CN102361313A - 基于集肤效应的电力线融冰自动实现装置 - Google Patents

基于集肤效应的电力线融冰自动实现装置 Download PDF

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本发明基于集肤效应的电力线融冰自动实现装置涉及一种电力线融冰自动实现装置，特别涉及一种利用集肤效应的电力线融冰自动实现装置。高压变频电路(101)，耦合电路(102)，控制电路(103)，检测电路(104)，通信电路(105)，输电电路1(106)，输电线路2(107)，回路耦合控制器(108)，回路耦合电路(109)，回路通信电路(110)，控制中心(111)；本方案利用高频交流电在电力线上的集肤效应，在线的外层发热的机制来融冰，既避免结冰导致电力线损坏的问题，同时损耗的能量少，效率高，可以远程控制。

Description

基于集肤效应的电力线融冰自动实现装置
一、技术领域
本发明涉及一种电力线融冰自动实现装置，特别涉及一种利用集肤效应的电力线融冰自动实现装置。
二、背景技术
专利200810018595，架空电力线带载融冰的一种方法；提出一种在运行时通过开关切换改变电力线载流截面积使得增加线损让导线发热而达到融冰的目的，要让这一方法具有实用价值关键是带载融冰架空电力线和切换开关。带载融冰架空电力线，A是张力承载芯，用镀锌钢丝或碳素纤维制成、B是内层导体，用铝材/铝合金或铜材、C绝缘层，用耐候硅橡胶或耐候交联聚乙烯材料、D外层导体，用铝材或铜材，因A、B和D是等电位所以绝缘层C有1.2m m厚，耐压大于工频3500伏。该切换开关直接安装在绝缘子串上，用压缩空气通过气动元件也可以用液压元件操作开关闭合和断开，用压缩空气操作开关可省去复杂的机械操作机构，严格的对大地绝缘要求实现起来也变得不难好处是制造安装成本低，因为气动或液压操作可用高强度尼龙管来传输介质，气动元件可以是气动推杆或气动马达组件，因开关的两极只承受融冰电流在电力线上的压降，这一电压值可设计在3500伏。所以只要用刀式开关，开关安装在绝缘子串1上，3是开关支架，开关支架3上装有电极2、绝缘块7、气动元件6、电力线终端承载导轮8，开关动刀极4和电极2联结，开关动刀极4和气动元件6的叉头联结，静电极5和绝缘块7固定，电极2上接导线A、B，电极5接导线D、12是开关组件封闭箱体，用来防止水和水气进入而出现开关冻结。
三、发明内容
要解决的问题：电力线上结冰，导致电力线上的重量增加，导致电力线路损坏的问题；现有技术改变导线面积，几乎是不可能的。
技术方案：
如图1所示，高压变频电路(101)，耦合电路(102)，控制电路(103)，检测电路(104)，通信电路(105)，输电电路1(106)，输电线路2(107)，回路耦合控制器(108)，回路耦合电路(109)，回路通信电路(110)，控制中心(111)；
高压变频电路(101)连接耦合电路(102)；耦合电路(102)连接输电线路1(106)；耦合电路(102)连接输电线路2(107)；控制电路(103)连接控制高压变频电路(101)；控制电路(103)连接控制耦合电路(102)；检测电路(104)连接通信电路(105)；检测电路(104)连接输电线路1(106)；检测电路(104)连接输电线路2(107)；通信电路(105)连接控制电路(103)；回路耦合电路(109)连接输电线路1(106)；回路耦合电路(109)连接输电线路2(107)；回路耦合控制器(108)连接控制回路耦合电路(109)接通和断开；回路通信电路(110)连接回路耦合控制器(108)，将控制中心(111)传输的命令信号传送给回路耦合控制器(108)；控制中心(111)通过通信电路连接通信电路(105)；控制中心(111)通过通信电路连接回路通信电路(110)。
工作原理：交流在导线中传输会产生集肤效应，即电流在导线的表面传输，交流电的频率越高，集肤效应越明显；由于高频交流集肤电流大多数电流只在导线表面传输，当集肤电流只在导线表面流动时由于减小了电流传输的截面积，因而增大了线路的传输电阻，线路的电阻效应产生热量；在控制电路的控制下，当传输导线上积雪或覆冰太多，影响线路正常工作时，启动融冰装置的高频变频电路，并将高频电流加载到传输线路上，利用集肤电流的电阻效应将冰融化。
电路控制的工作原理：高压变频电路(101)连接耦合电路(102)，高压变频电路(101)从输电线路上直接获取电流，或通过电流互感器获得电流，获得的电流经过整流变为直流，然后经过高压变频电路(101)将频率升高后送给耦合电路(102)；
耦合电路(102)连接输电线路1(106)，耦合电路(102)连接输电线路2(107)，耦合电路将来自于高压变频电路(101)输出的高频电流耦合到输电线路上输电线路1(106)、输电线路2(107)；输电线路1(106)为输电线路的一根相线；输电线路2(107)为输电线路的另外一根相线，或输电线路的中心线；
控制电路(103)连接控制高压变频电路(101)，控制电路(103)控制高压变频电路(101)的运行与关闭；
控制电路(103)连接控制耦合电路(102)，控制电路(103)控制耦合电路(102)的运行与关闭；
检测电路(104)连接通信电路(105)，检测电路(104)利用传感器探测加载到输电线路上的各种传输电压、电流、频率、谐波参数，以及输电线路的温度、振动、加速度及导线的翻滚情况；检测电路将测试到的传输通过通信电路传送到控制中心(111)，由控制中心处理，产生控制命令传送至控制电路(103)；
