CN110779577B - 热水除冰系统的融冰技术参数获取方法及系统 - Google Patents

热水除冰系统的融冰技术参数获取方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了热水除冰系统的融冰技术参数获取方法及系统，通过获取在不同环境参数下，用以对不同种类的绝缘子进行除冰的融冰技术参数及其对应的除冰参数来分别构建在不同环境参数下的每种融冰技术参数的除冰效率模型，获取并将热水除冰系统的待实现的除冰参数的值输入到对应的环境参数及对应种类的绝缘子的每种融冰技术参数的除冰效率模型中，得到所述待实现的除冰参数的值在每种融冰技术参数的除冰效率模型中所对应的每种融冰技术参数的值。相比于现有技术，使用本发明中的方法获取的每种融冰技术参数设置热水除冰系统并进行除冰，能提高热水除冰系统的现场除冰效率。

Description

热水除冰系统的融冰技术参数获取方法及系统
技术领域
本发明涉及输电线路防冰技术领域，具体而言，涉及热水除冰系统的融冰技术参数获取方法及系统。
背景技术
自2005年和2008年我国南方重大冰灾后，电网防冰成为研究热点。国内外对于输电线路及设备的除冰技术主要是针对导线及变电设备的除冰。国网湖南省电力公司在输电线路直流融冰和变电站带电设备的热力除冰方面开展了诸多研究，开发研制了固定式、移动式、便携式3个系列9种型号直流融冰装置，容量从10千瓦至200兆瓦，满足不同程度冰灾快速、高效除冰要求。但直流融冰技术只适用于输电导线的除冰，无法对绝缘子覆冰产生作用。开发的带电热力除冰装置可在变电站对各类覆冰设备开展融冰，但由于其运输及作业高度的限制，只能应用于变电站除冰。湖南大学王耀南、曹文明等通过在实验室模拟直径与220KV导线相似的空管覆冰,当钢管周围覆冰厚度达5cm时，将除冰机器人悬挂在钢管未覆冰的一段上，冰机器人开始在线行走和除冰,在以4m/min前进速度下，前臂除冰刀以450rpm速度旋转切削钢管上的覆冰,切削冰肩四周飞溅，同时机器人前臂产生一定的震动，使较大冰块震裂并跌落，但效率低且无法切削绝缘子覆冰。
为防止绝缘子冰闪跳闸，过去主要采取人工除冰，安全风险大，效率低。2008年，11名电力职工就是因为上塔除冰而英勇牺牲。专门针对绝缘子的除冰研究有华中科技大学研究的激光除冰技术，朱晓教授等提出了利用二氧化碳激光除去绝缘子覆冰的实验方案。利用功率为50W的二氧化碳激光照射冰块，利用热量使冰块融化，测得融化1千克冰需要349KJ的能量，耗时117分钟；当功率为500W时，融化一千克冰需要734KJ的能量，耗时25分钟；进一步改进提出了激光热融加上冰块自身重力脱落法除冰的实验方案，利用功率为35W的二氧化碳激光照射冰块与绝缘子的接触面，降低其粘结力以致整体脱落从而达到除冰的目的，测得除去1千克冰需要90KJ的能量，耗时26分钟。但该装置存在野外覆冰现场运输困难以及不同绝缘子的承载能力不同存在功率过高导致绝缘子损伤的问题。
由于现有绝缘子除冰仍旧没有一种高效的办法，本发明拟采用热水对绝缘子进行除冰，但目前，无法制定绝缘子高效安全除冰方案，从而无法开展绝缘子除冰的现场实施。绝缘子热水除冰的水剂存在两个重要的能量损失环节，第一个为除冰剂从喷嘴出口到绝缘子的表面的降温过程，第二个为除冰剂到达绝缘子后与绝缘子上冰块的换热过程。
由于上述两个过程尚未有较好的规律，现有普通的直升机热水除冰的效率极低，尚未找到提高绝缘子热水除冰的关键影响因素，从而未能针对影响因素开展提升措施；因此，如何设置热水除冰系统的融冰技术参数，提高现场除冰的效率已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的缺陷，提供一种热水除冰系统的融冰技术参数获取方法及系统，用以解决现有的热水除冰系统的现场除冰效率不高的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种热水除冰系统的融冰技术参数获取方法，包括以下步骤：
