机械负荷也最大。雨凇覆冰是混合凇覆冰的初级 阶段 ， 电塔和输电 输
高压 输 电塔 线 体 系覆冰 的研 究现 状 与展 望
刘春 城 ， 法栋 ， 绪 坤 ， 霞辉 刘 毛 李
（ 东北电力大学 建筑工程学 院 ， 吉林 吉林 １２ １ ） ３ ０ ２
摘
要： 高压输电线路覆冰是一种严重 的 自然 灾害 ， 冰断线 冲击和振荡会 引起倒塔 ， 致供 电线 覆 导
８ ５％以上 ； ④具有可使空气 中的过冷却水滴或 过冷却 云粒产 生运动的相应 风速 ， 风速 ＞１ ／ ＿ 。 即： ｓ ｍ ｌ Ｊ
另外 ， 线路的海拔高度 、 导线悬挂高度 以及覆冰发生的凝结 高度 ， 也会对线路覆冰产生影 响。不同条件
的组 合 将 在导线 上形 成不 同类 型 的覆 冰 。 通 常根 据 电力 系统运 行 、 维护 及设 计要 求 ， 电铁塔 和导 线 的覆 冰可 以分 成 以下几 类 ＂ ： 输 Ｊ