CN101707330A - 变电站高温低压与低温高压结合热风除冰法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站高温低压与低温高压结合热风带电除冰法，属于变电站的维护领域，采用热力除冰的原理，高温低压热风气体吹拂设备或绝缘子等器件表面的覆冰，使覆冰表面均匀受热，快速融化，同时由于冰层与绝缘子的受热膨胀系数不同而导致两者之间的结合力减弱，低温高压气体对覆冰冲刷使其整体脱落，高温低压热风使捕获的过冷却水滴完全蒸发，高温低压与低温高压热风相结合，达到快速除冰效果。高温低压热风由大功率热风机产生，温度在120℃～150℃之间可调、风速在1m/s～30m/s之间可调，低温高压热风由活塞式空气压缩机产生，风压在1MPa～3MPa之间可调。

Description

变电站高温低压与低温高压结合热风除冰法

技术领域

本发明涉及一种变电站防冰以及除冰的方法，具体涉及变电站高温低压与低温高压结合热风除冰法，属于变电站的维护领域。

背景技术

变电站内有多种设备或器件，如绝缘子、套管、管母、开关组、滤波器组等，这些设备或器件上的覆冰是电力系统的自然灾害之一，由覆冰引起的故障修复工作难度大、周期长、停电影响面积广，不利于电力系统安全运行，一直是行业内需要解决的难点问题。

目前国内变电站防冰和除冰方法可分为热力除冰法、机械破冰法、自然力除冰法、材料除冰法等，机械破冰法就是通过各种手段产生机械力直接将导线、绝缘子或输变电设备上的覆冰除去的方法，主要为人工或人工借助简单工具除冰，危险性大，效率低，容易对支柱绝缘子造成损坏；自然力除冰法就是依靠风、地球引力、随机散射和温度变化等脱冰的被动方法，不易控制；材料除冰法有化学涂料除冰法，用憎水性和憎冰性固体涂料对导线、绝缘子或输变电设备进行防冰处理，但随时间逐渐失去效力；热力除冰法，主要是用于线路除冰，且目前还不成熟。

中国实用新型专利申请(申请号：200820070175.X，名称：用于除冰的电吹风机)，提供了一种用于除冰的电吹风机，该吹风机是在电风扇和电热管的基础上增加可任意弯曲的连接管和送风管，使电风扇吹出的冷风经电热管加热后通过送风管吹出，以便工作人员手持送风管对结冰的电力设备实施除冰作业。该实用新型发明没有指出针对变电站内设备覆冰除冰的具体方法和确切的风速、风量或风温数据，也没有通过理论分析、仿真计算与试验等得出热风除冰效果及带电作业可行性。

因此，对于变电站带电除冰，有必要针对我国110kV～500kV变电站设备及这些设备上的器件发生覆冰的实际情况，研究安全有效的变电站带电除冰技术，防止变电站覆冰后发生故障，提高变电站在雨雪冰冻条件下的安全运行水平，具有巨大的经济及社会效益。

发明内容

本发明的目的在于提供变电站高温低压与低温高压结合热风除冰法，它采用热力除冰的原理，以变电站支柱绝缘子除冰为例建立工程计算模型，得出其计算结果，然后以工程计算结果为基础，建立了热风除冰法的数值仿真模型，并给出二维模型计算结果和三维简化模型计算结果，以及三维实际模型计算结果。并在环境气候试验室进行多次除冰试验，均得出热风除冰效果好，带电作业可行性高的结论，普遍适用于110kV～500kV变电站带电融冰，起变电站保护作用。

本发明的技术方案是：变电站高温低压与低温高压结合热风除冰法，其特征在于：用高温低压与低温高压结合热风除冰，高温低压热风由大功率热风机产生，低温高压热风由活塞式空气压缩机产生。

如上所述的变电站高温低压与低温高压结合热风除冰法，其特征在于：用高温低压热风吹拂覆冰设备表面，使其覆冰快速融化，冰层与绝缘子表面的粘合力也会减弱，然后在低温高压气体冲击力的作用下使覆冰整体脱落，再通过高温低压热风使设备捕获的过冷却水滴完全蒸发，达到防止水滴结冰的目的.

