輸電線路覆冰舞動是國內外電網面臨的共同難題。截至23年年底，國家電網有限公司運營的110千伏及以上輸電線路總里程已超過122萬千米，線路走廊南北跨度大，沿途地形地貌復雜，氣候條件多變，覆冰區域廣闊、覆冰類型多樣。近年來，隨著極端氣候頻繁發生，覆冰區域不斷遷移擴大，發生大范圍冰災和線路舞動的可能性不斷增加。23年冬季至今年春季，我國連續遭受5輪雨雪冰凍災害，引起的大范圍覆冰舞動故障嚴重影響我國電網保障。利用更新性科技手段預測、監測、研判、處置輸電線路覆冰舞動災害，是大電網可靠穩定運行的重要技術保障。基礎理論突破提升防除冰動態仿真能力

脫冰跳躍是指當環境溫度升高或風載變化時，導線或地線上的覆冰突然脫落，導致輸電塔線耦聯體系產生沖擊載荷，進而引起線路大幅振動和跳躍的現象。脫冰跳躍是導致覆冰線路事故的一種重要誘因，也是線路設計和建設時必須要考慮的關鍵問題之一。因此，開展輸電塔線系統的脫冰動力響應研究，對保障輸電線路的結構可靠具有重要意義。

國網工研院在國際上第1次定義并提出了“誘發脫冰機理”及其數值模擬方法，獲國際大氣結構物覆冰會議（IWAIS）特別報道。相關研究獲得了國家自然科學基金、北京市自然科學基金、國家電網公司科技項目等持續資助，攻克了真實條件下輸電線路脫冰和除冰過程模擬難題，顯著提高了以往輸電線路脫冰跳躍動力響應的計算精度，為除冰裝置設計和除冰策略優化提供了高效便捷工具。

一、基本原理（WBYD2000電調標準產品“變頻串聯諧振耐壓試驗”全自動性能穩定）

耐壓試驗是利用電抗器的電感與被試品電容組成LC串聯回路，調節變頻電源輸出的電壓頻率，在被試品上獲得高電壓，是當前高電壓試驗的一種新方法，深受專家好評，在國內外已經得到廣泛的使用。

根據諧振原理，我們知道當電抗器L的感抗值Xl與回路中的容抗值Xc相等時，回路達到諧振狀態，此時回路中僅回路電阻R消耗有功功率，而無功功率則在電抗器與試品電容之間來回振蕩，從而在試品上產生高壓。

二、系統構成（WBYD2000電調標準產品“變頻串聯諧振耐壓試驗”全自動性能穩定）

全套試驗系統由調頻電源主機、電抗器、分壓器、激勵變壓器和補償電容器（可選器件）組成，接入被試品后組成一個諧振系統進行交流耐壓實驗。

主機： 就是一臺幅值和頻率可調的正弦波交流調頻電源，給諧振回路提供激勵源，同時提供電壓顯示、電流顯示、計時、保護、報警等功能。

電抗器：就是一個大電感線圈，與被試品（相當于電容）構成回路，可配置電抗器多節電抗器，使用時通過不同的串聯、并聯組合、實現不同的電感量以適用不同的試驗條件。

分壓器：內部通過電容器分壓，從試品上高電壓分得低電壓供主機測量、控制使用。

勵磁變壓器：隔離主機電源與諧振回路電源，并升高主機的輸出電壓。

補償電容器：當試品電容量很小時，如果要實現系統諧振可能要求的電源頻率超出試驗標準的規定，可在試品上并聯一個補償電容，以實現試驗要求，稱此電容器為補償電容器。

三、主要技術性能（WBYD2000電調標準產品“變頻串聯諧振耐壓試驗”全自動性能穩定）

功率電源電壓：AC380V±10%、50Hz；

儀器電源：220V±10%、50Hz；

諧振輸出容量：200kVA；

儀器額定電壓：0～200kV；

輸出頻率范圍：30～300Hz；

輸出電壓波形：正弦波，波形畸變率＜0.5%；

頻率調節靈敏度：0.1Hz，不穩定度≤0.05%；

系統噪聲：≤60db；

9、系統測量精度：＜1級；

10．輸出電壓不穩定：＜0.5%；

11．保護響應時間：1us；

12．電感非線性度：≤0.05%；；

13．滿功率輸出下,連續工作時間為60min

14．環境溫度：-15℃～+50℃；

15．相對濕度：≤90%RH；

16．海拔高度：≤2000米。

四、及部件名稱（WBYD2000電調標準產品“變頻串聯諧振耐壓試驗”全自動性能穩定）

五、操作步驟（WBYD2000電調標準產品“變頻串聯諧振耐壓試驗”全自動性能穩定）

1、正確連線，檢查無誤后方可送電。

必要時工作電源的跳過現場漏電保安器，以免不必要的跳閘。

2、打開電源開關，主機開始工作，液晶屏顯示版權頁，該頁標明本裝置的軟件版本號。

觸按確認鍵，進入系統菜單，該主菜單下有：試驗方案、開始試驗、試驗幫助、系統設置、實用工具和試驗記錄等六個子菜單項。

3、 系統設置菜單下有電抗器電感、日期時間設置和采樣系數設置等三個子菜單項。按上下鍵，上下移動光標系統參數設置菜單項，觸按確定鈕后，進入系統參數設置菜單，可以分別設定電抗器的電感—H、-年-月-日、-時-分-秒和電壓和電流的采樣系數也就是采樣倍率，設定完成后，觸按返還鍵返回上上等菜單。

