2010年以來，電網規模增長近一倍，保障了經濟社會發展對能源電力的需求。2019年，全社會用電量5.63萬億千瓦時、最高用電負荷8.1億千瓦、裝機15.56億千瓦。截至2019年底，110（66）千伏及以上輸電線路長度109.34萬千米、變電（換流）容量49.4億千伏安（千瓦）。

電力是目前我國重要的能源之一，國内目前擁有電力鐵塔200多萬座。但全國約有1/3以上的區域遭受覆冰影響，中東、中南、西南部尤其嚴重，風場年發電量損失1%～10%，惡劣地區達20%～50%，潛在市場規模過百億，未估算線纜、電力櫃、變電站等。信息來源：國家電網（官網）

絕大多數電力設備暴露于外界，冰雪災害侵襲電網過程中，可能造成短路、閃絡、斷線等電氣擾動；輸電走廊的破壞會改變電力輸送路徑，導緻運行方式變化、影響系統的安全穩定運行。

冰雪、凍雨氣象事件對電力系統運行影響的時間尺度為幾小時至幾天，為漸進累積過程。在嚴重冰雪災害氣象條件下，線路、杆塔、絕緣子等主設備覆冰逐漸增加，機械部件受力逐漸增大，線路受風面積增大，絕緣子絕緣水平降低，系統主設備的安全水平逐漸降低。

絕緣子覆冰到一定程度，開始出現閃絡跳閘；線路、杆塔持續覆冰增加最終會導緻機械部件受力超過限值而發生斷線、倒塔。閃絡跳閘、線路斷線會改變系統潮流分布、導緻停電和輸電阻塞。

長時間持續的冰雪災害又會惡化交通運輸條件，威脅火電廠煤炭的及時供應和電力的充足供給。

冰雪凍雨災害為小概率、大範圍事件，僅靠一次系統投資來抵禦所有可能的冰雪災害既不經濟也不可能，因此，迫切需要對冰雪事件侵襲建立相應的防禦方案。

常見的解決方案包含熱能除冰 、機械除冰、自然除冰、塗層防冰四種。

· 熱能除冰：利用各種技術，以增加輸電線路中的電流，使導線自身産生足夠多的熱量，以避免冰雪的覆積或使已有的覆冰融化脫落。

· 機械除冰：通過操作人員進行外力敲打，但除冰速度慢、工作量大且不經濟，易發生人員傷亡，所以隻能在沒有其他更有效方法的緊急情況下使用。

· 自然除冰：不借助外界能量而靠自然力實現除冰，在輸電線路上安裝阻雪環、平衡錘等裝置，借助風力、重力等作用自行脫落，但具有較強的偶然性，不能實現可靠除冰。

這三種方案都是覆冰後去鏟除冰雪覆蓋，需要消耗大量的能量，不能滿足實際電力系統工作中對覆冰處理的需求。而塗層防冰能夠做到抑制表面結冰，是一種理想的防冰方式，具有一定的研究價值。

納米塗層便是基于荷葉效應仿生科技的新一代高分子納米複合材料，通過納米提純工藝深加工制造、改進的溶膠-凝膠反應及水解固化等多重反應而形成緻密的納米防護膜。

納米塗層在配方上采用有機、無機複合物的制造技術(Hybrid Ceramic Polymer Technology)，結合了有機物和無機物特點的新型複合物；有機、無機複合不再是兩者單純的物理混合(Mixture)，而是通過化學鍵來形成新的化合物(Composite)，混合反應後，改善了無機物柔韌性差的缺點，提高了有機物的硬度和耐高溫等特點，同時克服了無機物高溫燒結(850℃)的缺點，使成膜溫度降至常溫。

納米塗層具有優良的力學性能，納米材料的特殊結構及大的體積百分數的界面使它的塑性、沖擊韌性與常規材料相比有很大改善。納米材料的優越性已充分表現在顯著提高材料的強度、高低溫疲勞壽命、抗氧化性及耐腐蝕性等方面，因此它在電力工業中有着十分廣闊的應用前景。

輸電線路

能使輸電線路有效防水、防冰、防覆雪，防線纜覆冰舞動、從而降低冰雪災害帶來的損失與安全事故。

鐵塔

能有效減少鐵塔上的覆冰量，保持鐵塔的自身清潔，防止微生物（苔藓等）附着與腐蝕，從而降低鐵塔倒塌的風險。

絕緣子

針對高壓輸電線、高鐵絕緣子防污，在絕緣子表面噴塗超雙疏塗層達到絕緣子自清潔作用，保證絕緣子絕緣效果，采用納米塗層後閃絡電壓可得到顯著的提高。

開閉所、端子箱、高壓配電房、變電站

防污染、防靜電、防塵、電子傳導性，防止空氣中的粉塵、黃沙、花粉等等的附着，箱内能有效防止空氣中的水蒸氣凝露而導緻的短路。

納米技術的應用必将改變傳統電力行業對周邊環境影響，對改善周邊環境、提高人群健康、改善人文環境和自然景觀等産生潛在的深遠的社會意義。

納米技術與電力行業的結合，可以促進傳統産業模式的調整與升級，使傳統的電力産業定位于21世紀同類産業的技術制高點，推動電力工業的跨越式發展。

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