水利电力运输与气象解析课件.ppt

1、2022-10-181本章主要内容本章主要内容1 1 水库调度和综合利用与气象水库调度和综合利用与气象2 2 核电站选址和工程设计与气象核电站选址和工程设计与气象3 3 架空线路与气象架空线路与气象2022-10-182本章重点难点本章重点难点本章重点：本章重点：本章难点：本章难点：可能最大降水、洪峰流量、洪尾拦蓄、计划可能最大降水、洪峰流量、洪尾拦蓄、计划蓄水线、龙卷风压、电线振动、污闪和雷击密度蓄水线、龙卷风压、电线振动、污闪和雷击密度等概念。可能最大降水的估算，水库调度中的气等概念。可能最大降水的估算，水库调度中的气象决策，龙卷风与核电站核心结构设计，电线积象决策，龙卷风与核电站核心结构

2、设计，电线积冰形成的影响因子分析。冰形成的影响因子分析。可能最大降水估算，龙卷风压和龙卷风概可能最大降水估算，龙卷风压和龙卷风概率估算，电线积冰荷载极值推算。率估算，电线积冰荷载极值推算。2022-10-183水库调度和综合利用与气象水库调度和综合利用与气象基本概念基本概念水库调度水库调度 即对水库调蓄能力的控制运用，以达除即对水库调蓄能力的控制运用，以达除害兴利，综合利用水资源，极大地提高社会害兴利，综合利用水资源，极大地提高社会经济效益的目的。经济效益的目的。防洪调度防洪调度 发电调度发电调度防凌调度防凌调度灌溉调度灌溉调度2022-10-1842022-10-1852022-10-186

3、水库调度和综合利用与气象水库调度和综合利用与气象防洪调度防洪调度 就是通过蓄、泄、滞、分等措施人为改变就是通过蓄、泄、滞、分等措施人为改变天然洪水的时、空分布规律，以达到减免洪水天然洪水的时、空分布规律，以达到减免洪水灾害的目的。灾害的目的。发电调度发电调度 以发电为主的水库调度，可分为日、以发电为主的水库调度，可分为日、周、年调节，以适应电力负荷变化，扩周、年调节，以适应电力负荷变化，扩大水电站容量效益，替代火电站承担尖大水电站容量效益，替代火电站承担尖峰负荷，从而降低系统单位电能的燃料峰负荷，从而降低系统单位电能的燃料消耗量。消耗量。2022-10-187水库调度和综合利用与气象水库调度和

4、综合利用与气象灌溉调度灌溉调度 在充分掌握下游灌溉面积、作物组成、需在充分掌握下游灌溉面积、作物组成、需水定额和时段分布的基础上，分析灌溉需水过水定额和时段分布的基础上，分析灌溉需水过程曲线，运用气象实况资料和短期天气预报对程曲线，运用气象实况资料和短期天气预报对未来水和需水进行平衡调解，运用径流调节计未来水和需水进行平衡调解，运用径流调节计算结果，发挥水库塘堰配合作用，进行客观调算结果，发挥水库塘堰配合作用，进行客观调度。度。2022-10-188水库调度和综合利用与气象水库调度和综合利用与气象灌溉调度灌溉调度20062006年年2 2月库区水温分布图月库区水温分布图2022-10-189水

5、库调度和综合利用与气象水库调度和综合利用与气象灌溉调度灌溉调度20062006年年8 8月库区水温分布图月库区水温分布图2022-10-1810水库调度和综合利用与气象水库调度和综合利用与气象 黄河开河分黄河开河分“文开河文开河”、“武开河武开河”。“文开河文开河”即河道封冻后，河槽内水量较小，大地回春即河道封冻后，河槽内水量较小，大地回春之时，水温逐渐升高，封冻自上而下开始解冻，冰水安全之时，水温逐渐升高，封冻自上而下开始解冻，冰水安全下泄或就地消融，凌情解除。而下泄或就地消融，凌情解除。而“武开河武开河”是指河道封冻是指河道封冻期间，由于上下河段气温差异较大，冰厚、冰量、冰塞亦期间，由于上

6、下河段气温差异较大，冰厚、冰量、冰塞亦有差异。春暖花开之际，气温升高，在水量较大的情况下，有差异。春暖花开之际，气温升高，在水量较大的情况下，上段河道先行解冻，而下段河道因纬度偏北，冰凌仍然固上段河道先行解冻，而下段河道因纬度偏北，冰凌仍然固封，冰水齐下，水鼓冰开。在封，冰水齐下，水鼓冰开。在“武开河武开河”时，有时大量冰时，有时大量冰块在弯曲形的窄河道内容易堵塞，形成冰坝，使水位上升，块在弯曲形的窄河道内容易堵塞，形成冰坝，使水位上升，形成严重凌汛。形成严重凌汛。防凌调度防凌调度2022-10-1811水库调度和综合利用与气象水库调度和综合利用与气象综合利用综合利用水库水库调度通则调度通则（

