引言
　　 2009年冬至2010年春，山西电网遭受的雨雪冰冻灾害虽然没有2008年南方冰雪灾害造成的影响及损失大，但对山西电网的安全稳定运行也造成了极大的威胁。山西境内有神忻石、府忻石、王潞辛、侯阳、阳北等众多跨区输电线路以及省内电厂送出线路，同时特高压、±660直流输电线路建成投产，电网一旦遭受破坏势必会影响电厂的正常运行，影响京津塘、山东、江苏等省市的供电可靠性，因此，山西电网必须建立长期有效的防冰抗冰措施。
　　 一、雨雪冰冻灾害的过程及电网运行情况
　　 2009年11月9日至2010年3月1日，雨雪冰冻天气分为三个阶段：
　　 第一阶段（2009年11月9日-13日），山西全省各地均有不同程度降雪，本阶段降雪强度之大、范围之广、持续时间之长，为几十年来罕见。220kV及以上输电线路跳闸9条次，5条500kV线路发生覆冰舞动。故障类型包括导线覆冰舞动和导地线覆冰断线，500kV线路架空地线断1处，220kV线路导线断2处，架空地线断1处，OPGW光缆断2处。
　　 第二阶段（2010年2月6日-14日），山西大部出现降雪降温天气，中南部地区持续出现中到大雪，全省最低气温下降7℃~10℃，中条山地段出现冻雨和大雾。220kV及以上输电线路跳闸23条次，3条500kV、6条220kV线路发生导地线覆冰闪络，3条500kV、1条220kV线路发生绝缘子覆冰闪络，1条500kV线路发生覆冰舞动，500kV线路OPGW光缆断2处，220kV线路架空地线断1处。故障类型包括导地线覆冰断线和绝缘子覆冰闪络。
　　 第三阶段（2010年2月28日-3月1日），本次降雪起始于南部地区，最大降雪量发生在山西长治市，最大积雪厚度达120毫米，220kV及以上输电线路跳闸13条次，故障类型为绝缘子覆冰闪络。
　　 二、故障的主要原因分析
　　 1.覆冰舞动故障。覆冰舞动在我省尚属首次，未造成倒塔断线，集中发生在500kV线路上，舞动线路包括紧凑型和常规线路，其中紧凑型线路舞动造成故障跳闸。紧凑型输电线路由于其导线分裂数多、导线截面大、离地高度大、电压等级高、相间距离小等自身结构和参数特点，大大增加了舞动发生的可能性，而且紧凑型线路较一般线路其抗舞动能力更弱，在未采取有效的防舞动措施的情况下，轻微舞动就可能产生相间闪络。从另一个角度来看，同为紧凑型线路的神忻石、府忻石输电线路未发生覆冰舞动故障，表明山西电网使用紧凑型输电线路应综合考虑线路走向、地形、气候影响等因素，覆冰区尽量避免采用紧凑型线路。
　　 2.导地线覆冰闪络（断线）故障。导地线覆冰闪络（断线）故障主要表现在以下几种类型：(1)覆冰厚度超设计标准：故障的500kV风运I、II线和220kV阳北I、II线覆冰厚度均按10mm设计，而现场观测到的覆冰厚度均大于15mm，导地线覆冰后距离不足，放电灼伤地线（光缆）后造成断线，引发线路故障。(2)金具选用不合理：在故障的220kV桃平I、II线现场发现，导线悬垂线夹处均有不同程度的滑移现象，对悬垂线夹进行检测后结果表明，悬垂线夹握着力不够导致导线在不同档距下、不同覆冰程度下产生滑移，线间距离不足引发故障。(3)相邻档距不均匀：500kV晋临II线故障点176#-177#档距为359m，175#-176#档距为516m，177#-178#档距为501m，为两头大中间小的档距结构。覆冰后两侧大档距产生很大的水平张力，使176#和177#绝缘子分别向两侧偏移1500mm左右，致使该档导线上升，引起导地线电气间隙不足，引发放电，而平行架设的晋临I线覆冰厚度基本一致，但由于相邻档距相对均匀，未发生过类似故障。(4)导地线覆冰差异：500kV曲朔II线、220kV漳西线由于悬挂高度及导线扭转造成导地线覆冰的差异，架空地线覆冰后，弧垂下降幅度大，导线弧垂变化小，二者距离不满足最小工频放电间隙要求，发生导地线放电后灼伤地线，在覆冰荷载作用下，发生断线。(5)局部微地形造成的微气象：微地形区包括垭口型、高山分水岭型、水汽增大型、地形抬升型和峡谷风道型等特殊地形，易形成充沛的水汽、较大的风速，导致导地线覆冰不均匀，在风力的作用下不均匀覆冰的导线发生不同期摆动，从而引发相间故障。
　　 3.冰闪故障。本次覆冰闪络杆塔主要位于在长治地区的潞城、屯留和长子等地。该地区污染严重，分布有天脊集团（煤炭、化工厂、水泥厂）、山水集团（水泥厂），西面上风侧有王曲电厂，且该地区气象条件特殊，属于华北富水区域，常年湿度比较大，多雾，为绝缘子覆冰闪络提供了先决条件，加之故障时异常天气的配合，技术措施上未采取有效的防范手段，使冰闪成为必然。
　　 三、暴露出的主要问题
