CN107394735B - 输电线路主动防冰方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路主动防冰方法，第一步骤是准备步骤，工作人员将高压泵和装有防冰液的液罐运输至主动型防冰输电线路处；第二步骤是工作人员检查防冰液箱内的液位是否低于下液位传感器；如果该线塔上的防冰液箱内的液位高于下液位传感器或与下液位传感器相平齐，则直接使用遥控器打开遥控电磁阀，使该防冰液箱向防冰液槽内注入防冰液；如果该线塔上的防冰液箱内的液位高于下液位传感器，则通过法兰接头连接该处的进液管和输液管，打开进液阀，启动高压泵向防冰液箱内注入防冰液；本发明步骤简便，在冬季能够方便可靠地利用防冰液实现输电线路防冰，防止输电线路覆冰带来的危害。

Description

输电线路主动防冰方法

技术领域

本发明涉及供电技术领域，尤其涉及输电线路防冰技术。

背景技术

现代社会的正常运转离不开电力的正常供应。在冬季，由于气温低，因此在雨雪等天气条件下，输电线路上容易发生覆冰现象。输电线路，尤其是高压输电线路，供电距离长，输电的容量大，一旦发生故障，将会给下游的用电单位和个人造成总量巨大的经济损失。如2005年华中电网的500KV超高压输电线路发生了倒塔并断线的事故，该次事故给下游的用电单位造成的经济损失超过了1000万元。经查，该次事故的主要原因就是输电线路的覆冰厚度超过设计允许的覆冰厚度所导致。当然，除了倒塔断线这种极端情况，输电线路覆冰的危害还可能表现在过负载、不均匀覆冰或不同期脱冰、覆冰导线舞动、绝缘子冰闪等方面。

在现代工业生产中，许多用电大户如电解铝生产企业，根据生产的规模，一次停炉事故将会造成少则百万，多则一两千万的经济损失。因此，输电线路稳定供应电力是现代社会正常运转的基础要求，输电线路防冰成为一个具有极强现实意义的研究课题。

目前，国际和国内的研究方向，聚集在除冰技术上，大致分为如下几类：

1、自然外力除冰。这是目前最简单易行也是最成熟的除冰技术。该技术主要利用自然中的大风和温差变化等自然外力去除输电线路覆冰；这是目前最简单易行也是最成熟的除冰技术。

2、机械除冰。机械除冰是通过机械对覆冰直接铲除，主要包括电磁脉冲除冰、滑动铲刮除冰和人工除冰三种方式。这些除冰方法较成熟，但是除净率低，受环境影响大。电磁脉冲除冰充分利用涡流的磁场与线圈磁场感应产生的斥力使导线扩张，待电流脉冲消失后导线收缩的原理，使导线表面的覆冰经导线反复的扩张和收缩后胀裂而掉落。滑动铲刮除冰是将电容器的冲击放电电流通过线圈产生的脉冲磁场转换为执行机构的脉冲力，进而将导线表面的覆冰击裂掉落。

3. 加热融冰法。加热融冰法是利用大于正常电流密度的传输电流通过输电线路时产生的焦耳热来融化导线的覆冰，极端情况为短路融冰。目前主要采用交流电流和直流电流两种加热融冰技术，利用高频高压激励产生的介电损耗融冰技术也有较小范围的应用。2011 年，由湖南大学王耀南所带的研究团队和湖南电力试验研究院、国防科技大学等多个机构联合承担并完成的“输电线路新型融冰、除冰技术及装置”的科研成果在输电线融冰领域中发挥了重要的作用。他们最新研制出来的行进直流融冰装置，已经在多条220 kV输电线路上成功地实现了直流融冰。

这些现有的研究成果，对于输电线路除冰来说具有重要意义，但这些研究都仅将研究方向放在了“覆冰后除冰”之上，目前尚没有如何防止输电线路覆冰的相关研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输电线路主动防冰方法，能够在冬季利用防冰溶液主动防止输电线路覆冰。