在不同的融冰技术参数条件下，使用热水除冰系统对处于不同环境参数下的不同种类的绝缘子开展除冰实验，以获得在不同环境参数下，不同的融冰技术参数下的热水除冰系统对不同种类的绝缘子的除冰参数；所述融冰技术参数包括除冰的方式、除冰剂压力、除冰剂温度、除冰剂的电导率、喷嘴出口直径、锅炉容量、安全喷射距离、喷嘴数量以及除冰剂浓度，所述除冰参数包括除冰剂到达绝缘子侧的时间、除冰剂到达绝缘子侧的水温、除冰剂流过绝缘子底部时的水温、除冰剂流过绝缘子底部时的流量、总除冰时间、喷射流量一种或任意几种的组合；
根据在不同环境参数下，用以对不同种类的绝缘子进行除冰的融冰技术参数及其对应的除冰参数，分别构建在不同环境参数下，用以对不同种类的绝缘子进行除冰的每种融冰技术参数的除冰效率模型，所述除冰效率模型为除冰参数的值随每种融冰技术参数的值不同而变化的曲线；
根据待除冰绝缘子的种类以及所处的环境所对应的环境参数，获取并将热水除冰系统的待实现的除冰参数的值输入到对应的环境参数及对应种类的绝缘子的每种融冰技术参数的除冰效率模型中，得到所述待实现的除冰参数的值在每种融冰技术参数的除冰效率模型中所对应的每种融冰技术参数的值。
优选的，获取不同的融冰技术参数下的热水除冰系统对不同种类的绝缘子的除冰参数，具体包括以下步骤：
在人工气候室搭建模拟绝缘子覆冰与除冰的试验平台，所述人工气候室可以模拟绝缘子在户外的各种气候环境，从而使设置在人工气候室的绝缘子产生与户外同种类型和厚度的覆冰；
将待试验的绝缘子放置在人工气候室，设置人工气候室的环境参数，所述环境参数包括环境温度、风速风向、带电情况以及覆冰厚度。
设置热水除冰系统的初始的融冰技术参数，并使用初始的融冰技术参数的热水除冰系统对所述待试验的绝缘子进行除冰，得到初始的融冰技术参数及其除冰参数；
对于初始的融冰技术参数的任意一种融冰技术参数A，进行以下处理：
采用控制变量法多次更改热水除冰系统中融冰技术参数A的值，并在每次更改融冰技术参数A的值后，使用更改了融冰技术参数A的值的热水除冰系统对待试验的绝缘子进行多次除冰试验，进而得到融冰技术参数A的不同的值及其对应的除冰参数。
优选的，设置热水除冰系统的初始的融冰技术参数，并使用初始的融冰技术参数的热水除冰系统对所述待试验的绝缘子进行除冰，得到初始的融冰技术参数及其的除冰参数后，还包括以下步骤：
对于人工气候室内的任意一项环境参数B，进行以下处理：
采用控制变量法多次更改人工气候室内的绝缘子的环境参数B，并在每次更改环境参数B后，再次使用初始的融冰技术参数的热水除冰系统对更改了环境参数B的绝缘子进行除冰，得到环境参数B不同的值及其对应的除冰参数。
并根据所述环境参数B的不同的值及其对应的除冰参数描绘除冰参数随环境参数B的值的不同而变化的曲线。
优选的，设置热水除冰系统的初始的融冰技术参数，并使用初始的融冰技术参数的热水除冰系统对所述待试验的绝缘子进行除冰，得到初始的融冰技术参数及其的除冰参数后，还包括以下步骤：
采用控制变量法多次更改人工气候室内的绝缘子的种类，并在每次更改绝缘子的种类后，再次使用初始的融冰技术参数的热水除冰系统对更改了绝缘子的种类进行除冰，得到不同绝缘子种类及其对应的除冰参数。
并根据所述绝缘子的种类及其对应的除冰参数描绘除冰参数随绝缘子种类的不同而变化的曲线。
优选的，所述除冰的方式包括三种：
第一种除冰的方式为将热水除冰系统的热水柱从高压端到低压端逐个清除绝缘子，直至绝缘子总数量的特定比例的绝缘子被清除完；
第二种除冰的方式为将热水除冰系统的热水柱从低压端到高压端逐个清除绝缘子，直至绝缘子总数量的特定比例的绝缘子被清除完；