　　 1.抗雨雪冰冻灾害设计能力不足。从本次雨雪冰冻造成的输电线路故障类型来分析，地线、光缆覆冰断线、新投产紧凑型线路覆冰舞动以及特殊区域冰闪故障表明设计阶段未充分考虑区域性、局部地区气候差异，微气象区资料掌握不够，设防标准要求低，未严格按照山西电网冰区图划定的覆冰区进行差异化设计，对输电线路覆冰情况下负重过载、不均匀覆冰或不同时期脱冰、导线的舞动、导线绝缘子的冰闪预防性措施不完善，输电线路自身抵御恶劣天气能力不足。
　　 2.运行管理手段不完善。未有针对性地定期开展输电线路沿线覆冰、舞动资料的收集和调查，缺乏必要的总结分析。缺少有效的在线监测、监视手段，无法及时掌握当地的覆冰情况，给故障分析及治理带来了一定的困难。运行经验不足，对故障定性不准确，造成故障进一步扩大，影响恢复送电时间。对已发生过同类故障的线路未能及时进行技术改造，已改造的线路方案不合理，造成故障的二次发生。应急抢修能力不足，日常应急抢修道路维护不够，故障时抢修人员和物资无法到达现场，故障恢复时间长。
　　 3.雨雪冰冻灾害认知程度低。运行维护人员缺乏雨雪冰冻灾害发生时输电线路可能发生的故障类型、现场的应急处置方式以及日常运行维护中对覆冰、舞动数据的观测和采集方法等方面的知识，存在故障查找时的盲目性和应急处置时的冒险性，增加了防人身、交通事故的压力。
　　 四、应对策略及措施
　　 1.提高设计设防标准。(1)注重设计规划的合理性，设计单位应广泛开展山西省全境内覆冰区调查和研究工作，在新建线路勘测阶段对于地形比较复杂的地区，应走访当地居住人员进行详细的摸查工作，一定程度上保证初设时气象资料的准确性和适用性，其次在设计路径时尽量避开覆冰区，不能为了降低投资造价而影响到输电线路运行的可靠性和安全性，严格按照山西电网冰区图划定的覆冰区进行设计，同时在设计阶段就应当完善防冰闪、防舞动等各项措施。(2)采取差异化设计，对于同一线路不同区段，根据气象情况、微气象、微地形等采用不同设计标准；对于同一走廊内的多条线路，尤其是电厂送出线路，一回或多回应提高设计标准；对于同塔双回路及紧凑型输电线路在覆冰区采用普通型单回线路，且尽量缩小档距，避免不均匀档距及较大高差杆塔的设置，同时要加强对重要交叉跨越的差异化设计，防止发生冰灾事故时影响面扩大。




　　 2.强化运行维护管理。(1)运行单位要及时参与新建线路、切改工程线路路径选择，积极参加可研、初设、设计审查，主动提供有关运行资料及措施建议，设计单位要全面采纳。(2)完善输电线路覆冰区段监测手段，利用在线监测、视频监控手段实时传输现场覆冰资料，有条件的情况下在重冰区建立覆冰观测站。(3)结合输电线路状态监测中心建设，开发研究电网覆冰气象预警系统，与各地气象部门建立长期合作关系。总结近年来电网覆冰特点，借鉴气象预报方法和理论，提出电网覆冰短期、中期和长期预报方法，结合电网气象监测和气象预报方法，实现覆冰预警信息的及时、自动发布。(4)对已发生故障的区段，尽快提出科学可行的技术改造方案并实施，在完全满足可靠性要求的前提下考虑工程造价，改造过程中应加强对材料选用的监督管理，同时对同一区域其它线路进行排查，对可能存在隐患的线路同时进行改造，以达到防微杜渐的目的。(5)积极开展输电线路防冰、防舞动等相关知识的培训，使运行维护人员能掌握雨雪冰冻灾害产生的故障类型，冰闪、舞动产生的机理，判定方法，现场处置措施等，在日常的巡视过程中能发现存在的隐患，并提出防范和改进的措施。
　　 3.完善防冰除冰技术手段。国内外已开展了多种防冰除冰实用性技术的应用和研究工作，目前除冰技术有40余种，如热力除冰、机械除冰、被动除冰以及电子冻结、电晕放电等，山西电网还未在输电线路应用先进的防冰技术，适时地引入一些现已取得成功运用经验的方法和技术，是今后应对雨雪冰冻灾害的一项有效措施。
　　 4.强化应急体系建设。根据冰灾的特点，划分冰灾预警等级，对不同的预警等级制定不同的应急响应措施，提高冰灾发生时的快速响应能力。结合气象部门发布的恶劣天气预警信息，及早安排运维人员进行现场勘察、做好应急物资准备工作。定期开展应急演练，固化应急响应程序。做到发生冰灾前，前期工作准备充分；发生冰灾时，每一个环节都能按照既有的响应措施进行处理，最大限度的降低灾害损失，保障电网的稳定、持续、可靠供电；冰灾发生后，电网能快速恢复。
　　 5.积极开展防冰抗灾技术研究。2008年南方雨雪冰冻灾害发生后，国内已开展了如输电、变电等设备在覆冰情况下的闪络特性研究，电网设备冰灾后评估技术研究，战略性电网保障通道建设原则研究等工作。山西省电力公司也积极开展直升机、无人机冰情普查技术研究及应用，山西电网输电线路除冰技术研究与应用等课题的研究工作，新技术的研究开发必将对电网的安全稳定运行提供更加坚强的保障。
　　 五、结束语
　　 随着全球气候的变化，恶劣天气频繁出现的机率越来越大，强化输变电设备抵御自然灾害的能力是保证电网安全的重要手段，总结经验教训，积极开展输变电设备防冰抗冰治理工作，科学的应对雨雪冰冻灾害，将对减灾防灾起到积极的作用。