为实现上述目的，本发明的输电线路主动防冰方法依靠主动型防冰输电线路系统来进行，主动型防冰输电线路系统包括连接在线塔之间的输电线路和罩设在输电线路上的防冰罩筒，每一线塔上均设置有一防冰液箱，防冰液箱内盛装有防冰液；防冰液箱高于输电线路，防冰液箱为封闭式结构，防冰液箱顶端向上连接有放气管，防冰液箱上部连接有进液管，进液管底部设有进液阀；

防冰罩筒包括上罩筒和下罩筒，上罩筒和下罩筒均由钢化玻璃制成并均与输电线路相适配，上罩筒罩设在输电线路的上部，下罩筒罩设在输电线路下部并通过法兰结构向上与上罩筒固定连接；上罩筒上沿输电线路的长度方向设有若干道防冰液槽，各防冰液槽沿上罩筒的周向方向均匀间隔设置；上罩筒和下罩筒长度相同，均大于等于0.5米且小于等于2米；法兰结构由钢化玻璃制成；

防冰液箱底部连接有防冰液管，防冰液管的另一端与上罩筒最顶端的一道防冰液槽相连通，防冰液管上设有遥控电磁阀，遥控电磁阀配套设有遥控器；

所述防冰液为氯化钠水溶液或氯化钙水溶液或氯化镁水溶液；所述放气管顶部连接有开口朝下的遮挡罩；所述进液管向下沿线塔延伸至地面处，进液管的下端连接有法兰接头；沿输电线路的长度方向，每隔1000米在最顶端的防冰液槽内设置用于隔断防冰液槽的堵头；还包括有监控系统，监控系统包括电控装置、在防冰液箱上部设置的上液位传感器和在防冰液箱下部设置的下液位传感器；上液位传感器和下液位传感器均通过信号线连接电控装置，电控装置连接有显示器、无线通讯模块和蓄电池，下液位传感器下方的防冰液箱的容积大于等于相邻两个线塔之间的所有防冰液槽的容积之和；沿输电线路每隔300至2000米设置一个监控箱，所述电控装置、显示器和无线通讯模块均设置在监控箱内，监控箱设有箱门；

本输电线路主动防冰方法按以下步骤进行：

第一步骤是准备步骤，在天气预报24小时内将会发生冰雪天气时，工作人员使用运输车辆将高压泵和装有防冰液的液罐运输至主动型防冰输电线路处，高压泵的进液口连接液罐，高压泵的出液口连接输液管；

第二步骤是工作人员控制运输车辆沿输电线路的长度方向，由输电线路的起始端向末端行进；每行进至一监控箱处，打开监控箱的箱门，打开显示器检查前后500米范围内的防冰液箱内的液位是否低于下液位传感器，然后关闭显示器和箱门；

运输车辆行进过程中，每经过一个线塔，如果该线塔上的防冰液箱内的液位高于下液位传感器或与下液位传感器相平齐，则直接使用遥控器打开遥控电磁阀，使该防冰液箱向防冰液槽内注入防冰液，直到距离该防冰液箱480米处的防冰罩筒向下滴落防冰液，通过遥控器关闭遥控电磁阀；

如果该线塔上的防冰液箱内的液位低于下液位传感器，则通过法兰接头连接该处的进液管3和输液管，打开进液阀，启动高压泵向防冰液箱内注入防冰液，直到防冰液箱内的液位高于上液位传感器或与上液位传感器相平齐时，关闭高压泵和进液阀，分离该处法兰接头，将输液管与进液管相分离；然后再使用遥控器打开遥控电磁阀，使该防冰液箱向防冰液槽内注入防冰液，直到距离该防冰液箱480米处的防冰罩筒向下滴落防冰液，通过遥控器关闭遥控电磁阀；

重复进行第二步骤，直到沿输电线路长度方向，所有的防冰液槽内均注有防冰液。

所述无线通讯模块为2G模块或3G模块或4G模块，每一防冰液箱都对应一个编号，各防冰液箱的编号均不相同，

春、夏和秋三个季节，关闭监控系统；冬天到来时打开监控系统；当电控装置检测到某一编号的防冰液箱内的液位低于下液位传感器时，电控装置通过无线通讯模块向指定的手机号码发送提醒短信，提醒该编号的防冰液箱需要补充防冰液；

