CN103022947A - 一种自动升温输电线系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动升温输电线系统，包括导线部分、升温部分以及通气部分，导线部分的内部为空腔，该空腔与通气部分连通，升温部分固定在导线部分上，升温部分包括发热体以及两块相互对称的导磁体，发热体上设有通孔，两块导磁体的上端铰链，两块导磁体的中部分别设有一块凸起的导磁条，两块导磁条相互接触后与两块导磁体组成闭合回路，其中一块导磁条上缠绕有线圈，线圈的一端连接有第一双金属片，线圈的另一端与发热体连接。本发明采用上述结构，能防止输电线上出现附着冰雪的情况，避免输电线因承受的压力过重，导致输电线摇晃甚至是断裂，从而保证输电线的正常工作。

Description

一种自动升温输电线系统

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体是一种自动升温输电线系统。

背景技术

随着我国经济的发展，社会的进步，电力在各行各业以及人们的生活中起着至关重要的作用。社会对电力的需求，促使国家在电网建设上投入了大量资金，由过去的高压向超高压、特高压发展，由过去的片区电网向横穿若干省的骨干电网发展，导致电网长达数千公里，穿越高海拔、高寒地区，特别是冬季，经常出现导线的覆冰压坏输电铁塔；使导线断裂，造成事故，严重影响后端人们的生活和各行业的正常运作。因此，提高输电线路的防雪与冰的能力是十分有必要的。

当前，国内外的防雪除冰的方法主要有热力融冰、机械除冰和自然脱冰等，其实施方式主要有短路融冰、调负融冰、直流电流融冰和电容补偿电感调负融冰等。但是，不论采用什么方式融冰，均是在一条导线或多条导线上同时进行，即没有覆雪或冰的导线也会一同升温，造成能源浪费，不利于设备的正常运行，有的甚至需要输电线路停电配合融雪、冰，同时，这些方法多处于被动除雪除冰，在导线的大量雪或冰与导线分离时，会出现导线剧烈舞动，破坏输电设施。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动升温输电线系统，能够使整条输电线的温度始终处于“0”摄氏度以上的某个值，防止输电线上出现附着冰雪的情况，避免输电线承受的压力过重，从而保证输电线的正常工作。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种自动升温输电线系统，包括导线部分、升温部分以及通气部分，所述导线部分的内部为空腔，该空腔与通气部分连通，所述升温部分固定在导线部分上，两个相邻的导线部分通过导线接续部分连接。升温部分主要是提供热源，以提高整个输电线的温度；将导线部分做成空腔结构，便于空气在导线部分内部流通；通气部分为导线部分提供流动的空气，通过通气部分，可将导线部分局部的热量扩散到整个导线部分，从而起到对输电线升温的作用。

进一步地，所述导线部分从内往外依次包括通风管、牵引层及导电层，所述牵引层由若干呈螺旋状缠绕在通风管上的钢线制成，所述导电层由若干呈螺旋状缠绕在牵引层上的导线制成。钢质螺旋管能对整个导线部分起到一定的支撑作用，同时，在导线拉伸情况下，不会出现严重收缩的情况，另外，钢质螺旋管还具有一定密封性，确保通气部分通入的空气能在螺旋管内按一定速度流动；牵引层用于承载整条输电线的各种荷载，可根据需要可设置为一层或多层；导电层的导线可根据需要也可设置为一层或多层。

进一步地，所述通风管为钢质螺旋管，该钢质螺旋管的螺旋方向与牵引层的螺旋方向相反，且牵引层的螺旋方向与导电层的螺旋方向相反。层与层之间的螺旋方向采用相反设置，能够使输电线缠绕更紧，不易出现松散。

进一步地，所述导线接续部分包括用于连接两段通风管的螺旋管活节头、用于连接两段牵引层的牵引层压接管及用于连接两段导线层的导线压接管。连接两段通风管时，将螺旋管活节头两端均旋在通风管上，类似于水管的连接；牵引层压接管、导线压接管将对应的牵引层、导线层连接好之后，可采用工具将牵引层压接管、导线压接管压实，防止钢线头松脱。

