[發明專利]18kV、40kHz 高頻融冰裝置及其融冰方法

無效

• 申請號: 201110144969.2
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102195261A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 周羽生;陳佩瑤;高小剛;楊義;胡鑫;施方圓
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: H02G7/16
• 分類號: H02G7/16
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明屬于輸電線路高頻融冰方法，具體是一種18kV、40kHz高頻融冰裝置及其融冰方法。

背景技術

輸電線路覆冰不僅嚴重影響電網穩定運行，而且對整個國民經濟發展都有影響。世界上很多國家都對覆冰輸電線路融冰技術進行了廣泛而深入的研究，有很多方法已經被應用到了實際融冰過程中并取得了一定的效果。

根據融冰機理的不同，可以將常見的30余種融冰方法分為熱力融冰、機械除冰及自然脫冰三類。

(1)熱力融冰法：

表1

在表1所列四種方法中，有兩種是焦爾效應加熱導線使之融冰，如使用短路電流融冰，用較低電壓提供較大短路電流加熱導線的方法使導線的冰融化，取得了不錯的效果，如湖南電網就曾使用短路電流融冰。俄羅斯專家研究的是用于加熱融冰與無功靜補的雙用途可控硅整流裝置；加拿大魁北克省研究的一種基于HVDC(高電壓直流)技術用于輸電線路除冰的可控硅整流裝置，其融冰思想與俄羅斯的相近，都是用電力電子整流技術及其無功補償功能擴展，既保證了融冰的主要任務，也充分利用了資源，具有很好的經濟性與實用性；寶雞電力局使用的是帶負荷融冰。；靠電阻性伴線或鐵磁線中有交流電產生的邊際電流進行的間接加熱，目前應用較多的是低居里鐵磁材料，這種材料在溫度＜0℃時，磁滯損耗大，發熱可阻止積覆冰雪或融冰；當溫度＞0℃時，不需要融冰，損耗很小。

(2)機械除冰法：

利用各種機械動力使冰產生應力破壞而從導線上脫落的除冰方法即為機械除冰方法。表2中所列為研究較多的三種方法。滑輪鏟刮法已在加拿大的Manitoba使用了50多年，是目前唯一可行的輸電線路除冰的機械方法。它由滑輪、牽引繩及涂漆的膠合板或環氧樹脂板等器件構成，加在滑輪上的力要足夠讓導線產生彎曲，這樣，產生的應力才能使冰破裂脫落。但拉扯時很容易損傷導線、避雷線和絕緣子。滑輪鏟刮法的最大優點是效果很快，簡便易操作，較為實用，但它也有缺點，那就是費時，安全性能不完善，且受地形限制。據統計，要對一公里長導線進行滾壓除冰約需1～2小時。通過外部振動器使凍結導線和拉線振動的方法由于要求外振動源并且因振動會加速線纜疲勞，且除冰效果不佳，因而很少在實際工程中采用。“ad?hoc”法由線路操作人員在現場處理，包括敲打、撞擊等，方法千變萬化，當線路停電，可以觸及到冰時，可采用手工除冰。在線路帶電時，應用與線路電壓等級相符的絕緣棒敲打。這種方法只是權宜之計，既不安全，又不十分有效，因此，很少有人推薦使用，如果要用，就得為這種方法制定標準的操作規則。機械除冰方法中只有滑輪輾壓鏟刮法取得了實際應用。

表2

(3)自然脫冰法：

自然脫冰方法是不需要外界供給能量而靠自然力除冰防冰的方法。在導線上安裝阻雪環、平衡錘等裝置可使導線上的覆冰堆積到一定程度時，依靠風力、地球引力、輻射以及溫度突變等作用自行脫落。該法簡單易行，但可能因不均勻或不同期脫冰產生的導線跳躍的線路事故，不能保證可靠除冰，具有一定的偶然性；刷涂吸熱涂料利用太陽能除冰只在有足夠輻射時才有效，但它難于應用到高壓線上，因為在夏天它會增加導線的溫度，但也許可以用于地線上。它雖然不能減少導線的覆冰量，也不能阻止導線覆冰，但是，它可以消除或減少導線覆冰后倒桿垮塔的事故，從這個意義上講，它有助于確保冰災事故后能使線路盡快恢復送電；在導線表面涂憎水性材料以達到防冰目的已引起廣泛興趣，憎水性涂料雖有好的憎水性能，但對覆冰的影響并不明顯，然而它可以顯著降低冰與導線表面之間的粘附力。

表3

(4)新涌現的除冰方法：

除了上述的常見的除冰方法外，隨著研究的深入，近年來涌現出了很多新的融冰方法。例如：碰撞前顆粒凍結，電子凍結以及高頻激勵法等等。這些有的方法仍處于理論研究階段，有的已經通過實驗證實可以有效除冰但尚未付諸實踐。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種18kV、40kHz高頻融冰裝置及融冰方法，減少線路的傳輸電流，提高發熱功率；在不斷電的情況下達到短時間內融冰的效果；減少高頻對通信的影響，有利于裝置的實現。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種18kV、40kHz高頻融冰裝置包括激勵源和陷波器，激勵源和兩個并聯的陷波器并聯后分別接地。

18kV、40kHz高頻融冰裝置的融冰方法為：