7、水利部（水利部19931993年月年月1212月月1 1日水管日水管199361199361号通知颁发）号通知颁发）2022-10-1812水库调度和综合利用与气象水库调度和综合利用与气象-防洪调度防洪调度防洪调度的判别条件：防洪调度的判别条件：常以库内水位、入库流量和指标站降雨量常以库内水位、入库流量和指标站降雨量作为调度的判别条件。作为调度的判别条件。防洪调度的一般原则：防洪调度的一般原则：少留专供调洪库容，减少无益弃水，充分少留专供调洪库容，减少无益弃水，充分发挥和提高水库综合效益。发挥和提高水库综合效益。所用气象资料主要包括：降雨、所用气象资料主要包括：降雨、蒸发、气温、风向风速。蒸发

8、、气温、风向风速。2022-10-1813水库调度和综合利用与气象水库调度和综合利用与气象-防洪调度防洪调度第十三条第十三条 防洪调度的原则：防洪调度的原则：1 1、在保证大安全的前提下，按下游防洪需要对洪水进、在保证大安全的前提下，按下游防洪需要对洪水进行调蓄；行调蓄；2 2、水库与下游河道堤防和分、滞洪区防洪体系联合运、水库与下游河道堤防和分、滞洪区防洪体系联合运用，充分发挥水库的调洪人作用；用，充分发挥水库的调洪人作用；3 3、防洪调度方式的判别条件简明易行，在实时调度中、防洪调度方式的判别条件简明易行，在实时调度中对各种可能影响泄洪的因素要有足够的估计；对各种可能影响泄洪的因素要有足够

9、的估计；4 4、汛期限制水位以上的防洪库容调度运用，应按各级、汛期限制水位以上的防洪库容调度运用，应按各级防汛指挥部门的调度权限，实行分级调度。防汛指挥部门的调度权限，实行分级调度。2022-10-1814水库调度和综合利用与气象水库调度和综合利用与气象-防洪调度防洪调度 在汛期的每次洪水后尽可能多蓄水，然后尽快消落，在汛期的每次洪水后尽可能多蓄水，然后尽快消落，腾库容以迎接下次洪水。遇有腾库容以迎接下次洪水。遇有暴雨暴雨要少蓄多用，而面临要少蓄多用，而面临干旱干旱时要多蓄少用，抓住洪水尾，以减少弃水提高径流时要多蓄少用，抓住洪水尾，以减少弃水提高径流利用率。利用率。准确、及时气象预报的关键作

10、用准确、及时气象预报的关键作用 要求在洪水期每天发布几次降雨预报，包括降雨的要求在洪水期每天发布几次降雨预报，包括降雨的时空分布，并且要求短、中、长天气预报紧密结合，以时空分布，并且要求短、中、长天气预报紧密结合，以便确定水库泄洪方案及时控制泄量。便确定水库泄洪方案及时控制泄量。准确的长期天气预报，在编制年、月水力发准确的长期天气预报，在编制年、月水力发电计划中能起到有利的长、中期发电调度作用，电计划中能起到有利的长、中期发电调度作用，并利用中短期预报随时修正发电计划，做到以水并利用中短期预报随时修正发电计划，做到以水定电，保证灌溉，防止水害。定电，保证灌溉，防止水害。2022-10-1815

11、水库调度和综合利用与气象水库调度和综合利用与气象-发电调度发电调度发电调度的气象服务发电调度的气象服务利用长期趋势预报利用长期趋势预报-枯水年份，平水年份，枯水年份，平水年份，丰水年份丰水年份利用短期天气预报利用短期天气预报利用中期天气预报利用中期天气预报 使中、长期预报相结合，短、中使中、长期预报相结合，短、中期预报相结合，充分发挥水库的调节期预报相结合，充分发挥水库的调节功能。功能。2022-10-1816水库调度和综合利用与气象水库调度和综合利用与气象-灌溉调度灌溉调度小水库调度中的气象决策小水库调度中的气象决策中型水库水位调度中的气候最优决策中型水库水位调度中的气候最优决策实际方案、信

12、任方案、完善预报方案实际方案、信任方案、完善预报方案 水位调度最小损失的决策参数；水位调度最小损失的决策参数；水位调度的气候决策；水位调度的气候决策；不同水位调度的经济效益比较。不同水位调度的经济效益比较。2022-10-1817洪峰流量洪峰流量 当发生暴雨或融雪时，在流域各处所形成当发生暴雨或融雪时，在流域各处所形成的径流，都依其远近先后汇入河槽，这时河水的径流，都依其远近先后汇入河槽，这时河水流量开始增加，水位相应上涨。流量开始增加，水位相应上涨。当流域大部分高强度的径流汇入时，河水流当流域大部分高强度的径流汇入时，河水流量增至最大值，称此时流量为量增至最大值，称此时流量为洪峰流量洪峰流量

13、，单位，单位为秒立方米。为秒立方米。2022-10-1818洪峰流量洪峰流量 用坐标纸绘出流量过程，可见洪水过程中用坐标纸绘出流量过程，可见洪水过程中间高、两头低，形似山峰，故称为间高、两头低，形似山峰，故称为洪峰洪峰。洪水。洪水成因不同，洪水涨落过程相应不同。成因不同，洪水涨落过程相应不同。干旱地区峰形尖瘦，湿润地区峰形平缓干旱地区峰形尖瘦，湿润地区峰形平缓，主，主要原因是这两类流域的洪量中地面径流和地下要原因是这两类流域的洪量中地面径流和地下径流比例不同。湿润地区洪水地下径流比重大，径流比例不同。湿润地区洪水地下径流比重大，而干旱地区洪水几乎全部是地面径流；流域下而干旱地区洪水几乎全部是地