进一步地，所述导线部分上设有牵引层压线环和导线层压线环，所述牵引层压线环套接在牵引层上，导线层压线环套接在导线层上。牵引层压线环和导线层压线环主要是用于进一步紧固牵引层和导线层，防止出现松散。

进一步地，所述升温部分包括发热体以及两块相互对称的导磁体，所述发热体上设有通孔，两块导磁体的上端铰链，两块导磁体的中部分别设有一块凸起的导磁条，两块导磁条相互接触后与两块导磁体组成闭合回路，所述其中一块导磁条上缠绕有线圈，所述线圈的一端连接有第一双金属片，线圈的另一端与发热体连接，所述两块导磁体上还设有卡口，所述卡口位于两块导磁条与两块导磁体组成闭合回路内。发热体上的通孔以及导磁体上的卡口都是用于穿接输电线，导磁体与线圈组成电流互感器，输电线上的电流经电流互感器的转换，可用于驱动发热体工作，为输电线提供热源；可根据环境温度的不同，第一双金属片可实现发热体的接通与断开。

进一步地，所述升温部分还包括第二双金属片，所述第二双金属片的一端固定在其中一块导磁体的下端，第二双金属片的另一端伸向另一块导磁体。由于两块导磁体的上端是铰链的，因此，根据环境温度的不同，通过第二双金属片，可调节两块导磁体的下端的距离，实现两块导磁条的接触与分离，进而控制导磁体与线圈组成的电流互感器的工作状态，即由第二双金属片决定电流互感器是否工作，此处的第二双金属片起到总开关的作用。

双金属片也称热双金属片，由于各组元层的热膨胀系数不同，当温度变化时，主动层的形变要大于被动层的形变，从而双金属片的整体就会向被动层一侧弯曲，从而产生形变。其中，膨胀系数较高的称为主动层；膨胀系数较低的称为被动层。双金属片被广泛用在继电器，开关，控制器等上面，比如日光灯的启辉器。

更进一步地，所述通气部分包括气泵，所述气泵通过通气管道与导线部分的通风管连通。气泵向导线部分的通风管内灌入空气，保证通风管内的空气能够良好地流通。

进一步地，所述通气管道上设有可调气阀。可调气阀可以调节空气在通风管中的进入量，以达到合适的风量。

综上所述，本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：

（1）本发明通过导线部分、升温部分及通气部分的紧密配合，使输电线的温度能够始终维持在一个不会使输电线附冰雪的范围内，做到了主动去除冰雪，相比传统的被动除冰雪，本发明不会造成输电线晃动，更不会出现输电线因为承重过大而断裂的问题，从而保证了输电线的正常工作。

（2）本发明采用导磁体与线圈组成电流互感器的方式为发热体提供电源，而不需要额外的供电装置，从而减小了升温部分的体积，简化了连接，更便于操作和维护。

（3）本发明采用气泵不断地向通风管内灌入空气，使整个通风管做到了空气流通，当输电线所在环境的温度较高时，能有效地带走热量，降低输电线的温度，使其维持在一个较为适宜的范围内；而当输电线所在环境的温度较低时，又能将升温部分产生的热量扩散到整个输电线，保证输电线上不会附着冰雪，使输电线保持在一个稳定工作的状态。

（4）本发明采用双金属片作为控制部件，双金属片能够根据输电线周围的环境温度，产生形变，以控制发热体的工作状态，可以说做到了实时地控制，当输电线周围环境的温度较低时，双金属片产生形变，启动发热体开始工作，当输电线周围环境的温度较高时，双金属片恢复形变，断开发热体所在的回路，停止其工作，这样在一定程度上也减小了不必要的能耗。

附图说明

图1为本发明的导线部分的主视图；

图2为本发明的导线部分的横截面的结构示意图；

图3为本发明的导线接续部分的结构示意图；

图4为本发明的升温部分的主视图；

图5为本发明的升温部分工作时的侧视图；

图6为本发明的升温部分停止工作时的主视图；

图7为本发明的通气部分的结构示意图；

图8为本发明的整体结构示意图。

附图标记对应的名称为：1、通风管，2、牵引层，3、导线层，4、螺旋管活节头，5、牵引层压接管，6、导线压接管，7、牵引层压线环，8、导线层压线环，9、导磁体，10、发热体，11、线圈，12、第一双金属片，13、卡口，14、第二双金属片，15、导磁条，16、气泵，17、通气管道，18、可调气阀，19、通孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