第三种除冰的方式为将热水除冰系统的热水柱从高压端到低压端往返移动。
优选的，其特征在于，所述热水除冰系统包括用于存储除冰剂的储水罐、用于所述储水罐内的除冰剂加热的除冰剂加热系统、用于除冰剂加压的除冰剂高压源、用于将除冰剂喷洒在绝缘子上的喷枪和喷嘴、以及测量与控制系统，所述储水罐的出水口与所述除冰剂高压源的入水口连通，所述除冰剂高压源的入水口与所述喷枪的入水口连通，所述喷嘴设置所述喷枪的出水口；所述测量与控制系统分别与所述除冰剂加热系统、除冰剂高压源的通信入口连接，用于控制所述热水除冰系统的融冰技术参数，并测量除冰时热水除冰系统产生的除冰参数。
一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一所述方法的步骤。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明中的一种热水除冰系统的融冰技术参数获取方法及系统，通过获取并使用所述热水除冰系统中的每种融冰技术参数及其对应的除冰参数，分别构建出每种融冰技术参数的除冰效率模型，所述除冰效率模型为除冰参数的值随每种融冰技术参数的值不同而变化的曲线；获取并将热水除冰系统的待实现的除冰参数的值输入到每种融冰技术参数的除冰效率模型中，得到所述待实现的除冰参数的值在每种融冰技术参数的除冰效率模型中所对应的每种融冰技术参数的值。相比于现有技术，使用本发明中的方法获取的每种融冰技术参数设置热水除冰系统并进行除冰，能提高热水除冰系统的现场除冰效率；
2、在优选方案中，通过获取通过除冰剂到达绝缘子侧的时间、除冰剂流过绝缘子底部时的水温、除冰剂流过绝缘子底部时的流量以得到除冰剂从喷嘴出口到绝缘子的表面的降温过程和除冰剂到达绝缘子后与绝缘子上冰块的换热过程的规律，针对绝缘子热水除冰系统的关键因素的作用规律，为绝缘子除冰系统的设计参数的选取提供科学指导；
3、在优选方案中，可以根据现场除冰时的环境温度、风速风向、带电情况、绝缘子类型、覆冰厚度等多因素，编制现场绝缘子除冰的最佳方案，从而实现输电线路绝缘子除冰现场的高效、经济、安全；
4、本发明方法操作简单，容易实现。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明中的热水除冰系统的融冰技术参数获取方法的流程图；
图2是本发明优选实施例的融冰技术参数求解过程；
图3是本发明优选实施例的除冰的三种方法的示意图；
图4是本发明优选实施例的热水除冰系统的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例一：
在本发明中，设置了如图4所示热水除冰系统进行除冰：即直升机搭载载有热水的水箱通过高压水泵射流到绝缘子上，从而避免绝缘子因覆冰而闪络停电。然而，输电线路绝缘子覆冰现场条件恶劣，存在低温、大风等极端气象条件及带电的高安全风险作业。由于热水除冰系统的关键参数主要包括水箱容量、热水温度、除冰温度、除冰剂压力与动量(喷嘴形式)，上述热水除冰系统关键参数的设计直接关系到除冰系统的效率，现在尚未开展过绝缘子热水除冰的试验，从而无法为除冰系统的设计提供依据。因此，为了使热水除冰系统的效率变高，如图1所示,本发明公开了一种热水除冰系统的融冰技术参数获取方法，包括以下步骤：
在不同的融冰技术参数条件下，使用热水除冰系统对处于不同环境参数下的不同种类的绝缘子开展除冰实验，以获得在不同环境参数下，不同的融冰技术参数下的热水除冰系统对不同种类的绝缘子的除冰参数；所述融冰技术参数包括除冰的方式、除冰剂压力、除冰剂温度、除冰剂的电导率、喷嘴出口直径、锅炉容量、安全喷射距离、喷嘴数量以及除冰剂浓度，所述除冰参数包括除冰剂到达绝缘子侧的时间、除冰剂到达绝缘子侧的水温、除冰剂流过绝缘子底部时的水温、除冰剂流过绝缘子底部时的流量、总除冰时间、喷射流量一种或任意几种的组合；