14、面径流；流域下垫面不同，洪水过程也不同。垫面不同，洪水过程也不同。2022-10-1819洪峰流量洪峰流量 山区山区河流由于地面和河床坡降比较陡，且河流由于地面和河床坡降比较陡，且汇流较快，形成急剧涨落的洪峰，而汇流较快，形成急剧涨落的洪峰，而平原平原河道河道与此不同，洪峰出现时间晚，涨落平缓；与此不同，洪峰出现时间晚，涨落平缓；小河小河集水面积大，河槽汇流快，河网调蓄集水面积大，河槽汇流快，河网调蓄能力低，洪水陡涨陡落，而能力低，洪水陡涨陡落，而大河大河集水面积大，集水面积大，调蓄能力也大，流量过程历时长，涨落平缓。调蓄能力也大，流量过程历时长，涨落平缓。2022-10-1820设计暴雨设计

15、暴雨指形成设计洪水的暴雨。指形成设计洪水的暴雨。1.1.直接法：直接法：雨量站多、分布较均匀、各站又有长期的同雨量站多、分布较均匀、各站又有长期的同期资料、能求出比较可靠的流域平均面雨量时，就可期资料、能求出比较可靠的流域平均面雨量时，就可直接选取每年指定统计时段的最大面暴雨量，进行频直接选取每年指定统计时段的最大面暴雨量，进行频率计算求得设计面暴雨量。率计算求得设计面暴雨量。2.2.间接法：间接法：雨量站稀少、或观测系列甚短，或同期观测雨量站稀少、或观测系列甚短，或同期观测资料很少甚至没有，无法直接求得设计面暴雨量，可资料很少甚至没有，无法直接求得设计面暴雨量，可先求流域中心附近代表站的设计

16、点暴雨量，然后通过先求流域中心附近代表站的设计点暴雨量，然后通过暴雨点面关系，求相应的设计面暴雨量。暴雨点面关系，求相应的设计面暴雨量。设计面暴雨量2022-10-1821推求：推求：将一个水文分区中各流域的点面关系综合为如图所示将一个水文分区中各流域的点面关系综合为如图所示的定点定面关系的定点定面关系a a T T F F。a a为点面系数为点面系数 流域中心雨量折算为流域面雨量的系数，随所取的暴流域中心雨量折算为流域面雨量的系数，随所取的暴雨历时雨历时T T和流域面积和流域面积F F而变化，它等于历时而变化，它等于历时T T的流域面的流域面雨量与相应的流域中心点雨量的比值。雨量与相应的流域

17、中心点雨量的比值。设计面暴雨量2022-10-1822设计面暴雨量图图 某水文分区暴雨点面关系曲线某水文分区暴雨点面关系曲线2022-10-1823推求：推求：在图中所代表的水文分区中的某流域，流域在图中所代表的水文分区中的某流域，流域面积为面积为500km500km2 2，流域中心百年一遇，流域中心百年一遇1d1d暴雨暴雨为为300mm300mm，由图上查得点面系数，由图上查得点面系数a a=0.92=0.92，故该流域百年一遇故该流域百年一遇1d1d面雨量为面雨量为 P P1%1%=0.92=0.92 300=276mm300=276mm设计面暴雨量2022-10-1824可能最大暴雨可能

18、最大暴雨2022-10-1825可能最大暴雨可能最大暴雨2022-10-1826水库调度水库调度 主要是针对流域、水库和电站开展未来趋主要是针对流域、水库和电站开展未来趋势预测和历史资料分析、统计等功能的软件，势预测和历史资料分析、统计等功能的软件，其包括短期洪水预报、中期径流预报、长期水其包括短期洪水预报、中期径流预报、长期水文预报、发电调度、防洪调度、风险分析、决文预报、发电调度、防洪调度、风险分析、决策支持等内策支持等内容。容。水库调度决策支持系统（水库调度决策支持系统（RSDSSRSDSS）多模型、多方法多模型、多方法 防洪与发电联合调度防洪与发电联合调度 实时调度实时调度组态设计，可

19、扩展能力强组态设计，可扩展能力强 2022-10-1827水库调度水库调度2022-10-1828核电站选址和工程设计中的气象学应用核电站选址和工程设计中的气象学应用 气象学在核电站建设和运行中的应用，气象学在核电站建设和运行中的应用，主要表现为主要表现为站址选择站址选择，参与参与结构设计结构设计和和异异常事故出现时的放射性核素大量排放影响常事故出现时的放射性核素大量排放影响检测。检测。前者主要估算大气如何有效地稀释核前者主要估算大气如何有效地稀释核电站排放的放射性污染物，后者研究大气电站排放的放射性污染物，后者研究大气扩散对可能事故提供的安全因素的大小。扩散对可能事故提供的安全因素的大小。2