在冬季，工作人员每周根据提醒短信为所有需要补充防冰液的防冰液箱集中进行一次第二步骤中补充防冰液的操作。

本发明步骤简便，在冬季能够方便可靠地利用防冰液实现输电线路防冰，防止输电线路覆冰带来的危害。

冬季在冰雪天气到来前，通过防冰液箱向上罩筒最顶端的一道防冰液槽内注入防冰液，该道防冰液槽注满之后，沿输电线路周向，防冰液会自然向两侧的防冰液槽溢流，直到所有的防冰液槽内均进入防冰液之后，最后多余的防冰液就会分布至法兰结构上并向地面滴落。当雪落向输电线路时，被上罩筒挡住。通过溢流作用，上罩筒表面均分布有防冰液，落在上罩筒7上的冰雪直接与防冰液接触，从而不会凝结在上罩筒上。与上罩筒相接触的部分冰雪凝固点降低，融化后沿上罩筒向下流动，经过法兰结构（法兰结构上也有防冰液）落至地面。此流动过程也保证了上罩筒和法兰结构的表面持续都有防冰液存在。在融化部分的冰雪向下流动的过程，也会带着未融化部分的冰雪一同向下流动并滑落至地面，从而起到防止冰雪在输电线路上累积变厚的问题。

本发明的主动型防冰输电线路系统结构简单，便于安装和使用，在雨雪天气之前，根据气象预报可以启动本发明，有效地实现输电线路主动防冰，避免输电线路覆冰过多带来的危害。

本发明在工作中的消耗品为氯盐溶液，成本较低，易于补充，便于长期使用。放气管能够保证防冰液箱能够正常地进液和出液，遮挡罩能够避免雨雪或沙尘等杂物通过放气管进入防冰液箱。法兰接头非常方便将进液管与车载高压泵的输液管上的法兰接头相对接，便于进液。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明使用状态下的系统原理图；

图3是图2中放气管的放大图；

图4是监控系统的原理图；

图5是输电线路及防冰罩筒的截面示意图。

具体实施方式

如图1和图5所示，本发明的输电线路主动防冰方法通过主动型防冰输电线路系统来进行，主动型防冰输电线路系统包括连接在线塔16之间的输电线路9和罩设在输电线路9上的防冰罩筒，每一线塔16上均设置有一防冰液箱1，防冰液箱1内盛装有防冰液；防冰液箱1高于输电线路9，防冰液箱1为封闭式结构，防冰液箱1顶端向上连接有放气管2，防冰液箱1上部连接有进液管3，进液管3底部设有进液阀4；

防冰罩筒包括上罩筒7和下罩筒8，上罩筒7和下罩筒8均由钢化玻璃制成并均与输电线路9相适配，上罩筒7罩设在输电线路9的上部，下罩筒8罩设在输电线路9下部并通过法兰结构10向上与上罩筒7固定连接；上罩筒7上沿输电线路9的长度方向设有若干道防冰液槽11，各防冰液槽11沿上罩筒7的周向方向均匀间隔设置；上罩筒7和下罩筒8长度相同，均大于等于0.5米且小于等于2米（优选为1米）；法兰结构10由钢化玻璃制成；

防冰液箱1底部连接有防冰液管12，防冰液管12的另一端与上罩筒7最顶端的一道防冰液槽11相连通，防冰液管12上设有遥控电磁阀13，遥控电磁阀13配套设有遥控器（图未示遥控器）；所述防冰液为氯化钠水溶液或氯化钙水溶液或氯化镁水溶液。

所述放气管2顶部连接有开口朝下的遮挡罩14。放气管2能够保证防冰液箱1能够正常地进液和出液，遮挡罩14能够避免雨雪或沙尘等杂物通过放气管2进入防冰液箱1。

所述进液管3向下沿线塔16延伸至地面处，进液管3的下端连接有法兰接头15；这样，就非常方便将进液管3与车载高压泵22的输液管23上的法兰接头15相对接，便于进液。沿输电线路9的长度方向，每隔1000米在最顶端的防冰液槽11内设置用于隔断防冰液槽11的堵头。堵头为常规技术，图未示。