根据在不同环境参数下，用以对不同种类的绝缘子进行除冰的融冰技术参数及其对应的除冰参数，分别构建在不同环境参数下，用以对不同种类的绝缘子进行除冰的每种融冰技术参数的除冰效率模型，所述除冰效率模型为除冰参数的值随每种融冰技术参数的值不同而变化的曲线；
根据待除冰绝缘子的种类以及所处的环境所对应的环境参数，获取并将热水除冰系统的待实现的除冰参数的值输入到对应的环境参数及对应种类的绝缘子的每种融冰技术参数的除冰效率模型中，得到所述待实现的除冰参数的值在每种融冰技术参数的除冰效率模型中所对应的每种融冰技术参数的值。
此外，本发明中还公开了一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法实施例的步骤。
本发明中的一种热水除冰系统的融冰技术参数获取方法及系统，通过获取并使用所述热水除冰系统中的每种融冰技术参数及其对应的除冰参数，分别构建出每种融冰技术参数的除冰效率模型，所述除冰效率模型为除冰参数的值随每种融冰技术参数的值不同而变化的曲线；获取并将热水除冰系统的待实现的除冰参数的值输入到每种融冰技术参数的除冰效率模型中，得到所述待实现的除冰参数的值在每种融冰技术参数的除冰效率模型中所对应的每种融冰技术参数的值。相比于现有技术，使用本发明中的方法获取的每种融冰技术参数设置热水除冰系统并进行除冰，能提高热水除冰系统的现场除冰效率。
实施例二：
在本实施例中，在本发明中，除冰的方法如图3所示，
第一种除冰的方式，如图3中的a所示，是将热水除冰系统的热水柱从高压端到低压端逐个清除绝缘子，直至绝缘子总数量的特定比例的绝缘子被清除完；
第二种除冰的方式，如图3中的b所示，是将热水除冰系统的热水柱从低压端到高压端逐个清除绝缘子，直至绝缘子总数量的特定比例的绝缘子被清除完；
第三种除冰的方式，如图3中的c所示，是将热水除冰系统的热水柱从高压端到低压端往返移动。
其中，获取绝缘子热水除冰系统对处于不同户外环境下的绝缘子除冰时的环境参数、融冰技术参数及其对应的除冰参数具体包括以下步骤：
(1)、在人工气候室搭建模拟绝缘子覆冰与除冰的试验平台。所述人工气候室可以模拟(-10℃～5℃)，环境温度、风速(0-10m/s)；
(2)、设置人工气候室的环境温度为-10℃，开启人工气候室制冷系统给气候室降温至环境温度目标值，打开覆冰水阀和覆冰气阀，选择需要使用的覆冰水雾化喷头数量，使绝缘子产生所需的雾凇、雨凇和混合凇覆冰类型。
(3)、控制覆冰试验的时间，使绝缘子覆冰厚度达到40mm；
(4)、采用热水除冰系统开展绝缘子除冰，所述热水除冰系统包括用于存储除冰水的储水罐、用于所述储水罐内的除冰水加热的除冰水加热系统、用于除冰水加压的除冰水高压源、用于将除冰水喷洒在绝缘子上的喷枪和喷嘴、以及测量与控制系统，所述储水罐的出水口与所述除冰水高压源的入水口连通，所述除冰水高压源的入水口与所述喷枪的入水口连通，所述喷嘴设置所述喷枪的出水口；所述测量与控制系统分别与所述除冰水加热系统、除冰水高压源的通信入口连接，用于控制所述热水除冰系统的融冰技术参数，并测量除冰时热水除冰系统产生的除冰参数。
所述除冰水加热系统通过电加热将储水罐中的水保持在设定温度的90℃，储水罐的出口连接除冰水高压源的入口，所述除冰水高压源将高温除冰水加压至10MPa压力，将高温除冰水注入喷枪的入口端，喷枪的出口端与喷嘴的入口端相连，出口端直接喷射至外界环境；所述测量与控制系统包括控制储水罐的温度、控制除冰水高压源的启停，测量高压除冰水达到绝缘子侧时的速度和水温。
(5)喷嘴出口直径为8mm，将喷枪及喷嘴对准绝缘子串底部第二片绝缘子开始喷射除冰，直至完全将一片绝缘子的冰完全融掉，记录喷射时间和喷射流量，然后隔串绝缘子向上开始除冰，记录每一片绝缘子除冰的时间、喷射流量、高压除冰水达到绝缘子侧时的速度和水温；