20、022-10-1829核电站选址和工程设计中的气象学应用核电站选址和工程设计中的气象学应用核电站选址核电站选址 核电站选址不仅取决于经济、技术因素，核电站选址不仅取决于经济、技术因素，还必须考虑在常规和事故情况下放射性核素还必须考虑在常规和事故情况下放射性核素排放的特点和影响、周围居民分布以及地理、排放的特点和影响、周围居民分布以及地理、地形环境特征。即必须考虑当地可能出现的地形环境特征。即必须考虑当地可能出现的最严重的地震、海啸、热带风暴、龙卷、洪最严重的地震、海啸、热带风暴、龙卷、洪水等自然灾害。水等自然灾害。2022-10-1830核电站选址和工程设计中的气象学应用核电站选址和工程设计中

21、的气象学应用 必须对必须对较大区域的气候资料较大区域的气候资料进行统计分进行统计分析，主要包括地面和析，主要包括地面和500500米高度风向、风速、米高度风向、风速、最大风速、年平均风速、静风频率；气温、最大风速、年平均风速、静风频率；气温、大气稳定度、逆温层高度、湿度、云出现频大气稳定度、逆温层高度、湿度、云出现频率、降水量和降水期。率、降水量和降水期。初选后的现状考察检测，包括不同初选后的现状考察检测，包括不同天气条件下天气条件下 的示踪物扩散模拟。的示踪物扩散模拟。2022-10-1831核电站选址和工程设计中的气象学应用核电站选址和工程设计中的气象学应用核电站的设计和结构核电站的设计和

22、结构 据大气扩散参数确定放射性核素排放持续据大气扩散参数确定放射性核素排放持续时间、喷射速度、烟囱高度、隔绝地区尺度、时间、喷射速度、烟囱高度、隔绝地区尺度、与附近建筑物和地形的相对位置。与附近建筑物和地形的相对位置。保证核电站对龙卷风具有足够的抵御能力，保证核电站对龙卷风具有足够的抵御能力，主要考虑：主要考虑：龙卷气流直接作用于结构上引起的龙卷气流直接作用于结构上引起的风压动力作用、龙卷移过结构大气压力场变化风压动力作用、龙卷移过结构大气压力场变化效应以及龙卷风飞掷物产生的冲击力等三个方效应以及龙卷风飞掷物产生的冲击力等三个方面。面。2022-10-1832核电站选址和工程设计中的气象学应用

23、核电站选址和工程设计中的气象学应用核电站正常运行和可能异常事故核电站正常运行和可能异常事故 正常运行时对气象要求最低，但像持续静正常运行时对气象要求最低，但像持续静风等不利大气扩散的特定天气预报要重视。风等不利大气扩散的特定天气预报要重视。一旦出现意外放射性核素排放，必须掌一旦出现意外放射性核素排放，必须掌握烟羽轨迹，估算浓度和下风向辐射水平，握烟羽轨迹，估算浓度和下风向辐射水平，要求提供地面、要求提供地面、500500米高度风向风速实况和米高度风向风速实况和预报，大气稳定度和逆温层底高度、降水资预报，大气稳定度和逆温层底高度、降水资料、并掌握大尺度天气系统如伴随的锋的料、并掌握大尺度天气系统

24、如伴随的锋的6-6-1212h h预报以及更长时间和更大下风距离的气预报以及更长时间和更大下风距离的气流轨迹。流轨迹。2022-10-1833架空线路与气象架空线路与气象线路机械性能随气象条件的变化线路机械性能随气象条件的变化电线积冰电线积冰污闪跳闸事故与气象污闪跳闸事故与气象绝缘配合计算的气象条件绝缘配合计算的气象条件雷电的电磁干扰及防护雷电的电磁干扰及防护2022-10-1834架空线路与气象架空线路与气象 架空线路架空线路包括输电线、通讯线、电气化包括输电线、通讯线、电气化铁路接触网。铁路接触网。架空线路在选线、设计中必须考虑气象架空线路在选线、设计中必须考虑气象资料，主要考虑的要素为资

25、料，主要考虑的要素为风、积冰和温度风、积冰和温度。一般取一般取1515年一遇的最大风力、最大积冰年一遇的最大风力、最大积冰厚度、最高和最低气温作为计算依据。厚度、最高和最低气温作为计算依据。特别特别重要的线路，包括特大跨越地段，还应考虑重要的线路，包括特大跨越地段，还应考虑更长的重现期的风力、冰厚和温度极值，按更长的重现期的风力、冰厚和温度极值，按特殊荷载考虑。特殊荷载考虑。2022-10-1835线路机械性能随气象条件的变化线路机械性能随气象条件的变化档距：档距：两相邻杆塔悬挂点间的水平距离称为档距。两相邻杆塔悬挂点间的水平距离称为档距。弧垂或驰度：弧垂或驰度：把连接两相邻悬挂点间的水平线与