如上所述的变电站高温低压热风除冰法，其特征在于：高温低压热风温度在120℃～150℃之间可调、风速在1m/s～30m/s之间可调，绝缘导风管出口直径在200mm～230mm之间可调，低温高压热风温度在1℃～10℃之间可调、风压在1MPa～3MPa之间可调，有利于快速清除不同厚度与温度的覆冰。

本发明的工作原理是：对于变电站内支柱绝缘子等设备，由于不能依靠线路电流本身来发热融冰，热力融冰法主要采用外加热源的方式，给站内设备或绝缘子等器件上的覆冰加热，使其融化脱落，利用高温低压热风与低温高压热风相结合的方法可以快速除冰，降低除冰设备的功耗。

本发明的有益效果是：本发明提出变电设备防冰除冰的适用技术和措施，填补了我国变电站除冰方法的空白，研究成果可广泛用于110kV～500kV变电站带电融冰，具有很大经济和社会效益。

附图说明

附图1为本发明实施例大功率热风机外观图。

附图2为本发明实施例空气压缩机结构图。

附图3为本发明实施例大功率热风机与空气压缩机结合对覆冰绝缘子加热示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步说明：

附图3中标记说明：1-大功率热风机、2-活塞式空气压缩机、3-高温低压热风绝缘风管、4-低温高压热风绝缘风管、5-支柱绝缘子。

附图1中，大功率热风机用于产生高温低压热风，它由两部分构成，一为鼓风机，二为电加热设备，常用的大功率热风机的参数一般为出风口直径200mm～230mm，热风温度120℃～150℃，风速7m/s～15m/s，本实施例中鼓风机功率3kW，采用调频方式控制电机转速，从而控制热风机出口风速，电加热设备功率60kW，采用镍铬加热丝给鼓风机吹出的风加热，加热部分带有专用的温控设备，可以控制热风温度。

附图2中，活塞式空气压缩机用于产生低温高压气体，本实施例中，低温热风的温度控制在1℃～10℃之间可调，压力参数在1MPa～3MPa之间选择。空气压缩机功率为15kW，进气量为1.5m³/min，排气压力为2MPa。

如图3所示，通过调整控制大功率热风机1与活塞空气压缩机2的参数，从而控制热风的温度、风速等技术参数，本实施例中，高温低压热风温度140℃、风速11m/s，低温高压热风温度为3～5℃，压力为1.5MPa；活塞式空气压缩机2和大功率热风机1放在覆冰设备的附近，两个设备的绝缘风管出风口3和4外壁相距5cm～10cm，垂直放置或水平放置均可，但要使低温高压热风和高温低压热风同时吹拂覆冰设备的一处，风管出口与覆冰设备之间的距离应在10cm～20cm范围内，工作时将3和4对准覆冰绝缘子5表面的覆冰处，缓慢移动，使出风口的低温热风能够均匀吹拂覆冰设备表面.在采用高温低压热风气体吹拂绝缘子表面覆冰的过程中，一方面使覆冰设备表面覆冰均匀受热，快速融化设备上的覆冰，并且使设备捕获的过冷却水滴完全蒸发，另一方面由于冰层与绝缘子的受热膨胀系数不同而导致两者之间的结合力减弱，而此时，低温高压气体对设备表面覆冰的冲刷作用下，会使覆冰整体脱落，高温低压热风与低温高压热风相结合，达到快速除冰效果.

Claims (3)

1.变电站高温低压与低温高压结合热风除冰法，其特征在于：用高温低压与低温高压结合热风除冰，高温低压热风由大功率热风机产生，低温高压热风由活塞式空气压缩机产生。

2.如权利要求1所述的变电站高温低压与低温高压结合热风除冰法，其特征在于：用高温低压热风吹拂覆冰设备表面，使其覆冰快速融化，冰层与绝缘子表面的粘合力也会减弱，然后在低温高压气体冲击力的作用下使覆冰整体脱落，再通过高温低压热风使设备捕获的过冷却水滴完全蒸发。

3.如权利要求1所述的变电站高温低压热风除冰法，其特征在于：高温低压热风温度在120℃～150℃之间可调、风速在1m/s～30m/s之间可调，绝缘导风管出口直径在200mm～230mm之间可调，低温高压热风温度在1℃～10℃之间可调、风压在1MPa～3MPa之间可调。

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