[發(fā)明專利]電力設(shè)施的微波除冰裝置和除冰方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910077592.6
• 申請日: 2009-01-23
• 公開（公告）號: CN101478136A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏慧;劉國強(qiáng);李艷紅;李士強(qiáng);吳石增
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電工研究所
• 主分類號: H02G7/16
• 分類號: H02G7/16;H02J17/00;H01J25/50
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 關(guān) 玲;賈玉忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種除冰裝置和除冰方法，特別涉及用于變電站電力設(shè)施的除冰裝置和方法。

背景技術(shù)

隨著能源需求的顯著增加，輸電線路的輸送功率也不斷增加，對于輸電電壓等級提出了更高的要求。目前我國在超高壓、特高壓輸電的應(yīng)用方面已經(jīng)走在了世界的前列，但是我國許多地區(qū)輸變電系統(tǒng)覆冰積雪非常嚴(yán)重，多年來一直威脅著電網(wǎng)安全。

2005年華中電網(wǎng)由于受冰雪災(zāi)害影響，500千伏線路多次跳閘，高壓輸電線路多處倒塌輸；2007年初大風(fēng)裹夾雨雪侵襲華北電網(wǎng)“西電東送”主通道，造成部分線路掉閘，華北電網(wǎng)多條500千伏線路及變電站因雨雪形成覆冰；同樣由于寧夏、青海、甘肅遭受了大風(fēng)雪襲擊，致使西北電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行面臨嚴(yán)重威脅；尤其是2008年初，我國南方大部分地區(qū)遭受的那場低溫、雨雪、冰凍災(zāi)害，給群眾的生產(chǎn)、生活和服務(wù)造成了嚴(yán)重的影響。特別是，電力設(shè)施所受到的嚴(yán)重?fù)p傷進(jìn)一步加劇了災(zāi)害的影響范圍和影響程度。這次冰雪災(zāi)害波及我國中部、南部和西部19個城市，造成成百上千座高壓鐵塔倒塌、萬余條電力線路和2000余座變電站損壞，致使部分城市甚至個別省份大面積長時間停電。停電導(dǎo)致鐵路電力機(jī)車無法運(yùn)行，春運(yùn)嚴(yán)重受阻，大量旅客滯留各地，鐵路物流也隨之中斷，基礎(chǔ)設(shè)施遭受較大毀損，一些城市斷電、斷水，數(shù)千萬人陷入了黑暗、寒冷和等待之中，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失嚴(yán)重。因此輸變電系統(tǒng)安全問題特別是覆冰安全問題是我國亟待解決的、關(guān)系國計民生的重大科學(xué)技術(shù)問題。為確保民眾供電安全，急需對變電站的覆冰進(jìn)行清除。

尤其是2007-2008年冬春之交的重大冰雪災(zāi)害，給輸變電設(shè)施帶來大面積覆冰，覆冰厚度普遍超過30mm，局部地區(qū)達(dá)到80mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)定的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，造成輸電線路大量倒塔、斷線、冰閃等，電力設(shè)施大范圍損毀。雪災(zāi)導(dǎo)致國家電網(wǎng)直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)104.5億元。為了保證輸電線路的正常運(yùn)行，避免重大的經(jīng)濟(jì)損失，變電站在發(fā)生覆冰災(zāi)害時能夠迅速有效的除冰，所以，研究先進(jìn)高效的覆冰去除技術(shù)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，國內(nèi)外除冰的主要技術(shù)可歸納為30余種，劃分為兩類：熱力融冰法和機(jī)械除冰法。熱力融冰法主要包括：(1)阻性線除冰方法是在覆冰導(dǎo)線上纏繞發(fā)熱電阻絲，通過安裝于導(dǎo)線上的互感器為電阻絲發(fā)熱電源，使導(dǎo)線上的覆冰融化或脫落。這種方法在日本和加拿大少數(shù)地區(qū)使用。(2)過電流和短路電流融冰技術(shù)是在線路中通以高于正常電流密度的傳輸電流，利用焦耳效應(yīng)來加熱導(dǎo)線。前蘇聯(lián)自20世紀(jì)50年代起、我國自1976年以來和加拿大Manitoba水電局自1993年以來采用過短路電流融冰技術(shù)對輸電線路除冰；機(jī)械除冰法主要包括：(1)手工敲擊法主要是利用操作桿敲擊導(dǎo)、地線使其產(chǎn)生振動來消除覆冰。(2)磨擦除冰法主要采用絕緣繩搭在導(dǎo)線上，并順著導(dǎo)線拉繩，利用繩索與導(dǎo)、地線間的磨擦除冰。這種機(jī)械除冰方法存在的問題是：需要耗費(fèi)大量的人力去維護(hù)，自動化程度低，且除冰效率不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有除冰方法能量消耗高，安全性差、效率低、人員勞動強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣以及實(shí)際工程操作不方便等缺點(diǎn)，提出一種微波除冰裝置和除冰方法，本發(fā)明適用于變電站電力設(shè)施的除冰。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明微波除冰方法采用微波輻射融冰器和微波電極切冰刀相結(jié)合，首先采用微波電極切冰刀進(jìn)行切冰，然后利用水吸收微波能量的原理，啟動微波輻射融冰器，對冰進(jìn)行融解。

本發(fā)明裝置的核心部件是微波輻射融冰器和微波電極切冰刀。作為激發(fā)和維持微波產(chǎn)生的直接動力，高可靠、穩(wěn)定、長時間工作的高功率微波電源也是該裝置中重要的組成部分，為了最大限度減少微波能量傳輸?shù)膿p耗，將微波電源產(chǎn)生的高電壓通過遠(yuǎn)距離軟連接方式將電源電壓加載到磁控管構(gòu)成微波發(fā)生器，微波發(fā)生器輸出的微波為連續(xù)波，工作頻率為2450MHz，輸出功率10～50KW可調(diào)。