本实施例包括导线部分、升温部分以及通气部分，导线部分的内部为空腔，该空腔与通气部分连通，升温部分固定在导线部分上，升温部分产生的热量通过通气部分沿着空腔扩散至整个输电线，提高输电线的温度；两个相邻的导线部分通过导线接续部分连接，以适应不同距离的线路，同时也便于更换。

实施例2：

如图1、图2所示，本实施例与实施例1基本相同，不同的地方是，将导线部分设计成多层结构，从内往外依次包括通风管1、牵引层2及导电层3，牵引层2由若干呈螺旋状缠绕在通风管1上的钢线制成，导电层3由若干呈螺旋状缠绕在牵引层2上的导线制成，通风管1保证了良好的通风性，牵引层2保证了输电线良好的支撑性和牵引性，而导电层3则保证了输电线应有的基本的导电性，因此，该结构的导线部分能够保证良好的通风性、支撑性、牵引性及导电性。

作为优选，本实施例的通风管1选用钢质螺旋管，且该钢质螺旋管的螺旋方向与牵引层2的螺旋方向相反，且牵引层2的螺旋方向与导电层3的螺旋方向相反，这样能保证整个导线部分缠绕紧密，不易出现松散。

本实施例两个相邻的导线部分通过导线接续部分连接，导线接续部分包括用于连接两段通风管1的螺旋管活节头4、用于连接两段牵引层2的牵引层压接管5及用于连接两段导线层3的导线压接管6。

为了进一步避免导线部分出现松散的情况，在导线部分上设置牵引层压线环7和导线层压线环8，牵引层压线环7套接在牵引层2上，导线层压线环8套接在导线层3上。

实施例3：

如图3~8所示，本实施例与实施例2基本相同，不同的是，本实施例对升温部分采用了独特的设计，升温部分包括发热体10以及两块相互对称的导磁体9，发热体10上设有通孔19，两块导磁体9的上端铰链，两块导磁体9的中部分别设有一块凸起的导磁条15，两块导磁条15相互接触后与两块导磁体9组成闭合回路，两块导磁体9上还设有卡口13，卡口13位于两块导磁条15与两块导磁体9组成闭合回路内。工作的时候，发热体10以及两块导磁体9分别通过通孔19、卡口13扣在导线部分上，由于两块导磁条15与两块导磁体9组成闭合回路，带电的导线部分穿过该闭合回路，产生电磁感应。

本实施例的其中一块导磁条15上缠绕有线圈11，线圈11与前述的闭合回路组成一个电流互感器，闭合回路作为一次绕组，而线圈11作为二次绕组，当有导线穿过一次绕组时，二次绕组上即会产生感应电流，该感应电流可驱动发热体10工作。

本实施例的线圈11的一端连接有第一双金属片12，线圈11的另一端与发热体10连接，第一双金属片12可随着输电线周围环境的温度变化而产生一定的形变，当温度低于某值时，第一双金属片12产生形变，并连通发热体10，使线圈11与发热体10组成闭合回路；当温度高于某值时，第一双金属片12恢复形变，并断开与发热体10的连接，使线圈11闭合，即第一双金属片12用于选择是否启动发热体10工作。

本实施例的升温部分还包括第二双金属片14，第二双金属片14的一端固定在其中一块导磁体9的下端，第二双金属片14的另一端伸向另一块导磁体9，当温度高于某值时，第二双金属片产生形变，将两块导磁体9的下端撑开，使两块导磁条15分离开，即断开导磁体9与导磁体15组成的回路，断开一次绕组，停止电流互感器的工作，第二双金属片14的作用就类似于升温部分的总开关。

本实施例的通气部分包括气泵16，气泵16通过通气管道17与导线部分的通风管1连通，气泵16不断地向通风管1内灌入空气，保持通风管1内的空气流通性；在通气管道17上设置可调气阀18，用于调节合适的风量。当升温部分不工作时，气泵16同样工作，此时气泵16向通气管1内灌入空气，主要是带走热量，避免输电线温度过高，影响性能；而当输电线周围的温度低于某值时，升温部分开始工作，气泵16灌入的空气将发热体10产生的热量扩散至整个输电线，防止输电线结冰附雪。