電抗器電感量的設定：按確定鍵選擇到此項，按左右鍵移動光標需要改變的數位，按上下鍵改變數值，達到所要達到的數值按確定鍵確認。

日期時間的設定：按確定鍵選擇到此項，按左右鍵移動光標需要改變的數位，按上下鍵改變數值，按照所要設置的年月日時間數值按確定鍵確認。

采樣系數的設定：按確定鍵選擇到高壓/電流采樣系數項，此項為電壓或電流采樣倍率的設定。一般出廠前設定好了。如需修改，要輸入密碼。（密碼廠家與設備一起提供一般設定為：188888）

警告：系統默認上一次電抗器電感、日期時間和采樣系數設定值。如果需改變要重新設定。電抗器電感量設定值與實際使用的電抗器電感量不對，會導致試驗報告中的被試品電容量不準。其他并不會影響。采樣系數設置不正確，會導致顯示電壓電流不準將很有可能會對被試品或試驗設備造成損壞。

4、試驗方案菜單下有預置保護電流、找頻起始頻率、找頻結束頻率、預定起始功率四個子菜單項，分別設定本次試驗的保護電流、找頻起始頻率、找頻結束頻率、輸出起始功率，全部設定完成后，觸按返還鍵進入預置試驗電壓和預置試驗時間設置菜單。

可以分3段時間設置試驗電壓和試驗時間, 實際試驗時,若設定為自動試驗, 裝置將按設定的3段電壓及時間,按順序分別加壓, 全部完成后自動退出.

如果第2段電壓設為0, 或時間設為0, 那么執行完第1段試驗電壓加壓后退出試驗, 只加壓第1段設定的電壓.

如果第三段電壓設為0, 或時間設為0, 不執行第三段加壓.

試驗方案設置的設定：在試驗電壓項中，按確定單鈕，移動左右光標到需要改變的數位，按上下單鈕以改變當前數位的數值大小，觸按返回鈕完成當前數位的數值設定，依次選擇下一項數值的設定，直至分別完成試驗時間、起始頻率、起始功率的設置，方可完成本次試驗的試驗方案設置的設定。

出廠默認值：試驗電壓 20kV、加壓時間 2min、激勵強度 2%、輸出電流20A、頻率范圍30-300Hz。

5、實用工具菜單下有

頻率計算：在實驗前可對諧振頻率進行計算。只需輸入具體參與試驗的電感、電容值并按確定鍵試驗頻率即直接生成。

6、開始試驗菜單下有自動試驗模式和手動試驗模式兩種子菜單可供選擇。

按確認鍵進入所選試驗步驟.

自動試驗模式的操作：選中自動試驗模式后，觸按菜單鈕進入正在自動尋找諧振點菜單項，裝置在設定的頻率范圍內自動尋找諧振點（如果被試品電容C和電抗器電感L的實際諧振頻率不在設定的頻率范圍內，將找不到諧振點，此時根據需要調整頻率范圍或調整被試品回路的LC參數）。當找到諧振點時，會有聲音提示。

找到諧振點后，裝置自動進入正在自動升壓菜單項，當升到試驗電壓設定的電壓時，裝置停止加壓。

當裝置升到試驗電壓設定的電壓時，設備停止加壓，自動進入正在加壓試驗菜單項，并自動記錄試驗的加壓時間，當加壓時間到達設定時間時，設備逐步降壓退出試驗，完成本次試驗，進入試驗結束菜單項。并可選擇保存試驗數據或打印試驗數據。

試驗時間的一行顯示末端,會顯示[一段]或[二段]或[三段]字樣,表示當前正在進行的加壓試驗是預置的一段,二段或三段.

手動試驗模式的操作：選中手動試驗模式后觸按確定鈕，進入正在試驗菜單項；手動按調頻鈕，對應的光標隨之改變到輸出頻率項，可以通過上下左右鍵改變頻率大小使其試驗電壓逐步升高，當升到*高電壓時，繼續向上或向下調整頻率按鈕，直至試驗電壓開始下降；這時反調頻率，試驗電壓又逐步回升，上下回調頻率，從頻率的高位到低位逐位調整*高電壓值時的頻率就是當前的諧振頻率。

找到諧振點后，手動按電壓鈕，光標到了輸出功率，隨之按上下鍵增加輸出功率，試驗電壓也逐步升高，當升到試驗電壓設定電壓值時，裝置停止加壓，并有屏幕顯示提示和聲音提示；自動進入正在加壓試驗菜單項，并自動記錄試驗的加壓時間，當到達加壓時間設定時間時，設備逐步降壓退出試驗，完成本次試驗，進入試驗結束菜單項。

