[發(fā)明專利]電力線路防結冰和除冰裝置

有效

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• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN101982915A
• 公開（公告）日: 2011-03-02
• 發(fā)明（設計）人: 程曉弘;王保國;程淼
• 申請（專利權）人: 寧波天安(集團)股份有限公司
• 主分類號: H02G7/16
• 分類號: H02G7/16
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發(fā)明涉及電力線路防結冰和除冰領域，具體涉及一種電力線路防結冰和除冰裝置。

背景技術

凍雨是冬末春初時節(jié)常見的一種天氣現(xiàn)象，是低于0℃的過冷卻水滴與電線、樹枝、地面等物相碰而即刻凍結的雨。電線上遇上凍雨結成冰凌后增加了重量、遇冷會發(fā)生收縮，使得電線繃斷，導致通信和輸電線路中斷事故。

我國出現(xiàn)凍雨較多的地區(qū)是貴州省，其次是湖南、江西、湖北、河南、安徽、江蘇、華北、東北等地，其中山區(qū)比平原多，高山最多。

2008年年初，我國南方遭遇了百年一遇的特大雪災，造成南方多個省份輸電線路中斷，電力系統(tǒng)癱瘓。目前，國內相關的技術是利用并聯(lián)補償電容器的無功電流，在線路末端注入覆冰輸電線路進行融冰。該方法依靠電力線路消耗無功能量進行熔冰，消耗電能大，增大電力線路輸電負擔。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種電力線路防結冰和除冰裝置，結構簡單、耗能少、成本低、效率高、適用范圍廣，可同時實現(xiàn)電力線路防結冰和除冰。

一種電力線路防結冰和除冰裝置，由超聲波發(fā)生器、高頻電纜、藕合電容器、換能器和阻波器組成，所述的超聲波發(fā)生器與所述的高頻電纜的一端相連，所述的高頻電纜的另一端與所述的藕合電容器的低壓端相連，所述的藕合電容器的高壓端與所述的換能器相連，所述的換能器接入電力線路，接入的電力線路的兩端與所述的阻波器相連。

所述的超聲波發(fā)生器可以選用現(xiàn)有技術中的超聲波發(fā)生器，優(yōu)選由電源開關、AC/DC大功率變換模塊、DC/AC高頻大功率變換模塊和脈沖大功率變壓器構成，作為大功率超聲波發(fā)生器，性能穩(wěn)定可靠，功率大，防結冰和除冰效果好。

所述的AC/DC大功率變換模塊優(yōu)選PF1000A-360型變換模塊，可從市場購得。所述的DC/AC高頻大功率變換模塊優(yōu)選由IPM-4M型電源控制模塊和全橋大功率管構成。所述的IPM-4M型電源控制模塊，可從市場購得。所述的全橋大功率管為金屬氧化物半導體場效應管(MOSFET管)或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT管)，可從市場購得。

所述的超聲波發(fā)生器產生頻率為20～100khz的超聲波，經(jīng)換能器產生高頻率的振動傳導，高頻率振蕩波在電力線路和水，或電力線路和冰之間，兩種不同的介質間傳播時，會發(fā)生折射和反射現(xiàn)象，從而產生空洞位置，形成孔蝕效應，當空洞相互撞擊時，有較大壓力產生；同時，產生該頻率超聲波的超聲波發(fā)生器也容易獲得。

本發(fā)明的電力線路防結冰和除冰裝置運行時，利用超聲波發(fā)生器產生頻率為20～100khz的超聲波，通過高頻電纜與藕合電容器相連，藕合到高壓電力線路，通過換能器把高頻電信號轉換成高頻機械振蕩，從而造成水(冰)與電力線路之間因振動而墜落(脫落)，從而達到防結冰和除冰的目的。在電力線路兩端接入阻波器，阻止高頻信號向變電站傳播。

利用超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號，通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質，超聲波在液體中疏密相間的向前輻射，使液體流動而產生數(shù)以萬計的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡(空化核)在聲場的作用下振動，當聲壓達到一定值時，氣泡迅速增長，然后突然閉合，在氣泡閉合時產生沖擊波，在其周圍產生數(shù)個大氣壓力，從而破壞雨水在電力線路上穩(wěn)定的停留而墜落；當電力線路上結冰時，也因高頻機械振蕩在不同介質里傳播而發(fā)生反射振動使冰從電力線路上脫落，從而達到防凍雨和除冰的目的。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益的技術效果：利用超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號，通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質，由于水(冰)與電力線路之間發(fā)生振動而墜落(脫落)，從而達到防結冰和除冰的目的。本發(fā)明的電力線路防結冰和除冰裝置結構簡單、耗能少、成本低、效率高、適用范圍廣，可同時實現(xiàn)電力線路防結冰和除冰。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電力線路防結冰和除冰裝置的示意圖；

圖2為AC/DC大功率變換模塊PF1000A-360的內部電路圖；

圖3為IPM-4M型電源控制模塊的結構原理圖；

其中，三相電力線路A、B、C；阻波器ZBQ；換能器HNQ；藕合電容器OHDR；高頻電纜GPDL；超聲波發(fā)生器FSQ；電源開關K；脈沖大功率變壓器T。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例來詳細說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅限于此。