26、导线最把连接两相邻悬挂点间的水平线与导线最低点间的垂直距离称为弧垂或驰度。低点间的垂直距离称为弧垂或驰度。临界档距：临界档距：表示在最大外加荷载条件下（拉长作表示在最大外加荷载条件下（拉长作用）与最低温度（伸长作用）同时出现时用）与最低温度（伸长作用）同时出现时导线材料所受的最大应力状态的档距。导线材料所受的最大应力状态的档距。2022-10-1836架空线路的档距、弧垂架空线路的档距、弧垂1）架空线路的档距架空线路的档距(跨距跨距)2）架空线路导线的弧垂，又称弛垂）架空线路导线的弧垂，又称弛垂 导线的弧垂不宜过小导线的弧垂不宜过小 弧垂过小会使导线所受的内应力增大，遇大风时易吹断，弧垂过小会

27、使导线所受的内应力增大，遇大风时易吹断，而天冷时又容易收缩绷断；而天冷时又容易收缩绷断；导线的弧垂不宜过大导线的弧垂不宜过大 如果弧垂过大，不但浪费导线材料，而且导线摆动时容如果弧垂过大，不但浪费导线材料，而且导线摆动时容易导致相间短路。易导致相间短路。图图 架空导线的档距和弧垂架空导线的档距和弧垂a)平地架空线路平地架空线路 b)坡地架空线路坡地架空线路2022-10-1837线路机械性能随气象条件的变化线路机械性能随气象条件的变化 杆塔承受压缩力、拉伸力、弯曲力、扭杆塔承受压缩力、拉伸力、弯曲力、扭力等各种作用。力等各种作用。杆塔机械荷载受风力、积冰、导线自重杆塔机械荷载受风力、积冰、导线

28、自重的作用，常用的作用，常用比载比载计算，其单位为计算，其单位为kg/kg/（m.mmm.mm2 2），），积冰的重量有时超过导线的积冰的重量有时超过导线的自重，是严重积冰区线路设计的控制因素。自重，是严重积冰区线路设计的控制因素。2022-10-1838线路机械性能随气象条件的变化线路机械性能随气象条件的变化2022-10-1839线路机械性能随气象条件的变化线路机械性能随气象条件的变化2022-10-1840线路机械性能随气象条件的变化线路机械性能随气象条件的变化2022-10-1841线路机械性能随气象条件的变化线路机械性能随气象条件的变化2022-10-1842线路机械性能随气象条件的

29、变化线路机械性能随气象条件的变化 综合比载越大，气温越高，则弧垂越综合比载越大，气温越高，则弧垂越大，缩短档距大，缩短档距l l可减小弧垂可减小弧垂f f。0 0-导线最低点导线最低点应力（应力（kg/mmkg/mm2 2)计算最大弧垂目的在于保证对地的安全计算最大弧垂目的在于保证对地的安全距离和防止距离和防止风偏风偏造成的造成的闪络闪络。028glf 2022-10-1843线路机械性能随气象条件的变化线路机械性能随气象条件的变化电线的振动电线的振动 因气象因素引起的导线振动，包括因气象因素引起的导线振动，包括颤动、舞动、脱冰跳跃、次档距振荡和颤动、舞动、脱冰跳跃、次档距振荡和横向碰击。横向

30、碰击。2022-10-1844线路机械性能随气象条件的变化线路机械性能随气象条件的变化颤动颤动由横向微风引起，与导线成由横向微风引起，与导线成454590 90 角，角，0.550.55m/sm/s风速在背风面产生空气涡旋，风速在背风面产生空气涡旋，使导线上下振动，造成线夹附近金属疲劳，使导线上下振动，造成线夹附近金属疲劳，以致断股。以致断股。舞动舞动由阵风引起，频率低，振幅大，可造成由阵风引起，频率低，振幅大，可造成导线地线闪络、断路。档距与弧垂越大，舞导线地线闪络、断路。档距与弧垂越大，舞动振幅越大。动振幅越大。2022-10-1845舞动引起掉串舞动引起掉串舞动引起导线损坏舞动引起导线损

31、坏舞动造成导线损坏舞动造成导线损坏2022-10-1846线路机械性能随气象条件的变化线路机械性能随气象条件的变化脱冰跳跃脱冰跳跃是积冰脱落时，因突然减轻荷载是积冰脱落时，因突然减轻荷载而上跳，包括不均匀覆冰时产生的上拔力，而上跳，包括不均匀覆冰时产生的上拔力，也产生舞动，可造成闪络、导线地线短路、也产生舞动，可造成闪络、导线地线短路、绞线损伤。绞线损伤。次档距振荡次档距振荡发生于并排导线下风侧导线受发生于并排导线下风侧导线受上风侧导线对气流干扰产生的乱流而引起上风侧导线对气流干扰产生的乱流而引起的振荡。当风向与电线交角大于的振荡。当风向与电线交角大于4545，风速大于风速大于1515m/sm