注意：在調節頻率調整鈕的過程中，觸按左右鈕，可以改變頻率調節的速度實現粗細調的切換。在調節電壓調整鈕的過程中，向下觸按左右鈕，可以改變電壓的升降的速度實現粗細調的切換。觸按調頻、調壓鈕，實現調頻與調壓間的切換。

7、進入試驗記錄查詢菜單項，查詢以往和當前試驗數據。選擇上下鍵翻看前一組數據后一組數據；選擇左右鍵可選擇打印或刪除當前頁的內容。

125/456為試驗數據庫指針，分子是試驗數據的在數據庫的順序數，分母是當前的數據總數，可儲存999組試驗數據。

8、裝置和試驗狀態菜單提示：設備的使用和升壓和耐壓試驗過程中，如果出現影響試驗設備、被試驗設備以及操作人的保障情況，設備可能出現自動保護轉臺，并在屏幕有相應的提示。

不能諧振：如果諧振點不在諧振頻率設置的范圍內；系統連線不正確等現象，裝置將找不到諧振點，這時裝置和試驗狀態菜單中的不能諧振項被反白并閃爍。

輸出保護：如果裝置的電源輸出電流大于輸出保護設定的電流值，裝置自動保護，這時裝置和試驗狀態菜單中的輸出保護項被反白并閃爍。

試驗中止：如果在試驗升壓或加壓過程出現閃絡現象，裝置自動保護，這時裝置和試驗狀態菜單中的輸出保護項被反白并閃爍。

9、試驗幫助內容包括五大項分別為：1.版本信息2.接線示意3.使用說明4.常見問題5.參考資料.如常見問題FAQ分五幅畫面顯示、各種被試品電力電纜、變壓器、發電機電容參數的查詢：

接線示意圖：

10、設備出廠參數設置是生產廠家的出廠設置參術和校驗參數，不適當的設置和修改會影響設備性能和高壓試驗的可靠性，未經廠家授權密碼，無法修改。

警告：正常試驗狀態下，按返回鍵即可中止試驗。中止或結束試驗后，應分離刀閘切斷電源。在升壓或加壓過程中，非緊急情況，不要按下急停鍵。

超/特高壓等電網骨干輸電線路普遍采用多分裂導線。與單導線相比，多分裂導線更易受誘發脫冰效應影響，且由于受其特有的垂向脫冰與扭轉脫冰的耦合、子導線不均勻覆冰、間隔棒布置方案等因素的聯合影響，使其誘發脫冰效應，且脫冰后的動力響應也呈現出更為復雜和獨特的非線性時變特性。國網工研院提出了多分裂導線大尺寸脫冰跳躍試驗和測試方法，搭建了單檔150米八分裂特高壓導線不均勻覆冰和脫冰全尺寸試驗平臺，試驗研究了多分裂導線脫冰跳躍特性。同時，該院利用某500千伏連續3檔真型線路，開展了連續檔多分裂導線的脫冰試驗，獲取了塔線耦合動態響應特性，有效支撐基礎理論研究。冰害監測處置技術破解自動除冰難題

在輸電線路冰害監測方面，針對地理的氣象環境惡劣地區監測裝置信號傳輸困難、供電可靠性不足的問題，國網工研院研發了分立式分布式高效融合的多參量、高精度、點線共測光纖傳感系統。該系統利用線路自身的地線復合光纜（OPGW）中的光纖實現對整條線路的狀態監測，建立了光纖傳感監測參量與線路本體狀態及環境參量的映射關系，為輸電線路覆冰廣域高精度監測提供了技術保障。其中，安裝于500千伏強明/強州線的輸電線路光纖監測系統成功監測到了今年2月雨雪冰凍過程和強明線OPGW覆冰過載斷線故障，為線路運維和故障分析提供了有力支撐。

在輸電線路除冰技術方面，雖然以往已經嘗試過人工敲擊除冰、空包彈振動除冰、無人機攜帶絕緣棒沖擊除冰和機器人除冰等技術方案，但是以上除冰方法均需要人員到達現場。當遇到嚴重覆冰難以抵達除冰塔位，或者對于新疆、青海、西藏等冬季存在大面積封山區域，人員無法進入的情況時，上述除冰方法均難以發揮作用。此外，目前的除冰裝置對于雨凇、霧凇、混合凇等不同類型覆冰的物理特性和除冰機理的研究尚比較匱乏，除冰裝置參數設計的理論依據不足。針對上述問題，國網工研院通過研究不同類型覆冰的力學特性和斷裂準則，基于提出的誘發脫冰模擬方法，研發了新型機械除冰技術。該技術無需人員干預，能夠在大范圍、長時間的雨雪冰凍惡劣環境下長期駐線，自行俘獲能量，并對輸電線路覆冰增長情況進行監控，實現對輸電線覆冰全自動、高效、可靠去除，保障極端條件下的線路運行可靠。新型防舞裝置提升舞動災害應對技術水平。

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