(6)将步骤(1)中所述绝缘子依次更换为悬式复合绝缘子、悬式玻璃绝缘子、悬式陶瓷绝缘子，保持绝缘子耐受电压等级一致，重复步骤(2)-步骤(5)，记录绝缘子除冰参数，绘制绝缘子除冰参数随绝缘子类型的不同而变化的曲线；
(7)将步骤(5)中所述的从下往上除冰的方式改为从上往下的除冰的方式，除冰间隔为隔1片除1片绝缘子，重复步骤(6)，记录绝缘子除冰参数，绘制绝缘子除冰参数随除冰的方式的不同而变化的曲线；
(8)将步骤(4)中所述的除冰水高压源将高温除冰水加压压力从10MPa以1MPa为算术级下降至2MPa，重复步骤(7)，记录绝缘子除冰参数，绘制绝缘子除冰参数随除冰水压力的不同而变化的曲线；
(9)将步骤(3)中所述的绝缘子覆冰厚度从40mm以5mm为算术级下降至15mm，重复步骤(8)，记录绝缘子除冰参数，绘制绝缘子除冰参数随绝缘子覆冰厚度的不同而变化的曲线；
(10)将步骤(4)中所述的设定储水罐内热水温度以5℃为算术级下降至60℃，重复步骤(9)，记录绝缘子除冰参数，绘制绝缘子除冰参数随除冰水温度的不同而变化的曲线；
(11)将步骤(2)中所述的人工气候室的环境温度从-10℃以2℃为算术级升高至0℃，重复步骤(10)，记录绝缘子除冰参数，绘制绝缘子除冰参数随环境温度的不同而变化的曲线；
(12)将步骤(5)中所述的喷嘴出口直径为从8mm以2mm为算术级升高至2mm，重复步骤(11)，记录绝缘子除冰参数，绘制绝缘子除冰参数随喷嘴出口直径的不同而变化的曲线；
(13)将步骤(4)中所述的单喷嘴改为双喷嘴和三喷嘴形式，重复步骤(12)，记录绝缘子除冰参数，绘制绝缘子除冰参数随喷嘴数量的不同而变化的曲线；
(14)将步骤(4)中所述的喷嘴采用单点和线型喷嘴切换的方式，重复步骤(12)，在除冰前期利用单点喷嘴，增大除冰水剂的速度，从而增加其动量，通过撞击绝缘子上的冰块，引起冰块在绝缘子上的震动，减小其附着力；在除冰后期采用线型喷嘴，增大热水与冰块的接触面积，增加热水达到绝缘子后的换热效率；
步骤(14)充分利用了除冰水剂的快速前进的动能和高蓄热能力的热能作用方式。
记录绝缘子除冰参数，绘制绝缘子除冰参数随喷嘴数量的不同而变化的曲线；
(15)将步骤(4)中所述的储水罐中添加重量占比为0％-40％浓的甲酸钾，重复步骤(13)，记录绝缘子除冰参数，绘制绝缘子除冰参数随除冰剂浓度的不同而变化的曲线；
隔片除冰时，选择已除冰绝缘子片数为1、2、…n，(n≤N/2，N为绝缘子串的绝缘子总片数)的绝缘子串分别在人工气候室开展耐受电压试验，记录绝缘子串的击穿电压，选择击穿电压大于绝缘子串运行电压的已除冰绝缘子片数作为现场除冰的最小片数，以提高现场除冰效率。
在优选实施例中，还通过以下步骤获取绝缘子热水除冰系统对处于不同户外环境下的绝缘子除冰时的环境参数、融冰技术参数及其对应的除冰参数：
(1)、在人工气候室搭建模拟绝缘子覆冰与除冰的试验平台。所述人工气候室可以模拟(-10℃～5℃)，环境温度、风速(0-10m/s)；
(2)、设置人工气候室的环境温度为-10℃，开启人工气候室制冷系统给气候室降温至环境温度目标值，打开覆冰水阀和覆冰气阀，选择需要使用的覆冰水雾化喷头数量，使绝缘子产生所需的雾凇、雨凇和混合凇覆冰类型。
当覆冰样品密度小于0.4g.cm-3且覆冰松软清脆，表明雾凇覆冰试验成功。
若覆冰样品密度大于0.8g.cm-3且覆冰透明密实，表明雨凇覆冰试验成功。
若覆冰样品密度位于0.6～0.8g.cm-3且覆冰呈奶色半透明状，表明混合凇覆冰试验成功。
(3)、控制覆冰试验的时间，使绝缘子覆冰厚度达到20mm；
(4)、采用热水除冰系统开展绝缘子除冰，所述热水除冰系统包括储水罐、除冰水加热系统、除冰水高压源、喷枪、喷嘴和测量与控制系统；