32、/s，积冰较重时，最易发生积冰较重时，最易发生次档距振荡。并排导线摆动不同步易产生次档距振荡。并排导线摆动不同步易产生横向碰击，并发生闪络和短路。横向碰击，并发生闪络和短路。2022-10-1847电线积冰电线积冰电线积冰：电线积冰：是指水汽、水滴和（或）雨滴在寒冷或是指水汽、水滴和（或）雨滴在寒冷或严寒情况下，凝聚粘附在电线上形成的一种严寒情况下，凝聚粘附在电线上形成的一种冻结物。冻结物。电线积冰冰层增长方式：电线积冰冰层增长方式：干增长干增长：所有撞击到电线、杆塔上的水：所有撞击到电线、杆塔上的水都产生冻结，没有从其表面流失者。都产生冻结，没有从其表面流失者。湿增长湿增长：撞击到冰面上的一

33、部分水会离：撞击到冰面上的一部分水会离开冰面。开冰面。2022-10-1848电线积冰电线积冰电线积冰形态：电线积冰形态：晶淞或雪淞晶淞或雪淞雾淞雾淞雨淞雨淞混合淞混合淞引起电线积冰的天气现象：引起电线积冰的天气现象：雨凇、雾凇、湿雪或者它们的混合物。雨凇、雾凇、湿雪或者它们的混合物。2022-10-1849电线积冰电线积冰晶淞或雪淞晶淞或雪淞-雪晶碰撞导线，表面水膜降温而雪晶碰撞导线，表面水膜降温而冻结在导线上，发生于冻结在导线上，发生于0-30-3m/sm/s风速和风速和-2-2条条件下，也可在件下，也可在-10-10 以下的低温由水汽直接以下的低温由水汽直接在导线上凝华形成。质轻，结构松

34、散，易脱落，在导线上凝华形成。质轻，结构松散，易脱落，密度小（密度小（0.10.1g/cmg/cm3 3），），出现几率小，对高频出现几率小，对高频衰减有影响，一般无危害。衰减有影响，一般无危害。雨凇雨凇-由较大过冷却雨滴碰撞冻结而成，形成由较大过冷却雨滴碰撞冻结而成，形成时风速一般较大，气温为时风速一般较大，气温为-1-3-1-3；白色透明，；白色透明，结构坚硬，密度大结构坚硬，密度大0.5-0.90.5-0.9g/cmg/cm3 3，出现几率出现几率小，但危害最大。小，但危害最大。2022-10-1850 线路覆冰情况及实测线路覆冰情况及实测雨凇覆冰情况雨凇覆冰情况湖南、江西湖南、江西的覆

35、冰厚度不小于的覆冰厚度不小于30mm30mm，湖南最重地区，湖南最重地区超过超过60mm60mm；浙江浙江海拔海拔400m400m以上地区覆冰厚度不小于以上地区覆冰厚度不小于30mm30mm。2022-10-1851覆冰在线监测系统覆冰在线监测系统湘北（常德）江复湘北（常德）江复线线#340#340 长株潭益（益阳）岗艾线长株潭益（益阳）岗艾线#307#3072022-10-1852电线积冰电线积冰雾凇雾凇-由过冷雾滴碰撞冻结而成，呈乳白色，由过冷雾滴碰撞冻结而成，呈乳白色，不透明，在不透明，在5 5m/sm/s风速和风速和-8-8条件下形成，淞条件下形成，淞结物具有迎风生长呈三角形截面特征。

36、密度结物具有迎风生长呈三角形截面特征。密度0.2-0.50.2-0.5g/cmg/cm3 3，也较易脱落，在湿润地区因也较易脱落，在湿润地区因持续时间长，强度大，出现几率大，危害甚持续时间长，强度大，出现几率大，危害甚大。大。混合淞混合淞-俗称粗冰，由形成雾凇和雨凇的条俗称粗冰，由形成雾凇和雨凇的条件交替出现而混合组成，密度件交替出现而混合组成，密度0.5-0.60.5-0.6g/cmg/cm3 3，出现几率小，但危害很大。出现几率小，但危害很大。2022-10-1853电线积冰电线积冰电线积冰引发电网事故的常见形式：电线积冰引发电网事故的常见形式：杆塔因覆冰而损坏杆塔因覆冰而损坏线路各档距覆

37、冰不均匀引发事故线路各档距覆冰不均匀引发事故导线覆冰事故导线覆冰事故绝缘子串覆冰事故绝缘子串覆冰事故2022-10-1854电线积冰电线积冰 电线积冰是导线半径、云、雾含水量、电线积冰是导线半径、云、雾含水量、滴谱、风向风速、气温和天气过程持续时间滴谱、风向风速、气温和天气过程持续时间的函数。的函数。积冰形状在风小时（积冰形状在风小时（0-40-4m/sm/s）呈圆形，呈圆形，风稍大（风稍大（3 3、4 4级）呈椭圆形或具有迎风生长级）呈椭圆形或具有迎风生长的三角形截面形态，当气温分布不稳定时，的三角形截面形态，当气温分布不稳定时，水滴直径随之变化，可出现不规则状混合淞；水滴直径随之变化，可出

