專利名稱：一種高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在高壓輸電系統(tǒng)中，輸電線路長(zhǎng)距離架設(shè)，而發(fā)生凍雨災(zāi)害時(shí)又往往是大面積的 受災(zāi)，此時(shí)人工以及各種機(jī)械式的除冰工作，因受作業(yè)面的限制，以及工作環(huán)境的嚴(yán)酷，致 使效率低下，成本高工期長(zhǎng)，不利于推廣實(shí)施。電流發(fā)熱除冰的方法是重要的解決思路。在 斷電除冰方案中，因?yàn)槌ぷ魉枰碾娔苋啃枰獑为?dú)提供，對(duì)電源的所需的總能量， 總輸出功率都有較高的要求，且大等級(jí)的輸電線路停電，對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的影響大。在線除冰 方案中，疊加直流電流或加大工頻輸送電流的方式，則面臨線路自身的輸送電流容量限制， 不能在舊輸電線路或受過(guò)自然損傷的線路上實(shí)施。在線除冰方案中，疊加高頻電流的方式， 雖然避開(kāi)了線路輸送電流的容量限制，使線路發(fā)熱相對(duì)均勻，且不需要對(duì)線路進(jìn)行改造，但 方案過(guò)于復(fù)雜，涉及的方面較多，故而加大了控制系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)的難度。采用輸電線路設(shè)置專用發(fā)熱元件進(jìn)行加熱除冰的方案，提高了發(fā)熱效率，可有效 的避開(kāi)電力輸電線路的容量限制。在公開(kāi)號(hào)為CN101409437A的中國(guó)發(fā)明專利中，將發(fā)熱伴線置于輸電相線外部的 方法存在以下問(wèn)題1.發(fā)熱伴線于輸電相線外平行架設(shè)，存在發(fā)熱伴線的發(fā)熱與輸電線路自身的發(fā)熱 不能集中，必然增加對(duì)融冰負(fù)荷的要求。2.發(fā)熱伴線于輸電相線外包裹設(shè)置，雖然發(fā)熱伴線的發(fā)熱與輸電線路自身的發(fā)熱 可以集中在一起，但發(fā)熱伴線因?yàn)橐c輸電相線絕緣，則該絕緣的存在必定影響輸電相線 的正常散熱，從而降低輸電相線在夏季的輸電容量。此處，輸電電纜不再是裸線。3.輸電線路融冰的功率需求。據(jù)有關(guān)方面實(shí)驗(yàn)結(jié)論，線路融冰的功率需求達(dá)到每 米數(shù)十瓦特，具體的功率需求根據(jù)環(huán)境溫度、風(fēng)速、導(dǎo)線及結(jié)冰厚度確定。另外，該方案的融 冰電源的獲得方式?jīng)Q定其能夠得到的輸出功率極為有限，雖然可以通過(guò)串聯(lián)電源單元的方 式增大輸出功率，但體積以及重量的增加將使其失去工程應(yīng)用中的價(jià)值。在CN101409437A專利中，主要解決了專用發(fā)熱元件進(jìn)行加熱除冰工作中的材料 絕緣耐壓?jiǎn)栴}，但缺乏除冰工作的有效性，以及存在引入對(duì)電力系統(tǒng)容量的制約作用問(wèn)題， 限制了其在具體工程應(yīng)用中的前景。在一些針對(duì)帶有專用發(fā)熱元件輸電線纜為特征進(jìn)行申請(qǐng)的專利中，往往只考慮了 使線路發(fā)熱一層功能，而在實(shí)際的工程應(yīng)用中需要考慮到現(xiàn)階段能夠提供的融冰電源功率 容量是有限的，為全線路同時(shí)除冰工作提供電源是很困難的，并且有時(shí)輸電線路只需要對(duì) 部分線路進(jìn)行除冰工作，因此分段除冰應(yīng)用方式在實(shí)際的工程應(yīng)用中具有極其重要的價(jià) 值。在分段除冰應(yīng)用方式中，為減少除冰電源單元的數(shù)量，需要在輸電線路中開(kāi)辟與電力輸 送電流相獨(dú)立的融冰電流通路，而前面已有的同類專利申請(qǐng)就不能滿足這一重要的工程技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，如何提供一種高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)，該 高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)能克服現(xiàn)有高壓輸電線路除冰系統(tǒng)的缺陷，在不斷電的情況 下通過(guò)在高壓輸電線纜中構(gòu)建自發(fā)熱除冰回路來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)覆冰段的高壓輸電線纜進(jìn)行除冰 操作；而且，本發(fā)明所提供的高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)可與現(xiàn)有的高壓輸電電力監(jiān)控 系統(tǒng)配合，根據(jù)線路實(shí)際覆冰情況，以自動(dòng)化控制方式實(shí)現(xiàn)分段分時(shí)對(duì)覆冰線路進(jìn)行除冰。