所述除冰水加热系统通过电加热将储水罐中的水保持在设定温度的70℃，储水罐的出口连接除冰水高压源的入口，所述除冰水高压源将高温除冰水加压至10MPa压力，将高温除冰水注入喷枪的入口端，喷枪的出口端与喷嘴的入口端相连，出口端直接喷射至外界环境；所述测量与控制系统包括控制储水罐的温度、控制除冰水高压源的启停，测量高压除冰水达到绝缘子侧时的速度和水温。
(5)喷嘴出口直径为4mm，将喷枪及喷嘴对准绝缘子串底部第二片绝缘子开始喷射除冰，直至完全将一片绝缘子的冰完全融掉，记录喷射时间和喷射流量，然后隔串绝缘子向上开始除冰，记录每一片绝缘子除冰的时间、喷射流量、高压除冰水达到绝缘子侧时的速度和水温；
(6)选择的除冰的方式为从下往上除冰的方式(即图3中的a图方式)改为从上往下的除冰的方式(即图3中的b图方式)，除冰间隔为隔1片除1片绝缘子；
(7)将步骤(1)中所述绝缘子选择为110kV悬式复合绝缘子，重复步骤(2)-步骤(5)，记录绝缘子除冰时间为48s；
(8)将步骤(4)中所述的设定储水罐内热水温度以5℃为算术级下降至60℃，重复步骤(6)，记录绝缘子除冰参数，绘制绝缘子除冰参数随除冰水温度的不同而变化的曲线；
(9)将步骤(3)中所述的绝缘子覆冰厚度分别为15mm、10mm，重复步骤(7)，记录绝缘子除冰时间分别为35s和29s。
在优选实施例中，还通过以下步骤获取绝缘子热水除冰系统对处于不同户外环境下的绝缘子除冰时的环境参数、融冰技术参数及其对应的除冰参数：
(1)、在人工气候室搭建模拟绝缘子覆冰与除冰的试验平台。所述人工气候室可以模拟(-10℃～5℃)，环境温度、风速(0-10m/s)；
(2)、设置人工气候室的环境温度为-10℃，开启人工气候室制冷系统给气候室降温至环境温度目标值，打开覆冰水阀和覆冰气阀，选择需要使用的覆冰水雾化喷头数量，使绝缘子产生所需的雾凇、雨凇和混合凇覆冰类型。
当覆冰样品密度小于0.4g.cm-3且覆冰松软清脆，表明雾凇覆冰试验成功。
若覆冰样品密度大于0.8g.cm-3且覆冰透明密实，表明雨凇覆冰试验成功。
若覆冰样品密度位于0.6～0.8g.cm-3且覆冰呈奶色半透明状，表明混合凇覆冰试验成功。
(3)、控制覆冰试验的时间，使绝缘子覆冰厚度达到20mm；
(4)、采用热水除冰系统开展绝缘子除冰，所述热水除冰系统包括储水罐、除冰水加热系统、除冰水高压源、喷枪、喷嘴和测量与控制系统；
所述除冰水加热系统通过电加热将储水罐中的水保持在设定温度的70℃，储水罐的出口连接除冰水高压源的入口，所述除冰水高压源将高温除冰水加压至10MPa压力，将高温除冰水注入喷枪的入口端，喷枪的出口端与喷嘴的入口端相连，出口端直接喷射至外界环境；所述测量与控制系统包括控制储水罐的温度、控制除冰水高压源的启停，测量高压除冰水达到绝缘子侧时的速度和水温。
(5)首先选择喷嘴出口直径为2mm，将喷枪及喷嘴对准将要除冰的每一片绝缘子除冰2s，不需要完全将绝缘子的冰完全融掉，然后切换喷嘴直径为4mm，绝缘子串底部第二片绝缘子开始喷射除冰，直至完全将一片绝缘子的冰完全融掉，记录喷射时间和喷射流量，然后隔串绝缘子向上开始除冰，记录每一片绝缘子除冰的时间、喷射流量、高压除冰水达到绝缘子侧时的速度和水温；
(6)将步骤(1)中所述绝缘子选择为110kV悬式复合绝缘子，重复步骤(2)-步骤(5)，记录绝缘子除冰时间为27s；
(7)将步骤(4)中所述的设定储水罐内热水温度以5℃为算术级下降至60℃，重复步骤(6)，记录绝缘子除冰参数，绘制绝缘子除冰参数随除冰水温度的不同而变化的曲线；
(8)将步骤(3)中所述的绝缘子覆冰厚度分别为15mm、10mm，重复步骤(7)，记录绝缘子除冰时间分别为22s和16s。