或检测电路(104)直接将测试的参数传送给控制电路(103)，由控制电路(103)控制高压变频电路(101)、耦合电路(102)动作；
耦合电路(102)连接输电线路1(106)；耦合电路(102)连接输电线路2(107)；回路耦合电路(109)连接输电线路1(106)；回路耦合电路(109)连接输电线路2(107)；回路耦合控制器(108)连接控制回路耦合电路(109)接通和断开；回路通信电路(110)连接回路耦合控制器(108)，将控制中心(111)传输的命令信号传送给回路耦合控制器(108)；从而使产生的高频交流信号能加载到两根输电线路上构成回路，当加载电流流过两根输电线路时会在两根导线上发热融冰。
控制中心(111)通过通信电路连接通信电路(105)；控制中心(111)与控制电路(103)通信线路用光纤连接，或无线连接。
有益效果：本方案利用高频交流电在电力线上的集肤效应，在线的外层发热的机制来融冰，既避免结冰导致电力线损坏的问题，同时损耗的能量少，效率高，可以远程控制。
四、附图说明
图1基于集肤效应的电力线融冰自动实现装置原理框图
五、具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述：
优选实例1：
如图1所示，高压变频电路(101)，耦合电路(102)，控制电路(103)，检测电路(104)，通信电路(105)，输电电路1(106)，输电线路2(107)，回路耦合控制器(108)，回路耦合电路(109)，回路通信电路(110)，控制中心(111)；
高压变频电路(101)连接耦合电路(102)；耦合电路(102)连接输电线路1(106)；耦合电路(102)连接输电线路2(107)；控制电路(103)连接控制高压变频电路(101)；控制电路(103)连接控制耦合电路(102)；检测电路(104)连接通信电路(105)；检测电路(104)连接输电线路1(106)；检测电路(104)连接输电线路2(107)；通信电路(105)连接控制电路(103)；回路耦合电路(109)连接输电线路1(106)；回路耦合电路(109)连接输电线路2(107)；回路耦合控制器(108)连接控制回路耦合电路(109)接通和断开；回路通信电路(110)连接回路耦合控制器(108)，将控制中心(111)传输的命令信号传送给回路耦合控制器(108)；控制中心(111)通过通信电路连接通信电路(105)；控制中心(111)通过通信电路连接回路通信电路(110)。
工作原理：交流在导线中传输会产生集肤效应，即电流在导线的表面传输，交流电的频率越高，集肤效应越明显；由于高频交流集肤电流大多数电流只在导线表面传输，当集肤电流只在导线表面流动时由于减小了电流传输的截面积，因而增大了线路的传输电阻，线路的电阻效应产生热量；在控制电路的控制下，当传输导线上积雪或覆冰太多，影响线路正常工作时，启动融冰装置的高频变频电路，并将高频电流加载到传输线路上，利用集肤电流的电阻效应将冰融化。
优选实例2：电路控制的工作原理：
高压变频电路(101)连接耦合电路(102)，高压变频电路(101)从输电线路上直接获取电流，或通过电流互感器获得电流，获得的电流经过整流变为直流，然后经过高压变频电路(101)将频率升高后送给耦合电路(102)；
耦合电路(102)连接输电线路1(106)，耦合电路(102)连接输电线路2(107)，耦合电路将来自于高压变频电路(101)输出的高频电流耦合到输电线路上输电线路1(106)、输电线路2(107)；输电线路1(106)为输电线路的一根相线；输电线路2(107)为输电线路的另外一根相线，或输电线路的中心线；
控制电路(103)连接控制高压变频电路(101)，控制电路(103)控制高压变频电路(101)的运行与关闭；
控制电路(103)连接控制耦合电路(102)，控制电路(103)控制耦合电路(102)的运行与关闭；
检测电路(104)连接通信电路(105)，检测电路(104)利用传感器探测加载到输电线路上的各种传输电压、电流、频率、谐波参数，以及输电线路的温度、振动、加速度及导线的翻滚情况；检测电路将测试到的传输通过通信电路传送到控制中心(111)，由控制中心处理，产生控制命令传送至控制电路(103)；
或检测电路(104)直接将测试的参数传送给控制电路(103)，由控制电路(103)控制高压变频电路(101)、耦合电路(102)动作；
耦合电路(102)连接输电线路1(106)；耦合电路(102)连接输电线路2(107)；回路耦合电路(109)连接输电线路1(106)；回路耦合电路(109)连接输电线路2(107)；回路耦合控制器(108)连接控制回路耦合电路(109)接通和断开；回路通信电路(110)连接回路耦合控制器(108)，将控制中心(111)传输的命令信号传送给回路耦合控制器(108)；从而使产生的高频交流信号能加载到两根输电线路上构成回路，当加载电流流过两根输电线路时会在两根导线上发热融冰。
优选实例3：
控制中心(111)通过通信电路连接通信电路(105)；控制中心(111)与控制电路(103)通信线路用光纤连接，或无线连接。
虽然结合附图对本发明的实施方式进行说明，但本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内作出各种变形或修改。