作为优选，整个输电线上可设置多个通气部分，即有多个气泵16同时工作，这样对升温效果以及工作效率等都有更好的提升。

作为另外一种优选，可在输电线的一端设置通气部分，气泵16向输电线内的通风管1通入空气，而在输电线的另一端设置吸气装置，如吸气泵，这样能加快空气的流通，起到快速升温的作用，同时，当输电线产生的热量过多时，也能迅速带走输电线产生的热量，防止输电线温度过高。

综上所述，本发明相比传统的输电线除冰除雪装置，变被动为主动，能够使输电线的温度始终保持在一定的温度上，避免输电线上附着冰雪，一来可以减小输电线的压力，二来可以减小铁塔的压力。因为传统的输电线在融冰除雪的时候，会造成输电线摆动，甚至是剧烈摆动，从而很容易造成铁塔及固定部件受损，甚至造成输电线的断裂，严重影响输电可靠性和安全性。另一方面，由于输电线有热胀冷缩的特性，当温度过高时，可导致输电线弧垂增大而带来安全隐患，通过本发明，可完全杜绝该情况的发生，因为气泵不断地将空气灌入输电线的通风管内，这样可以将输电线产生的热量迅速带走，避免了输电线出现温度过高的情况，保证了输电线始终在一个适宜的温度工作。 

Claims (9)

1.一种自动升温输电线系统，其特征在于：包括导线部分、升温部分以及通气部分，所述导线部分的内部为空腔，该空腔与通气部分连通，所述升温部分固定在导线部分上，两个相邻的导线部分通过导线接续部分连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动升温输电线系统，其特征在于：所述导线部分从内往外依次包括通风管（1）、牵引层（2）及导电层（3），所述牵引层（2）由若干呈螺旋状缠绕在通风管（1）上的钢线制成，所述导电层（3）由若干呈螺旋状缠绕在牵引层（2）上的导线制成。

3.根据权利要求2所述的一种自动升温输电线系统，其特征在于：所述通风管（1）为钢质螺旋管，该钢质螺旋管的螺旋方向与牵引层（2）的螺旋方向相反，且牵引层（2）的螺旋方向与导电层（3）的螺旋方向相反。

4.根据权利要求3所述的一种自动升温输电线系统，其特征在于：所述导线接续部分包括用于连接两段通风管（1）的螺旋管活节头（4）、用于连接两段牵引层（2）的牵引层压接管（5）及用于连接两段导线层（3）的导线压接管（6）。

5.根据权利要求2~4任一项所述的一种自动升温输电线系统，其特征在于：所述导线部分上设有牵引层压线环（7）和导线层压线环（8），所述牵引层压线环（7）套接在牵引层（2）上，导线层压线环（8）套接在导线层（3）上。

6.根据权利要求1所述的一种自动升温输电线系统，其特征在于：所述升温部分包括发热体（10）以及两块相互对称的导磁体（9），所述发热体（10）上设有通孔（19），两块导磁体（9）的上端铰链，两块导磁体（9）的中部分别设有一块凸起的导磁条（15），两块导磁条（15）相互接触后与两块导磁体（9）组成闭合回路，所述其中一块导磁条（15）上缠绕有线圈（11），所述线圈（11）的一端连接有第一双金属片（12），线圈（11）的另一端与发热体（10）连接，所述两块导磁体上还设有卡口（13），所述卡口（13）位于两块导磁条（15）与两块导磁体（9）组成闭合回路内。

7.根据权利要求6所述的一种自动升温输电线系统，其特征在于：所述升温部分还包括第二双金属片（14），所述第二双金属片（14）的一端固定在其中一块导磁体（9）的下端，第二双金属片（14）的另一端伸向另一块导磁体（9）。

8.根据权利要求1所述的一种自动升温输电线系统，其特征在于：所述通气部分包括气泵（16），所述气泵（16）通过通气管道（17）与导线部分的通风管（1）连通。

9.根据权利要求8所述的一种自动升温输电线系统，其特征在于：所述通气管道（17）上设有可调气阀（18）。

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