在对上述曲线进行分析以后，在优选实施例中，如图2所示，还选取了喷头水柱直径Dw、除冰水的电导率β、除冰水温度Ta、锅炉容量V以及安全喷射距离Sd作为初始的融冰技术参数，由上述除冰试验中的喷头水柱直径Dw和除冰水的电导率β构建安全喷射距离模型，进而计算出不同喷头水柱直径Dw的安全喷射距离Sd，进而将不同喷头水柱直径Dw的安全喷射距离Sd、喷头的喷射速率U、喷头水柱直径Dw、除冰水的电导率β、除冰水温度Ta、锅炉容量V以及安全喷射距离Sd输入构建的空气总热力学模型计算得到到达绝缘子的冰面上的除冰水的温度T2，进而将除冰水的温度T2、绝缘子的直径Ds、覆冰厚度d以及覆冰长度L输入到融冰热力学模型中，得到初始的融冰技术参数的最大融冰量M1以及融冰效率E1，进而根据初始的融冰技术参数的最大融冰量M1以及融冰效率E1判断融冰技术方案的可行性，若判断是可行的，则输出初始的融冰技术参数，若判断不可行，则调整初始技术参数。
综上可知，本发明中的一种热水除冰系统的融冰技术参数获取方法及系统，通过获取并使用所述热水除冰系统中的每种融冰技术参数及其对应的除冰参数，分别构建出每种融冰技术参数的除冰效率模型，所述除冰效率模型为除冰参数的值随每种融冰技术参数的值不同而变化的曲线；获取并将热水除冰系统的待实现的除冰参数的值输入到每种融冰技术参数的除冰效率模型中，得到所述待实现的除冰参数的值在每种融冰技术参数的除冰效率模型中所对应的每种融冰技术参数的值。相比于现有技术，使用本发明中的方法获取的每种融冰技术参数设置热水除冰系统并进行除冰，能提高热水除冰系统的现场除冰效率。
在优选方案中，通过获得除冰剂从喷嘴出口到绝缘子的表面的降温过程和除冰剂到达绝缘子后与绝缘子上冰块的换热过程的规律，针对绝缘子热水除冰系统的关键因素的作用规律，为绝缘子除冰系统的设计参数的选取提供科学指导；即通过除冰剂到达绝缘子侧的时间、除冰剂到达绝缘子侧的水温体现，除冰剂到达绝缘子侧的时间越长，则降温损耗过程越明显，效率越低；除冰剂到达绝缘子侧的水温越高，降温损耗过程越小，效率越高。除冰剂到达绝缘子后与绝缘子上冰块的换热过程通过除冰剂流过绝缘子底部时的水温、除冰剂流过绝缘子底部时的流量体现，通过除冰剂流过绝缘子底部时的水温越高，说明绝缘子表面换热越小，效率越低。通过除冰剂流过绝缘子底部时的流量越大，说明绝缘子表面换热的水剂越少，效率越低。
在优选方案中，可以根据现场除冰时的环境温度、风速风向、带电情况、绝缘子类型、覆冰厚度等多因素，编制现场绝缘子除冰的最佳方案，从而实现输电线路绝缘子除冰现场的高效、经济、安全；本发明方法操作简单，容易实现。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种热水除冰系统的融冰技术参数获取方法，其特征在于，包括以下步骤：
在不同的融冰技术参数条件下，使用热水除冰系统对处于不同环境参数下的不同种类的绝缘子开展除冰实验，以获得在不同环境参数下、不同的融冰技术参数下的热水除冰系统对不同种类的绝缘子的除冰参数；所述融冰技术参数包括除冰的方式、除冰剂压力、除冰剂温度、除冰剂的电导率、喷嘴出口直径、锅炉容量、安全喷射距离、喷嘴数量以及除冰剂浓度，所述除冰参数包括除冰剂到达绝缘子侧的时间、除冰剂到达绝缘子侧的水温、除冰剂流过绝缘子底部时的水温、除冰剂流过绝缘子底部时的流量、总除冰时间、喷射流量；
根据在不同环境参数下，用以对不同种类的绝缘子进行除冰的融冰技术参数及其对应的除冰参数，分别构建在不同环境参数下，用以对不同种类的绝缘子进行除冰的每种融冰技术参数的除冰效率模型，所述除冰效率模型为除冰参数的值随每种融冰技术参数的值不同而变化的曲线；
根据待除冰绝缘子的种类以及所处的环境所对应的环境参数，获取并将热水除冰系统的待实现的除冰参数的值输入到对应的环境参数及对应种类的绝缘子的每种融冰技术参数的除冰效率模型中，得到所述待实现的除冰参数的值在每种融冰技术参数的除冰效率模型中所对应的每种融冰技术参数的值。