本發(fā)明要解決的另一問(wèn)題是解決現(xiàn)有的除冰方法中發(fā)熱線芯與輸電線芯之間的 絕緣強(qiáng)度要求過(guò)高的問(wèn)題，從而不僅保證了方案的可行性同時(shí)還保證了除冰工作具有的良 好可靠性和安全性。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案提供一種高壓輸電線路自發(fā)熱 除冰系統(tǒng)，其特征在于，由高壓輸電線纜和除冰電源模塊組成；所述高壓輸電電纜內(nèi)部設(shè)置 有用于高壓輸電的輸電線芯和用于發(fā)熱除冰的發(fā)熱線芯，發(fā)熱芯線與輸電線芯的兩端通過(guò) 短接均壓線相連接；所述除冰電源模塊為外接直流電源或直接從高壓輸電線路中引出的電 源模塊；所述除冰電源模塊通過(guò)切換開(kāi)關(guān)與高壓輸電電纜內(nèi)部的輸電線芯、發(fā)熱線芯和短 接均壓線相連接在高壓輸電線纜中構(gòu)成一個(gè)發(fā)熱回路。按照本發(fā)明所提供的高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓輸電 線纜包括輸電線芯、絕緣層、發(fā)熱線芯和鋼芯；所述輸電線芯裸露在高壓輸電線纜的最外 層，鋼芯設(shè)置在高壓輸電線纜的最內(nèi)層，發(fā)熱線芯設(shè)置在鋼芯和輸電線芯之間；所述輸電線 芯、發(fā)熱線芯和鋼芯的表面均設(shè)置有一具有高導(dǎo)熱能力的絕緣層。按照本發(fā)明所提供的高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓輸電 線纜中發(fā)熱線芯和輸電線芯之間還設(shè)置有提供發(fā)熱電流旁通回路的旁通線芯；所述旁通線 芯表面設(shè)置有一具有高導(dǎo)熱能力的絕緣層。按照本發(fā)明所提供的高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)，其特征在于，所述旁通線芯 和發(fā)熱線芯之間設(shè)置有若干個(gè)用于切換連接的雙聯(lián)切換開(kāi)關(guān)；旁通線芯和發(fā)熱線芯的兩端 與輸電線芯連接處設(shè)置有單聯(lián)切換開(kāi)關(guān)。按照本發(fā)明所提供的高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)，其特征在于，所述除冰電源 模塊包括變壓器和整流裝置；所述變壓器的一次側(cè)線圈與輸電線芯上的輸電線常閉開(kāi)關(guān)相 并聯(lián)，變壓器的二次側(cè)線圈與整流裝置的兩端相連接。按照本發(fā)明所提供的高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)，其特征在于，所述除冰電源 模塊包括可變阻抗器和除冰線常開(kāi)開(kāi)關(guān)；所述可變阻抗器與輸電線芯上的輸電線常閉開(kāi)關(guān) 相并聯(lián)，除冰線常開(kāi)開(kāi)關(guān)設(shè)置在連接發(fā)熱線芯和輸電線芯的短接均壓線上。綜上所述，本發(fā)明所提供的高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)相比于現(xiàn)有的除冰系統(tǒng) 具有如下技術(shù)特點(diǎn)1、通過(guò)采用短接均壓線連接輸電線芯和發(fā)熱線芯的方式，使得除冰回路中各個(gè)環(huán) 節(jié)處于較低的電勢(shì)差范圍內(nèi)，從而有效地降低了各個(gè)線芯的絕緣要求，保證了電器元件的 可靠運(yùn)行；2、通過(guò)在高壓輸電線纜中設(shè)置旁通線芯，通過(guò)開(kāi)關(guān)可實(shí)現(xiàn)各段線路的連接切換從而可實(shí)現(xiàn)分時(shí)分段對(duì)線路進(jìn)行除冰的目的；3、通過(guò)采用高壓輸電線纜中的電力電流的分流或外接直流電流對(duì)除冰回路提供 能源，靈活方便地實(shí)現(xiàn)了除冰電流的形成，同時(shí)，可通過(guò)合理配置控制電路即可方便地對(duì)除 冰電流效率進(jìn)行控制；4、采用在特殊輸電電纜中，引入電流旁通金屬材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與除冰電流的換流相 結(jié)合的方式，以及輸電電纜分段施工與除冰電源地址編程或除冰電源遙控相結(jié)合方式，設(shè) 計(jì)線路分段除冰方案，以解決除冰電源容量限制問(wèn)題，以及避免線路不必要的發(fā)熱即達(dá)到 節(jié)能目的，同時(shí)不需要對(duì)電力輸送主線路進(jìn)行切換工作，對(duì)電力系統(tǒng)的安全及可靠運(yùn)行有