38、现不规则状混合淞；当风力为当风力为5 5、6 6级时，不活动杆塔上出现散射级时，不活动杆塔上出现散射状积冰，呈迎风梳齿形态。状积冰，呈迎风梳齿形态。积冰温度条件在积冰温度条件在0-100-10范围内均可出现，但主要发生在范围内均可出现，但主要发生在-5 5以上。以上。2022-10-1855电线积冰电线积冰冰厚随电线直径和高度的变化冰厚随电线直径和高度的变化 积冰厚度与电线直径有关，但随风速、积冰厚度与电线直径有关，但随风速、气温、云雾滴谱而异，变化比较复杂。细线，气温、云雾滴谱而异，变化比较复杂。细线，对流场影响小，易于收集小水滴，热容量小，对流场影响小，易于收集小水滴，热容量小，易于冻结，

39、易于扭转，积冰量常比粗线严重。易于冻结，易于扭转，积冰量常比粗线严重。粗线不易扭转，风大时，电线越粗积冰越重，粗线不易扭转，风大时，电线越粗积冰越重，尤其是在雨凇条件下。尤其是在雨凇条件下。相对于线径为相对于线径为4 4mmmm的覆冰厚度，线径为的覆冰厚度，线径为1010、1515、2020mmmm的折减乘数，分别为的折减乘数，分别为0.890.89，0.820.82，0.770.77。2022-10-1856电线积冰电线积冰 电线积冰与架空高度密切相关，国内研电线积冰与架空高度密切相关，国内研究表明：积冰厚度随高度的变化规律符合乘究表明：积冰厚度随高度的变化规律符合乘幂律：幂律：)(210z

40、zbbz 下标下标0 0为参考高度（为参考高度（z z0 0=2m=2m），），幂数幂数 比前苏比前苏联的联的 值小，比国际电工委员会推荐值大，并为风值小，比国际电工委员会推荐值大，并为风速的减函数：速的减函数：nvme系数系数m0m0，n1n1，因积冰形态而异。，因积冰形态而异。2022-10-1857电线积冰电线积冰其他因素对积冰的影响其他因素对积冰的影响导线是否带电导线是否带电-通电导线积冰厚，大通电导线积冰厚，大25%-40%25%-40%；积冰扭转力矩作用积冰扭转力矩作用-档距中心线段积冰比较均档距中心线段积冰比较均匀，冰重增长较快，线夹附近冰重较小。匀，冰重增长较快，线夹附近冰重较

41、小。积冰以风向与导线呈垂直交叉状态为最重，与积冰以风向与导线呈垂直交叉状态为最重，与交叉角的正弦成正比。交叉角的正弦成正比。特殊地形特殊地形-可影响风力、气温，从而加重积冰。可影响风力、气温，从而加重积冰。跨越河段或临水面的导线、杆塔的覆冰厚。跨越河段或临水面的导线、杆塔的覆冰厚。2022-10-1858电线积冰电线积冰电线积冰荷载极值推算电线积冰荷载极值推算 设计积冰荷载可按概率分布推算。我国设计积冰荷载可按概率分布推算。我国认为遵从极值认为遵从极值 型分布。型分布。极值极值型分布适于拟合频率分布偏态甚型分布适于拟合频率分布偏态甚剧的分布，即在不太长的序列中存在一二个剧的分布，即在不太长的序

42、列中存在一二个特大值的样本。电线积冰变异极大，特大值的样本。电线积冰变异极大，极值极值 型分布能较好地对它进行拟合，而且该分布型分布能较好地对它进行拟合，而且该分布还有一个优点，较短重现期下的极值与较长还有一个优点，较短重现期下的极值与较长重现期下的极值存在简单关系。重现期下的极值存在简单关系。2022-10-1859电线积冰电线积冰)()(xexF极值极值 型分布型分布12112)(TTxxX X表示积冰荷载，表示积冰荷载，、为分布参数为分布参数 2022-10-1860电线积冰电线积冰电线积冰过程：电线积冰过程：快速增长阶段快速增长阶段缓慢增长或维持阶段缓慢增长或维持阶段融化消失阶段融化消

43、失阶段冰害事故冰害事故2022-10-1861电线积冰电线积冰电线积冰专用气象服务电线积冰专用气象服务 -电线积冰时变模式电线积冰时变模式 参考：气象信息服务参考：气象信息服务P P308308-P-P3133132022-10-1862污闪跳闸事故与气象污闪跳闸事故与气象20012001年年2 2月月2222日凌晨日凌晨,辽宁大部分地区遭受几十年未见的辽宁大部分地区遭受几十年未见的浓雾天气浓雾天气,造成辽宁电网建国以来最严重的造成辽宁电网建国以来最严重的1 1次大面积污次大面积污闪停电事故闪停电事故,事故波及沈阳、鞍山、营口、辽阳、抚顺、事故波及沈阳、鞍山、营口、辽阳、抚顺、铁岭和阜新等地区

44、。铁岭和阜新等地区。220220线路跳闸线路跳闸151151条次条次,跳闸线路跳闸线路4444条条,并造成并造成1212座座220220变电所全停变电所全停;66;66系统全省跳系统全省跳闸闸171171条次条次,120,120座座6666变电所全停变电所全停;事故处理过程中事故处理过程中,铁铁岭电厂岭电厂2 2号机组号机组(300(300)被迫解列被迫解列1 1次次,3,3号机组号机组(300(300)被迫停机被迫停机;沈海电厂沈海电厂2 2台机组台机组(200(200)与主网解列单运与主网解列单运,单运时间达单运时间达0 50 5;全省共损失负荷全省共损失负荷93709370,其中沈其中沈

