CN102881372A

CN102881372A - 新型低温红外线加热自动除冰高压输电导线

Info

Publication number: CN102881372A
Application number: CN2012103777658A
Authority: CN
Inventors: 李天昌; 林天同; 冯霞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2013-01-16

Abstract

本发明是将一种新型可产生低温红外线热能的导电聚酯纤维制成的辅助加热导线与普通高压输电导线相结合，用高导热绝缘材料作为其护套，与钢芯绝缘并铰缠在一起，再将铝绞线铰缠在钢芯的外面，成为一体。如遇低温冻雨天气，可能引起高压输电导线覆冰，或已覆冰需要自动除覆冰时，在不停电的情况下，将辅助电源加载到这种辅助加热导线上，与铝铰线之间产生电压差，闭合开关K后，辅助加热导线便产生低温红外线热能，使钢芯和铝铰线温度升高，达到防止或自动除覆冰的目的。

Description

新型低温红外线加热自动除冰高压输电导线

技术领域

本发明涉及一种高压输电导线及其避雷线，尤其涉及一种新型低温红外线辅助加热可自动除冰的高压输电导线。

背景技术

近年来，针对高压输电线路在低温冻雨天气遭受严重覆冰导致电线舞动、断线和杆塔倒塌等现象，国内外一些科研机构、高等院所和电力企业提出了多种线路除冰方法。归纳起来主要有三大类。

1、机械除冰法。是用机器人在高压输电线路上来回作业，因其技术还不成熟，且作业时高压输电线路需要停电，造成的损失较大。因此，这种方法还未在实际中推广应用，前景也不容乐观；

2、自然除冰。依赖天气气温升高自动除冰，是一种被动式的融冰方法，也是当前所采用的主要融冰方法；

3、热力融冰法。又有两种融冰方法最具代表性。

(1)覆冰输电线路高频高压除冰方法。通过施以大约33KV，100KHz的激励，利用覆冰在高频电场下的介质损耗以及高频状态下导线集肤效应引起的焦耳热对覆冰输电线路综合作用进行融冰。但这种方法能耗较大、控制较为复杂、应用成本较高。虽然在少数地方试用，但不便全面推广。

(2)辅助加热融冰法。在钢芯和铝铰线之间增加一个绝缘层，或是在钢芯中间增加一根带绝缘层的辅助加热电阻。平时输电时，仅铝铰线工作。需要除冰时，给钢芯或辅助加热电阻供电加热，使钢芯和铝铰线温度升高，达到除冰的目的。但这种辅助加热除冰方式也存在技术缺陷。即钢芯的发热效率低，需要较大的电流，且长时间通电，如果控制失效，钢芯(特别是接头部位)发热温度过高，或用电阻辅助加热，如果控制失效，电阻温度过高，容易破坏绝缘护套、钢芯和铝铰线。因此，适用范围受到限制，也无法推广使用。

经检索，尚未发现类似本发明的高压输电导线。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种新型低温红外线辅助加热自动除冰的高压输电导线。如遇低温冻雨天气，可能引起高压输电导线覆冰，或已覆冰需要自动除覆冰时，在不停电的情况下，将辅助电源加载到这种辅助加热导线上，与铝铰线之间产生电压差，闭合开关K后，辅助加热导线便产生红外线热能，使钢芯和铝铰线温度升高，达到防止或自动除覆冰的目的。