2.根据权利要求1所述的热水除冰系统的融冰技术参数获取方法，其特征在于，获取不同的融冰技术参数下的热水除冰系统对不同种类的绝缘子的除冰参数，具体包括以下步骤：
在人工气候室搭建模拟绝缘子覆冰与除冰的试验平台，所述人工气候室可以模拟绝缘子在户外的各种气候环境，从而使设置在人工气候室的绝缘子产生与户外同种类型和厚度的覆冰；
将待试验的绝缘子放置在人工气候室，设置人工气候室的环境参数，所述环境参数包括环境温度、风速风向、带电情况以及覆冰厚度；
设置热水除冰系统的初始的融冰技术参数，并使用初始的融冰技术参数的热水除冰系统对所述待试验的绝缘子进行除冰，得到初始的融冰技术参数及其除冰参数；
对于初始的融冰技术参数中的任意一种融冰技术参数A，进行以下处理：
采用控制变量法多次更改热水除冰系统中融冰技术参数A的值，并在每次更改融冰技术参数A的值后，使用更改了融冰技术参数A的值的热水除冰系统对待试验的绝缘子进行多次除冰试验，进而得到融冰技术参数A的不同的值及其对应的除冰参数。
3.根据权利要求2所述的热水除冰系统的融冰技术参数获取方法，其特征在于，设置热水除冰系统的初始的融冰技术参数，并使用初始的融冰技术参数的热水除冰系统对所述待试验的绝缘子进行除冰，得到初始的融冰技术参数及其的除冰参数后，还包括以下步骤：
对于人工气候室内的任意一项环境参数B，进行以下处理：
采用控制变量法多次更改人工气候室内的绝缘子的环境参数B，并在每次更改环境参数B后，再次使用初始的融冰技术参数的热水除冰系统对更改了环境参数B的绝缘子进行除冰，得到环境参数B不同的值及其对应的除冰参数；
并根据所述环境参数B的不同的值及其对应的除冰参数描绘除冰参数随环境参数B的值的不同而变化的曲线。
4.根据权利要求2所述的热水除冰系统的融冰技术参数获取方法，其特征在于，设置热水除冰系统的初始的融冰技术参数，并使用初始的融冰技术参数的热水除冰系统对所述待试验的绝缘子进行除冰，得到初始的融冰技术参数及其的除冰参数后，还包括以下步骤：
采用控制变量法多次更改人工气候室内的绝缘子的种类，并在每次更改绝缘子的种类后，再次使用初始的融冰技术参数的热水除冰系统对更改了绝缘子的种类进行除冰，得到不同绝缘子种类及其对应的除冰参数；
并根据所述绝缘子的种类及其对应的除冰参数描绘除冰参数随绝缘子种类的不同而变化的曲线。
5.根据权利要求1-4中任意一项中所述的热水除冰系统的融冰技术参数获取方法，其特征在于，所述除冰的方式包括三种：
第一种除冰的方式为将热水除冰系统的热水柱从高压端到低压端逐个清除绝缘子，直至绝缘子总数量的特定比例的绝缘子被清除完；
第二种除冰的方式为将热水除冰系统的热水柱从低压端到高压端逐个清除绝缘子，直至绝缘子总数量的特定比例的绝缘子被清除完；
第三种除冰的方式为将热水除冰系统的热水柱从高压端到低压端往返移动。
6.根据权利要求5中所述的热水除冰系统的融冰技术参数获取方法，其特征在于，所述热水除冰系统包括用于存储除冰剂的储水罐、用于所述储水罐内的除冰剂加热的除冰剂加热系统、用于除冰剂加压的除冰剂高压源、用于将除冰剂喷洒在绝缘子上的喷枪和喷嘴、以及测量与控制系统，所述储水罐的出水口与所述除冰剂高压源的入水口连通，所述除冰剂高压源的入水口与所述喷枪的入水口连通，所述喷嘴设置所述喷枪的出水口；所述测量与控制系统分别与所述除冰剂加热系统、除冰剂高压源的通信入口连接，用于控制所述热水除冰系统的融冰技术参数，并测量除冰时热水除冰系统产生的除冰参数。
7.一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至6任一所述方法的步骤。
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