雪凝來襲 覆冰何以冰解凍釋？

近日，在結滿冰的電網鐵塔上，“電塔敲冰哥”陳長生一邊敲冰一邊攀爬51米高鐵塔為直流融冰做準備的微博圖文，在網絡上廣為流傳。部分網民表示不解：經歷過十年前冰災考驗的貴州電網，怎么還要人工除冰？

近日，在接受科技日報記者采訪時，貴州電力科學研究院副院長文屹表示，貴州電網從預警到融冰其實早已用上高科技，凝凍以來，沒有線路因為凝凍災害而停運。那么，最新的電網融冰技術又有哪些呢？

直流融冰代替人工除冰

隨著社會對電力的依賴程度越來越高，覆冰對電網安全的威脅日益嚴峻。凝凍災害可造成輸電線路和設備覆冰，厚冰能壓垮電線并造成停電，因此必須及時進行融冰。

如此一來，對電網線路的安全監測成了預防冰凍災害的重要手段，如果能在凝凍后及時詳細了解各線路覆冰情況，對危險路段立刻搶修，則可防范于未然。貴州電網結合專業氣象數據，依托遍布全省的256個智能觀測點，通過對實時采集到的數據進行分析，結合人工觀測，可及時掌握全省線路覆冰狀況，包括厚度、溫度、濕度、風速和承重拉力值等，實現“被動抗冰”到“主動防冰”，為及時開展直流融冰、應急搶修等提供數據。

為將凝凍災害造成的經濟損失降到最低，貴州還建立了輸電線路覆冰預警系統，在全省設置了30套固定式直流融冰裝置及20套移動式直流融冰裝置，傳統的人工除冰方式已基本上被取代。

何謂直流融冰？“簡單來說，就是通過啟動直流融冰裝置，在停電線路上施加較大的直流電流，使線路開始發熱，覆冰慢慢融化、剝離、掉落。在一些移動直流裝置無法抵達的野外，通過搭建短接線，使線路和直流融冰裝置之間產生直流回路，從而達到融冰目的。”貴州電力科學研究院副院長文屹表示。

那線路在什么情況下才需要融冰？文屹解釋，根據線路承載力，只要覆冰厚度達到設計值的50%及以上就會采取融冰措施。只不過，高科技融冰手段并不能完全取代電網員工在雨雪冰凍天氣中的所有工作，在輸電線路融冰前后的短接線連接、拆除，以及現場的人工覆冰觀測等工作，仍需要人工來完成。

串聯融冰解決“最后一公里”供電難題

貴州省息烽縣全境海拔較高的鄉鎮全部分布在南極山脈沿線，平均海拔1700米以上。高海拔加上風口地理，多年來，南極山脈沿線成為凝凍天氣易發區域。在息烽縣電網1268公里長的配網線路中，易覆冰的20余公里長線路幾乎都分布在南極山脈沿線。

如何尋找到經濟實惠的除冰方案，確保這20余公里長的線路不怕“凍”？

長期以來，對于主網除冰，通過直流融冰等先進技術手段就可以確保供電，但對于城鄉配電網，又如何通過強配網，解決好“最后一公里”的供電難題呢？

以往的車載融冰，一方面安全風險較大，另一方面除冰時間長、效果不佳。更為重要的是，受到地勢以及道路條件的制約，類似車載融冰等方式難以進入山寨。

“創新的‘串聯交流短路融冰法’利用原有的變壓器，通過增容改造與新增開關刀閘，以串接交流短路的方式來融冰，我們在山坡上、田地間做實驗不下30次，最終取得了成功。”息烽供電局李瑞表示。

針對同樣一條線路，采用車載融冰方式從準備工作開始到最后結束，全過程大概需要7至8小時，而采用李瑞團隊創新的“串聯交流短路融冰法”進行除冰，全過程最快10分鐘，最慢20分鐘“搞定”。

息烽縣張家溝組10千伏永玄線張家溝支線上，每兩基電桿上架設有一臺配電變壓器，與一般配電變壓器不同的是，這個變壓器周邊多了3組開關，在平時可以正常為村民供電，而在凝凍發生期間，當覆冰達到5毫米厚度后，便可通過刀閘開關切換，實現融冰。由于相關融冰設備均固定在電桿以及變壓器上，無需臨時搬運和接線相關準備，大大節省了融冰時間。

作為貴陽供電局供電區域內主要重度覆冰區域之一，息烽電網近年從未因凝凍覆冰導致倒桿斷線。

對于李瑞以及他的創新團隊，下一步，還將把研究方向對準“串聯交流短路融冰法”自動化升級改造研究上。“我們的項目還有一些‘瑕疵’，比如人工倒閘等，為盡可能避免風險存在，無線遙控或有線控制是我們接下來需要攻克的方向。”李瑞說。

“三道防線”力保融冰裝置全運行

自上世紀80年代以來，國際上就一直在探討直流融冰的可能性，并開發直流融冰裝置。研究表明，直流融冰是唯一可在電網中大規模使用的技術。近年來，貴州電力科學研究院參與的研發團隊在國內率先利用直流融冰裝置開展了500kV、220kV和110kV線路的實際融冰工作，驗證了直流融冰的有效性和快速性。緊接著，直流融冰裝置的技術難關也很快被攻克，一套完整的、國際領先的直流融冰集成技術體系問世。

今年以來，面對突然而來的雪凝天氣，在前期充分調研和摸底的基礎上，以直流融冰裝置為基礎的500kV、220kV和110kV線路“三道防線”確保了全省融冰裝置100%運行，至今沒有線路因為凝凍災害而停運。

由于直流融冰裝置的市場需求趨于飽和，部分生產廠家退出融冰裝置市場，而且，貴州電網一些裝置控保系統為第一代產品，相關硬件已經停產，需要更新換代，否則將沒有備品備件。為擺脫不利局面，貴州電力科學研究院組織融冰專家團隊進行技術攻關，升級改造了部分直流融冰裝置的控制系統。

      直流融冰裝置作為變電站特殊的電力設備，只有冬季才會投入運行。因長期處于冷備用狀態，裝置產生的缺陷較多。貴州電力科學研究院提前組織“會診”，解決了裝置出現的一些重大問題，并針對不同廠家的直流融冰裝置，編制手冊，對裝置一些常見的、易發生的缺陷列出了診斷的步驟和清單。鑒于裝置在運行維護上的特殊性，貴州電力科學研究院還制定標準，明確裝置外觀檢查、特殊巡維以及預試定檢等檢查的項目、周期和標準，規范和保障直流融冰裝置的運行維護。