重要意義；5、采用專用的電氣接口及相應(yīng)的施工工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)熱線芯中除冰電流的引入、導(dǎo) 出以及換流，可保證除冰回路具有良好的電氣導(dǎo)通性和電氣絕緣性。


圖1為高壓輸電線纜的剖面圖；圖2為另一種高壓輸電線纜的剖面圖；圖3為高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)的第一實(shí)施例的單相電路原理圖；圖4為高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)的第二實(shí)施例的單相電路原理圖；圖5為高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)的第三實(shí)施例的單相電路原理圖。其中，1、輸電線芯；2、絕緣層；3、發(fā)熱線芯；4、旁通線芯；5、鋼芯；6、短接均壓線； 7、除冰電源模塊；8、輸電線常閉開(kāi)關(guān)；9、單聯(lián)切換開(kāi)關(guān)；10、雙聯(lián)切換開(kāi)關(guān)；11、可變阻抗； 12、除冰線常開(kāi)開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的描述。本發(fā)明所提供的高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)，由高壓輸電線纜和除冰電源模塊 組成；所述高壓輸電電纜內(nèi)部設(shè)置有用于高壓輸電的輸電線芯1和用于發(fā)熱除冰的發(fā)熱線 芯3，發(fā)熱芯線3與輸電線芯1的兩端通過(guò)短接均壓線6相連接；所述除冰電源模塊7為外 接直流電源或直接從高壓輸電線路中引出的電源模塊；所述除冰電源模塊7通過(guò)切換開(kāi)關(guān) 與高壓輸電電纜內(nèi)部的輸電線芯1、發(fā)熱線芯3和短接均壓線6相連接在高壓輸電線纜中構(gòu) 成一個(gè)發(fā)熱回路。如圖1和圖2所示，該高壓輸電線纜包括輸電線芯1、絕緣層2、發(fā)熱線芯3和鋼芯 5;所述輸電線芯1裸露在高壓輸電線纜的最外層，鋼芯5設(shè)置在高壓輸電線纜的最內(nèi)層，發(fā) 熱線芯3設(shè)置在鋼芯5和輸電線芯1之間；所述輸電線芯1、發(fā)熱線芯3和鋼芯5的表面均 設(shè)置有一具有高導(dǎo)熱能力的絕緣材料層2。所述高壓輸電線纜中發(fā)熱線芯3和輸電線芯1 之間還設(shè)置有提供發(fā)熱電流旁通回路的旁通線芯4 ；所述旁通線芯4表面設(shè)置有一具有高 導(dǎo)熱能力的絕緣層2。所述旁通線芯4和發(fā)熱線芯3之間設(shè)置有用于切換連接的雙聯(lián)切換開(kāi)關(guān)10 ；旁通 線芯4和發(fā)熱線芯3的兩端與輸電線芯1連接處設(shè)置有單聯(lián)切換開(kāi)關(guān)9。所述除冰電源模塊7包括變壓器和整流裝置；所述變壓器的一次側(cè)線圈與輸電線芯1上的輸電線常閉開(kāi)關(guān)8相并聯(lián)，變壓器的二次側(cè)線圈與整流裝置的兩端相連接。所述除冰電源模塊7包括可變阻抗器11和除冰線常開(kāi)開(kāi)關(guān)12 ；所述可變阻抗器 11與輸電線芯1上的輸電線常閉開(kāi)關(guān)8相并聯(lián)，除冰線常開(kāi)開(kāi)關(guān)12設(shè)置在連接發(fā)熱線芯3 和輸電線芯1的短接均壓線6上。實(shí)施例1 如圖3所示，該方案采用外接直流電源，并通過(guò)輸電線纜中的輸電線芯和發(fā)熱線 芯構(gòu)成一個(gè)除冰回路，輸電線芯和發(fā)熱線芯的兩端分別通過(guò)短接均壓線進(jìn)行連接；所述輸 電線纜中還設(shè)置有一個(gè)旁通線芯，該旁通線芯用于控制覆冰段線路的除冰；通過(guò)對(duì)除冰電 流回路中開(kāi)關(guān)的切換，使融冰工作只需針對(duì)已經(jīng)覆冰的部分線路，或在輸電線路已經(jīng)全線 覆冰的情況下，采用分段除冰工作方式可解決除冰電源容量限制問(wèn)題。實(shí)施例2 如圖4所示，發(fā)熱線芯的工作電流來(lái)源于通過(guò)隔離電源提供的直流電源。在發(fā)熱 線芯和與之并聯(lián)的輸電線芯之間的閉合回路里增加一個(gè)電源裝置，形成一個(gè)輸電線路上的 加熱回路，達(dá)到融化覆冰的目的。將變壓器的一次側(cè)線圈接入輸電主線路，變壓器的二次側(cè) 線圈接入整流裝置為除冰回路提供除冰電源。通過(guò)并接帶地址編程或遙控功能的切換開(kāi) 關(guān)，同樣可達(dá)到分段除冰的目的。