本发明的目的是这样实现的；

本发明是在普通高压输电导线的基础上，将其一股钢芯更换为辅助加热导线，用高导热绝缘材料作为其护套，与钢芯绝缘并铰缠在一起，再将铝铰线铰缠在钢芯的外面，成为一体。

具体地说，本发明包括辅助加热导线、高导热绝缘护套、钢芯和铝铰线四部分组成：

1、辅助加热导线

辅助加热导线由多根可产生低温红外线热能的导电聚酯纤维制成；主要用来给高压输电导线辅助加热。

2、高导热绝缘护套

高导热绝缘护套由高导热硅橡胶复合绝缘材料制成；主要用来作为辅助加热导线的保护和绝缘层，使其与钢芯绝缘。

3、钢芯

钢芯由多根钢丝铰缠而成；与辅助加热导线铰缠在一起，主要用来满足高压输电导线的机械抗拉强度。

4、铝铰线

铝铰线由多根铝线相互铰缠而成，并铰缠钢芯外面，成为一体，主要用来满足输送不同功率的电流电压。

本发明的工作原理如下：

当遇到低温冻雨天气，可能引起高压输电导线覆冰，或已覆冰需要自动除覆冰时，将辅助电源加载到辅助加热导线(1)上，使其与铝铰线(4)之间产生电压差，闭合开关K后，辅助加热导线(1)便可产生红外线热能，使钢芯和铝铰线温度升高，达到防止或自动除覆冰的目的。

本发明的关键技术创新点如下：

1、本发明是将一种新型可产生低温红外线热能的导电聚酯纤维制成的辅助加热导线与普通高压输电导线相结合，创造出了一种用低温红外线加热可防止和自动除覆冰的新型高压输电导线。可实现在不停电情况下，防止和自动除高压输电线路覆冰。

2、本发明将其结构设计成中管式，用高导热硅橡胶复合绝缘材料作为辅助加热导线的护套，与钢芯绝缘并铰缠在一起，再将铝铰线铰缠在钢芯外面，成为一体。这种结构简单，易于加工，可防止高导热绝缘护套和辅助加热导线在运输、安装中被意外损坏。

3、本发明利用了导电聚酯纤维的电工特性，通电后可生低温红线外线热能，在额定功率范围内，其工作电压从2V—任意电压值，发热后自身温度为45—75℃。超过额定功率1.27倍后，自身温度会升高，熔断温度为180℃。这就不会破坏高导热绝缘护套及钢芯和铝铰线。原因是：高导热绝缘护套的最高工作温度为200℃；钢芯的熔点为1550℃，铝铰线的熔点为660℃；钢芯铝铰线的最高工作温度为200℃，在180℃的情况下，其抗拉强度1350Mpa，较常温的1300Mpa还略有增强。

本发明具有的优点和积极效果：

1、本发明解决了一个关键的技术难题。即：在不停电的情况下，用低温红外线热能防止或自动除高压输电线路上的覆冰。而普通高压输电线路采取高频高压辅助加热除冰时，因钢芯发热效率低，所用的电流电压过大，如果控制失效，钢芯发热温度过高，容易破坏绝缘护套和铝铰线，导致辅助加热除冰失败；或因钢芯温度过高，自身软化，机械抗拉强度降低而被拉断，产生重大安全事故。用电阻作辅助加热导线时，如果控制失效，电阻发热温度过高，容易破坏绝缘护套、钢芯和铝铰线等。

2、结构简单、易于加工。这种新型低温红外线加热自动除冰高压输电导线线，其结构设计为中管式，是将普通高压输电导线的一股钢芯更换成辅助加热导线，其生产工艺与普通的高压输电导线相同。结构简单，易于加工。

3、安全可靠、适用性强。将辅助加热导线用高导热硅橡胶复合绝缘材料作护套，与钢芯绝缘并与铰缠在一起，再将铝铰线铰缠在钢芯的外面，成为一体。可防止绝缘护套和辅助加热导线在运输、安装中被意外损。安全可靠、适用性强。

4、成本较低、便于推广。辅助加热导线由导电聚酯纤维材料制成，高导热绝缘护套由高导热硅橡胶复合绝缘材料制成，二者均为国产品，成本较低。如果考虑到这种高压输电导线可防止或自动除覆冰，线路上没有了覆冰负荷，导线本身的机械抗拉强度要求和保险系数均可大幅降低，钢芯的线径可减小，自身重量会减轻，对杆塔等承重构件的承重能力要求也会降低。此举可节约整个输电线路的投资，经济效益和社会效益巨大，具有较为广阔的商业前景。