本发明的主动型防冰输电线路系统还包括有监控系统，监控系统包括电控装置17、在防冰液箱1上部设置的上液位传感器5和在防冰液箱1下部设置的下液位传感器6；上液位传感器5和下液位传感器6均通过信号线连接电控装置17，电控装置17连接有显示器18、无线通讯模块19和蓄电池20，下液位传感器6下方的防冰液箱1的容积大于等于相邻两个线塔16之间的所有防冰液槽11的容积之和。这样可以保证只要液位高于下液位传感器6，防冰液箱1内的溶液就能将防冰液槽11充满一次，保证完成一次防冰任务的使用量。

所述无线通讯模块19为2G模块或3G模块或4G模块。

沿输电线路9每隔300至2000米（包含端值）设置一个监控箱21，所述电控装置17、显示器18和无线通讯模块19均设置在监控箱21内，监控箱21设有箱门。这样，每个监控箱21监控一段输电线路，便于使用。

本发明的输电线路主动防冰方法按以下步骤进行：

第一步骤是准备步骤，在天气预报24小时内将会发生冰雪天气时，工作人员使用运输车辆将高压泵22和装有防冰液的液罐24运输至主动型防冰输电线路处，高压泵22的进液口连接液罐24，高压泵22的出液口连接输液管23；

第二步骤是工作人员控制运输车辆沿输电线路9的长度方向，由输电线路9的起始端向末端行进；每行进至一监控箱21处，打开监控箱21的箱门，打开显示器18检查前后500米范围内的防冰液箱1内的液位是否低于下液位传感器6，然后关闭显示器18和箱门；

运输车辆行进过程中，每经过一个线塔16，如果该线塔16上的防冰液箱1内的液位高于下液位传感器6或与下液位传感器6相平齐，则直接使用遥控器打开遥控电磁阀13，使该防冰液箱1向防冰液槽11内注入防冰液，直到距离该防冰液箱480米处的防冰罩筒向下滴落防冰液，通过遥控器关闭遥控电磁阀13；此时距离该防冰液箱1前后500米范围内的防冰液槽11内均基本注满防冰液。

如果该线塔16上的防冰液箱1内的液位低于下液位传感器6，则通过法兰接头15连接该处的进液管3和输液管23，打开进液阀4，启动高压泵22向防冰液箱1内注入防冰液，直到防冰液箱1内的液位高于上液位传感器5或与上液位传感器5相平齐时，关闭高压泵22和进液阀4，分离该处法兰接头15，将输液管23与进液管3相分离；然后再使用遥控器打开遥控电磁阀13，使该防冰液箱1向防冰液槽11内注入防冰液，直到距离该防冰液箱480米处的防冰罩筒向下滴落防冰液，通过遥控器关闭遥控电磁阀13；

重复进行第二步骤，直到沿输电线路9长度方向，所有的防冰液槽11内均注有防冰液。

所述无线通讯模块19为2G模块或3G模块或4G模块，每一防冰液箱1都对应一个编号，各防冰液箱1的编号均不相同，

春、夏和秋三个季节，关闭监控系统；冬天到来时打开监控系统，这样可以避免无效监控并节省相应的能量；

当电控装置17检测到某一编号的防冰液箱1内的液位低于下液位传感器6时，电控装置17通过无线通讯模块19向指定的手机号码发送提醒短信，提醒该编号的防冰液箱1需要补充防冰液；补充防冰液的过程中，当防冰液箱1内的液位到达上液位传感器5时，电控装置17接收到上液位传感器5发出的液位信号，并通过无线通讯模块19向指定的手机号码发送提醒短信，提醒该编号的防冰液箱1已充满防冰液。

在冬季，工作人员每周根据提醒短信为所有需要补充防冰液的防冰液箱1集中进行一次第二步骤中补充防冰液的操作。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.输电线路主动防冰方法，其特征在于：本方法通过主动型防冰输电线路系统来进行，主动型防冰输电线路系统包括连接在线塔之间的输电线路和罩设在输电线路上的防冰罩筒，每一线塔上均设置有一防冰液箱，防冰液箱内盛装有防冰液；防冰液箱高于输电线路，防冰液箱为封闭式结构，防冰液箱顶端向上连接有放气管，防冰液箱上部连接有进液管，进液管底部设有进液阀；