實(shí)施例3 如圖5所示，本方案中，采用在輸電主線路中串接一個(gè)可變阻抗器來(lái)實(shí)現(xiàn)將輸電 主線路中的電力電流分流給除冰回路，從而給除冰回路提供電源。雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳盡的描述，本專利并不限于上述實(shí) 施方式，在權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要?jiǎng)?chuàng)造性勞動(dòng)即可作出 的各種修改或變形仍在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)，其特征在于，由高壓輸電線纜和除冰電源模塊 組成；所述高壓輸電電纜內(nèi)部設(shè)置有用于高壓輸電的輸電線芯(1)和用于發(fā)熱除冰的發(fā)熱 線芯(3)，發(fā)熱芯線(3)與輸電線芯⑴的兩端通過(guò)短接均壓線(6)相連接；所述除冰電源 模塊為外接直流電源或直接從高壓輸電線路中引出的電源模塊；所述除冰電源模塊通過(guò)切 換開(kāi)關(guān)與高壓輸電電纜內(nèi)部的輸電線芯(1)、發(fā)熱線芯(3)和短接均壓線(6)相連接在高壓 輸電線纜中構(gòu)成一個(gè)發(fā)熱回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓輸電 線纜包括輸電線芯(1)、絕緣層O)、發(fā)熱線芯(3)和鋼芯(5)；所述輸電線芯(1)裸露在高 壓輸電線纜的最外層，鋼芯(5)設(shè)置在高壓輸電線纜的最內(nèi)層，發(fā)熱線芯(3)設(shè)置在鋼芯 (5)和輸電線芯(1)之間；所述輸電線芯(1)、發(fā)熱線芯(3)和鋼芯(5)的表面均設(shè)置有一 具有高導(dǎo)熱能力的絕緣層O)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓輸電 線纜中發(fā)熱線芯(3)和輸電線芯(1)之間還設(shè)置有提供發(fā)熱電流旁通回路的旁通線芯； 所述旁通線芯(4)表面設(shè)置有一具有高導(dǎo)熱能力的絕緣層O)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)，其特征在于，所述旁通線芯 (4)和發(fā)熱線芯(3)之間設(shè)置有若干個(gè)用于切換連接的雙聯(lián)切換開(kāi)關(guān)(10)；旁通線芯(4) 和發(fā)熱線芯(3)的兩端與輸電線芯(1)連接處設(shè)置有單聯(lián)切換開(kāi)關(guān)(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)，其特征在于，所述除冰電源 模塊(7)包括變壓器和整流裝置；所述變壓器的一次側(cè)線圈與輸電線芯(1)上的輸電線常 閉開(kāi)關(guān)(8)相并聯(lián)，變壓器的二次側(cè)線圈與整流裝置的兩端相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)，其特征在于，所述除冰電源 模塊(7)包括可變阻抗器(11)和除冰線常開(kāi)開(kāi)關(guān)(12)；所述可變阻抗器(11)與輸電線芯 ⑴上的輸電線常閉開(kāi)關(guān)⑶相并聯(lián)，除冰線常開(kāi)開(kāi)關(guān)(12)設(shè)置在連接發(fā)熱線芯(3)和輸 電線芯(1)的短接均壓線(6)上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)，其特征在于，由高壓輸電線纜和除冰電源模塊組成；所述高壓輸電電纜內(nèi)部設(shè)置有輸電線芯和發(fā)熱線芯，發(fā)熱芯線與輸電線芯的兩端通過(guò)短接均壓線相連接；所述除冰電源模塊為外接直流電源或直接從高壓輸電線路中引出的電源模塊；所述除冰電源模塊通過(guò)切換開(kāi)關(guān)與高壓輸電電纜內(nèi)部的輸電線芯、發(fā)熱線芯和短接均壓線相連接在高壓輸電線纜中構(gòu)成一個(gè)發(fā)熱回路。該高壓輸電線路自發(fā)熱除冰系統(tǒng)能在不斷電的情況下通過(guò)在高壓輸電線纜中構(gòu)建自發(fā)熱除冰回路來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)覆冰段的高壓輸電線纜進(jìn)行除冰操作；而且，可與現(xiàn)有的高壓輸電電力監(jiān)控系統(tǒng)配合根據(jù)線路覆冰情況，以自動(dòng)化控制方式實(shí)現(xiàn)分段分時(shí)對(duì)覆冰線路進(jìn)行除冰。
文檔編號(hào)H02G7/16GK102136710SQ20111000434
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
發(fā)明者劉啟端 申請(qǐng)人:劉啟端