45、阳地区尤为严重阳地区尤为严重,损失负荷损失负荷74307430,9:20,9:20停电负荷停电负荷逐步送出逐步送出,截止当日截止当日14:1414:14全省大部分负荷送出全省大部分负荷送出,18:12,18:12全全省负荷全部送出。省负荷全部送出。2022-10-1863污闪跳闸事故与气象污闪跳闸事故与气象 污闪事故虽不及雷害频繁，但停电时间长、污闪事故虽不及雷害频繁，但停电时间长、范围大，损失电量大，检修恢复时间长，应积范围大，损失电量大，检修恢复时间长，应积极防治。极防治。化工、冶金、水泥工业烟尘、海水飞沫、化工、冶金、水泥工业烟尘、海水飞沫、盐碱地土壤尘等含游离的酸、碱、盐成分高，盐碱地

46、土壤尘等含游离的酸、碱、盐成分高，对输电绝缘运行威胁最大。对输电绝缘运行威胁最大。表面湿度对污层的形成和保持起重表面湿度对污层的形成和保持起重大作用，越潮湿污秽越严重，最危险的大作用，越潮湿污秽越严重，最危险的是雾对绝缘子的湿润作用。是雾对绝缘子的湿润作用。2022-10-1864污闪跳闸事故与气象污闪跳闸事故与气象污秽物的类型分为四类：污秽物的类型分为四类：1 1、无自然污染和无工业污染源区或远离污染源、无自然污染和无工业污染源区或远离污染源的居民区，等值附盐密度的居民区，等值附盐密度0-0.030-0.03mg/cmmg/cm2 2;2 2、盐碱地，盐碱地，0.03-0.100.03-0.

47、10mg/cmmg/cm2 2 ；3 3、海岸附近或其它含盐分的水域附近，、海岸附近或其它含盐分的水域附近，0.01-0.01-0.25 0.25 mg/cmmg/cm2 2 ；4 4、紧贴工业和火电厂区，、紧贴工业和火电厂区，0.25 0.25 mg/cmmg/cm2 2。2022-10-1865污闪跳闸事故与气象污闪跳闸事故与气象引发污闪的地面气象条件引发污闪的地面气象条件(四川盆地为例四川盆地为例)雾、雾和小雨、小雨、雾和毛毛雨、雾、雾和小雨、小雨、雾和毛毛雨、毛毛雨、雨夹雪、其它毛毛雨、雨夹雪、其它58%58%20%20%9%9%3%3%1%1%8%8%2022-10-1866污闪跳闸

48、事故与气象污闪跳闸事故与气象 由此可见，可以把雾作为引发污（雾）由此可见，可以把雾作为引发污（雾）闪的主要因子。闪的主要因子。引发污闪的雾与一般雾相比引发污闪的雾与一般雾相比具有自己特点：具有自己特点：1 1、水平能见度特低、液态水含量特多；、水平能见度特低、液态水含量特多；2 2、雾日持续天数多；、雾日持续天数多；3 3、雾的持续时间长。、雾的持续时间长。2022-10-1867污闪跳闸事故与气象污闪跳闸事故与气象引发污闪的温度层结条件：引发污闪的温度层结条件：当逆温出现时，底层大气温度层结稳定，当逆温出现时，底层大气温度层结稳定，使接近地面的水汽和污秽物不易向上扩散，使接近地面的水汽和污秽

49、物不易向上扩散，造成近地层既有丰富水汽，又有可充当凝结造成近地层既有丰富水汽，又有可充当凝结核的污秽物，容易发生污闪事故。核的污秽物，容易发生污闪事故。例：对呼和浩特例：对呼和浩特1981-19951981-1995年积污期每日年积污期每日0808时、时、2020时原始探空曲线上地面至离地时原始探空曲线上地面至离地10001000mm高度的逆温（包括等温）资料进行统计后发现，高度的逆温（包括等温）资料进行统计后发现，该地区该地区1515年间积污期逆温出现频率达年间积污期逆温出现频率达74.2%74.2%；0808时出现频率比时出现频率比2020时多时多25%25%左右，逆温层厚左右，逆温层厚度

50、度100-400100-400mm。2022-10-1868污闪跳闸事故与气象污闪跳闸事故与气象出现污闪的前期气象条件出现污闪的前期气象条件 连续无降水日数的长短，对污闪现象连续无降水日数的长短，对污闪现象影响较大，连续无降水日数长，使绝缘子影响较大，连续无降水日数长，使绝缘子上污秽物长时间得不到自然清洗，积污加上污秽物长时间得不到自然清洗，积污加重，这时如果空气湿度突然增加，极易造重，这时如果空气湿度突然增加，极易造成污闪。以内蒙呼和浩特地区为例，用成污闪。以内蒙呼和浩特地区为例，用1981-19951981-1995年的资料统计表明，在积污年的资料统计表明，在积污期（期（10-410-4月