附图说明

图1是本发明的结构剖面图；

图2是本发明的工作原理图；

其中：

1—辅助加热导线；

2—高导热绝缘护套；

3—钢芯；

4-铝铰线；

具体实施方式

一、总体

如图1，本发明包括可产生低温红外线热能的导电聚酯纤维制成的辅助加热导线(1)、高导热绝缘护套(2)、钢芯(3)和铝铰线(4)。

辅助加热导线(1)用高导热绝缘材料作护套(2)，与钢芯(3)铰缠在一起，铝绞线(4)又铰缠在钢芯(3)的外面，成为一体。

二、功能零部件

1、辅助加热导线(1)由可产生低温红外线热能的导电聚酯纤维制成，可根据不同线径和发热量大小的需要，将多根纤维铰缠在一起，再用高导热绝缘材料作护套(2)，通电后产生红外线热能。

2、高导热绝缘护套(2)由高导热硅橡胶复合绝缘材料制成，作为辅助加热导线(1)的护套。既有较好的导热特性、耐热特性，又有极佳的电工绝缘特性。

3、钢芯(3)与普通高压输电导线功能相同，可根据不同的需求，将多根钢芯相互铰缠在一起，主要用来满足高压输电导线的机械抗拉强度。

4、铝铰线(4)与普通高压输电导线功能相同，可根据不同的需求，将多根铝线相互铰缠于钢芯外面，成为一体，主要用来满足输送不同功率的电流电压。

Claims

1.新型低温红外线加热自动除冰高压输电导线，

其特征在于：

可产生低温红外线热能的导电聚酯纤维制成的辅助加热导线(1)、高导热绝缘护套(2)、钢芯(3)和铝铰线(4)，互相铰缠在一起，成为一体。

2.其中所述的一种如权利要求1所述的辅助加热导线(1)为导电聚酯纤维，

其特征在于：

这种导电聚酯纤维通电后可产生低温红外线热能，主要技术特性如下：

表1.

项目数值备注纤维直径 0.5mm 表面温度 45-75℃ 过功率熔断温度180℃ 热转化率 100％主波长 8-14μm 法向辐射率 87％电热辐射转换效率 84％工作电气强度 4000V 1分钟内无闪络击穿潮态电气强度 4000V 湿度90％无闪络击穿电阻阻值 13-16KΩ/m 常温自然条件下工作电压 2-∞V 在额定功率范围内工作寿命＞30年弹性系数 230(kg/mm²) 工频电场 163V/m 工频磁场 6.8mGs

3.其中所述的一种如权利要求1所述的高导热绝缘护套(2)为高导热硅橡胶复合绝缘材料，

其特性在于：

这种高导热硅橡胶复合绝缘材料既有较好的导热特性、耐热特性，又有极佳的绝缘特性，主要技术特性如下：

表2.

测试项目测试方法单位 K-10测试值

厚度 ASTM D374 mm 0.15 比重 ASTM D792 g/cc 1.7±0.1 硬度 ASTM D2240 Shore C 75±5 抗拉强度 ASTM D412 Mpa 5000 耐温范围 EN344 ℃ -50～+200 耐电压 ASTM D149 kv/mm ≥7.0 体积电阻 ASTMD257 Ω·cm 1012 阻燃性 UL-94 V-0 导热系数 ASTM D5470 w/(m·k) 1.3

4.其中所述的一种如权利要求1所述的这种新型低温红外线加热自动除冰高压输电导线的结构设计为中管式，

其特性在于：

将多根可产生低温红外线热能的导电聚酯纤维绞缠在一起制成辅助加热导线(1)，用高导热绝缘材料作为护套(2)，与钢芯(3)绝缘并铰缠在一起，铝铰线(4)又铰缠在钢芯(3)的外面，成为一体；这种结构简单，既易于加工，又可防止高导热绝缘护套和辅助加热导线在运输、安装中被意外损坏。