输电线路覆冰是空气中的过冷却水滴在低温导体上冻结的一种自然现象,是一种涉及流体力学和热力学的综合物理现象,易发生于冬季较为寒冷潮湿的地区。
运行中的输电线路若发生覆冰现象可能会造成一系列危害,如发生线路过载事故、覆冰不均或覆冰掉落时造成的输电线跳跃事故、绝缘子串覆冰造成频繁闪络事故、输电导线迎风舞动导致电力设备损坏等。这些事故都会对电力系统造成难以估量的损失。因此造成的电力系统大面积长时间停电,不仅给国民经济带来严重损失,而且也给人们的生活造成极大的不方便。
输电线覆冰的形成主要与气象条件有关,只有当环境温度、湿度以及风速等自然因素达到一定条件时,才有可能形成覆冰。在这样的气象环境下,空气中的过冷却水滴会在风力作用下靠近导线,其中一部分过冷却水滴会绕过导线,另一部分会与导线表面发生碰撞并被捕获,这部分水滴就可能在导线表面冻结,形成覆冰。
近年来,围绕输电线路的覆冰过程和覆冰机理的研究仍然受到较多关注,对导线覆冰冻结系数也给出相应的计算理论和方法。但是,在这些计算理论和方法中,没有考虑到碰撞系数对冻结系数的影响,尽管有文献提到导线表面温度,但是也没给出相应的计算方法,致使覆冰预测分析精度不高。
为此,本文在分析碰撞系数、导线表面温度等对冻结系数的影响基础上,提出了综合考虑碰撞系数和导线表面温度影响的冻结系数计算方法,以提高导线覆冰预测计算的精度。