防冰罩筒包括上罩筒和下罩筒，上罩筒和下罩筒均由钢化玻璃制成并均与输电线路相适配，上罩筒罩设在输电线路的上部，下罩筒罩设在输电线路下部并通过法兰结构向上与上罩筒固定连接；上罩筒上沿输电线路的长度方向设有若干道防冰液槽，各防冰液槽沿上罩筒的周向方向均匀间隔设置；上罩筒和下罩筒长度相同，均大于等于0.5米且小于等于2米；法兰结构由钢化玻璃制成；

防冰液箱底部连接有防冰液管，防冰液管的另一端与上罩筒最顶端的一道防冰液槽相连通，防冰液管上设有遥控电磁阀，遥控电磁阀配套设有遥控器；

所述防冰液为氯化钠水溶液或氯化钙水溶液或氯化镁水溶液；所述放气管顶部连接有开口朝下的遮挡罩；所述进液管向下沿线塔延伸至地面处，进液管的下端连接有法兰接头；沿输电线路的长度方向，每隔1000米在最顶端的防冰液槽内设置用于隔断防冰液槽的堵头；还包括有监控系统，监控系统包括电控装置、在防冰液箱上部设置的上液位传感器和在防冰液箱下部设置的下液位传感器；上液位传感器和下液位传感器均通过信号线连接电控装置，电控装置连接有显示器、无线通讯模块和蓄电池，下液位传感器下方的防冰液箱的容积大于等于相邻两个线塔之间的所有防冰液槽的容积之和；沿输电线路每隔300至2000米设置一个监控箱，所述电控装置、显示器和无线通讯模块均设置在监控箱内，监控箱设有箱门；

本防冰方法按以下步骤进行：

第一步骤是准备步骤，在天气预报24小时内将会发生冰雪天气时，工作人员使用运输车辆将高压泵和装有防冰液的液罐运输至主动型防冰输电线路处，高压泵的进液口连接液罐，高压泵的出液口连接输液管；

第二步骤是工作人员控制运输车辆沿输电线路的长度方向，由输电线路的起始端向末端行进；每行进至一监控箱处，打开监控箱的箱门，打开显示器检查前后500米范围内的防冰液箱1内的液位是否低于下液位传感器，然后关闭显示器和箱门；

运输车辆行进过程中，每经过一个线塔，如果该线塔上的防冰液箱内的液位高于下液位传感器或与下液位传感器相平齐，则直接使用遥控器打开遥控电磁阀，使该防冰液箱向防冰液槽内注入防冰液，直到距离该防冰液箱480米处的防冰罩筒向下滴落防冰液，通过遥控器关闭遥控电磁阀；

如果该线塔上的防冰液箱内的液位低于下液位传感器，则通过法兰接头连接该处的进液管和输液管，打开进液阀，启动高压泵向防冰液箱内注入防冰液，直到防冰液箱内的液位高于上液位传感器或与上液位传感器相平齐时，关闭高压泵和进液阀，分离该处法兰接头，将输液管与进液管相分离；然后再使用遥控器打开遥控电磁阀，使该防冰液箱向防冰液槽内注入防冰液，直到距离该防冰液箱480米处的防冰罩筒向下滴落防冰液，通过遥控器关闭遥控电磁阀；

重复进行第二步骤，直到沿输电线路长度方向，所有的防冰液槽内均注有防冰液。

2.根据权利要求1所述的输电线路主动防冰方法，其特征在于：所述无线通讯模块为2G模块或3G模块或4G模块，每一防冰液箱都对应一个编号，各防冰液箱的编号均不相同，

春、夏和秋三个季节，关闭监控系统；冬天到来时打开监控系统；当电控装置检测到某一编号的防冰液箱内的液位低于下液位传感器时，电控装置通过无线通讯模块向指定的手机号码发送提醒短信，提醒该编号的防冰液箱需要补充防冰液；

在冬季，工作人员每周根据提醒短信为所有需要补充防冰液的防冰液箱集中进行一次第二步骤中补充防冰液的操作。