Claims (4)

1.基于集肤效应的电力线融冰自动实现装置，包括：高压变频电路(101)，耦合电路(102)，控制电路(103)，检测电路(104)，通信电路(105)，输电电路1(106)，输电线路2(107)，回路耦合控制器(108)，回路耦合电路(109)，回路通信电路(110)，控制中心(111)；其特征是：
高压变频电路(101)连接耦合电路(102)；耦合电路(102)连接输电线路1(106)；耦合电路(102)连接输电线路2(107)；控制电路(103)连接控制高压变频电路(101)；控制电路(103)连接控制耦合电路(102)；检测电路(104)连接通信电路(105)；检测电路(104)连接输电线路1(106)；检测电路(104)连接输电线路2(107)；通信电路(105)连接控制电路(103)；回路耦合电路(109)连接输电线路1(106)；回路耦合电路(109)连接输电线路2(107)；回路耦合控制器(108)连接控制回路耦合电路(109)接通和断开；回路通信电路(110)连接回路耦合控制器(108)，将控制中心(111)传输的命令信号传送给回路耦合控制器(108)；控制中心(111)通过通信电路连接通信电路(105)；控制中心(111)通过通信电路连接回路通信电路(110)。
2.根据权利要求1所述的基于集肤效应的电力线融冰自动实现装置，其特征是：
交流在导线中传输会产生集肤效应，即电流在导线的表面传输，交流电的频率越高，集肤效应越明显；由于高频交流集肤电流大多数电流只在导线表面传输，当集肤电流只在导线表面流动时由于减小了电流传输的截面积，因而增大了线路的传输电阻，线路的电阻效应产生热量；在控制电路的控制下，当传输导线上积雪或覆冰太多，影响线路正常工作时，启动融冰装置的高频变频电路，并将高频电流加载到传输线路上，利用集肤电流的电阻效应将冰融化。
3.根据权利要求1所述的基于集肤效应的电力线融冰自动实现装置，其特征是：
控制中心(111)通过通信电路连接通信电路(105)；控制中心(111)与控制电路(103)通信线路可以用光纤连接，或无线连接。
4.根据权利要求1所述的基于集肤效应的电力线融冰自动实现装置，其特征是：高压变频电路(101)连接耦合电路(102)，高压变频电路(101)从输电线路上直接获取电流，或通过电流互感器获得电流，获得的电流经过整流变为直流，然后经过高压变频电路(101)将频率升高后送给耦合电路(102)；
耦合电路(102)连接输电线路1(106)，耦合电路(102)连接输电线路2(107)，耦合电路将来自于高压变频电路(101)输出的高频电流耦合到输电线路上输电线路1(106)、输电线路2(107)；输电线路1(106)为输电线路的一根相线；输电线路2(107)为输电线路的另外一根相线，或输电线路的中心线；
控制电路(103)连接控制高压变频电路(101)，控制电路(103)控制高压变频电路(101)的运行与关闭；
控制电路(103)连接控制耦合电路(102)，控制电路(103)控制耦合电路(102)的运行与关闭；
检测电路(104)连接通信电路(105)，检测电路(104)利用传感器探测加载到输电线路上的各种传输电压、电流、频率、谐波参数，以及输电线路的温度、振动、加速度及导线的翻滚情况；检测电路将测试到的传输通过通信电路传送到控制中心(111)，由控制中心处理，产生控制命令传送至控制电路(103)；
或检测电路(104)直接将测试的参数传送给控制电路(103)，由控制电路(103)控制高压变频电路(101)、耦合电路(102)动作；
耦合电路(102)连接输电线路1(106)；耦合电路(102)连接输电线路2(107)；回路耦合电路(109)连接输电线路1(106)；回路耦合电路(109)连接输电线路2(107)；回路耦合控制器(108)连接控制回路耦合电路(109)接通和断开；回路通信电路(110)连接回路耦合控制器(108)，将控制中心(111)传输的命令信号传送给回路耦合控制器(108)；从而使产生的高频交流信号能加载到两根输电线路上构成回路，当加载电流流过两根输电线路时会在两根导线上发热融冰。
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