CN113097958B - 一种用于架空地线的微功耗电磁脉冲除冰装置及除冰方法 - Google Patents

一种用于架空地线的微功耗电磁脉冲除冰装置及除冰方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于架空地线的微功耗电磁脉冲除冰装置及除冰方法，它包括橡胶垫圈（2），橡胶垫圈（2）固定在地线（1）上；致动铝环（4）固定在橡胶垫圈（2）上；机械外壳（3）固定在致动铝环（4）上；脉冲线圈固定在机械外壳（3）的线槽内；通过外部储能电容对脉冲线圈进行放电，在脉冲线圈上产生一个脉冲电流，脉冲电流在致动铝环上产生感应涡流，感应涡流在脉冲电流所产生的脉冲磁场条件下产生一个脉冲力；覆冰地线在脉冲力的作用下，在除冰装置附近产生并传播应力，应力超过覆冰粘接强度即可脱冰；解决了现有技术中针对架空地线融冰，采用直流融冰存在的将耗费大量人力、物力，对地线的防雷能力产生影响等技术问题。

Description

一种用于架空地线的微功耗电磁脉冲除冰装置及除冰方法
技术领域
本发明属于架空地线除冰技术，尤其涉及一种用于架空地线的微功耗电磁脉冲除冰装置及除冰方法。
技术背景
每当进入冬季，各地导、地线多次出现覆冰舞动，覆冰导线将造成严重的线路跳闸、受损情况，严重威胁电网安全稳定运行；地线因为尺寸及高度等方面原因，可能会出现较导线更为严重的覆冰，导致地线弧垂较低产生短路，更有甚者断线等；针对导线融冰目前主要采取的方式为直流融冰，融冰方法将耗费大量人力、物力，而且由于地线经杆塔接地，采用直流或交流融冰方案需对地线进行大规模的接地改造，对地线的防雷能力产生影响；人工机械地线除冰中，由于覆冰地线所处位置偏僻，且高于正常输电线路，且电网公司覆冰状态下不能上塔的相关规定，不易在除冰时实时安装除冰装置，进一步带来除冰难度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种用于架空地线的微功耗电磁脉冲除冰装置及除冰方法，以解决现有技术中针对架空地线融冰，采用直流融冰存在的将耗费大量人力、物力，而且由于地线经杆塔接地，采用直流或交流融冰方案需对地线进行大规模的接地改造，对地线的防雷能力产生影响；采用人工机械地线除冰不易在除冰时实时安装除冰装置等技术问题。
本发明技术方案：
一种用于架空地线的微功耗电磁脉冲除冰装置，它包括橡胶垫圈，橡胶垫圈固定在地线上；致动铝环固定在橡胶垫圈上；机械外壳固定在致动铝环上；脉冲线圈固定在机械外壳的线槽内。
橡胶垫圈由两块半圆筒橡胶组成；橡胶垫圈外表面通过环氧树脂胶和致动铝环贴紧并固定，内表面紧贴地线，橡胶垫圈长度与致动铝环一致，厚度为0.05倍地线外径，橡胶垫圈的外径为地线外径的1.1倍。
致动铝环由两块半圆筒铝材组成，致动铝环厚度为0.15倍地线外径，致动铝环内直径为1.1倍地线外径，致动铝环长度超过机械外壳长度；致动铝环通过抱箍固定在地线上。
脉冲线圈由矩形截面或圆形截面漆包线绕制而成，根据地线尺寸绕制成平面长矩形线圈，将线圈弯曲成环形，并通过环氧树脂固定在机械外壳的线槽内，并在机械外壳预留出进出线槽。
机械外壳由两块半圆筒组成，最大厚度为0.5倍地线外径，内径为1.45倍地线外径，其中一块内部有线圈槽，用以放置脉冲线圈，另一块无线圈槽；两块半圆筒的四个角均设置有螺丝固定口，两块半圆筒通过螺丝固定在致动铝环上。
所述的一种用于架空地线的微功耗电磁脉冲除冰装置的除冰方法，它包括：
步骤1、非覆冰时期，将微功耗电磁脉冲除冰装置安装在目标地线上；
步骤2、安装微功耗电磁脉冲除冰装置的地线，在除冰过程中通过外部储能电容对脉冲线圈进行放电，在脉冲线圈上产生一个脉冲电流，脉冲电流在致动铝环上产生感应涡流，感应涡流在脉冲电流所产生的脉冲磁场条件下产生一个脉冲力；
步骤3、覆冰地线在脉冲力的作用下，在除冰装置附近产生并传播应力，应力超过覆冰粘接强度即可脱冰。
地线的在脱冰时引起的跳跃使得地线产生跳跃除冰。
所述微功耗电磁脉冲除冰装置等间距安装在架空地线上。
本发明有益效果：
通过本发明，能够在低能耗、微功耗的条件下实现目标地线的有效除冰。该微功耗电磁脉冲除冰装置的使用可大大提高覆冰地线的脱冰效果，并利用地线部分脱冰引起的跳跃进一步除冰，进而确保覆冰段地线安全高效除冰，降低地线除冰人工成本，确保地线的覆冰荷载满足安全运行的要求，从而达到防止因地线覆冰超过预期而导致输电线路发生覆冰灾害，进而保证整个输电线路的安全稳定运行，避免由于地线覆冰过载引起各种故障和灾害的目的，避免地线发生灾害导致停运造成的经济损失和社会影响。
解决了现有技术中针对架空地线融冰，采用直流融冰存在的将耗费大量人力、物力，而且由于地线经杆塔接地，采用直流或交流融冰方案需对地线进行大规模的接地改造，对地线的防雷能力产生影响；采用人工机械地线除冰不易在除冰时实时安装除冰装置等技术问题。
附图说明：
图1为本发明结构示意图；
图2为除冰装置安装位置示意图；
图3为安装脉冲线圈的机械外壳示意图；
图4为机型外壳示意图。
具体实施方式：
以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明，如图所示：
本发明包括：
S1.非覆冰时期，将微功耗电磁脉冲除冰装置安装在目标地线上，如图2所示；
S2.微功耗电磁脉冲除冰装置，由橡胶垫圈、致动铝环、脉冲线圈、机械外壳等部分组成，如图1所示；
S3.橡胶垫圈由两块半圆环橡胶组成，防止因长期接触磨损使致动铝环和地线配合松动，其外侧在安装装置前通过环氧树脂胶，和致动铝环贴紧，内侧在安装装置后紧贴地线，长度同铝环一致，其厚度为0.05倍地线外径，外径1.1倍外径，如图1所示；
S4.致动铝环由两块半圆筒铝材组成，选用硬度较好的铝材，其厚度为0.15倍地线外径，内直径为1.1倍地线外径，长度超过机械外壳，安装时铝环两端通过抱箍完全固定在地线上，如图1所示。
S5.脉冲线圈，脉冲线圈可由矩形截面或圆形截面漆包线绕制而成，根据地线尺寸，绕制成平面长矩形线圈，通过将线圈弯曲成环形，并通过环氧树脂将其固定在机械外壳的线槽上，并在机械外壳预留出进出线槽，为如图3所示；
S6.为方便在线安装，机械外壳为两块半圆筒组成，最大厚度为0.5倍地线外径，内径为1.45倍地线外径，其中一块内部有线圈槽，用以放置线圈，另一块无线圈槽，两块半圆筒四端分别设置有螺丝固定口，两块半圆筒通过螺丝固定在致动铝环上。
S7.安装微功耗电磁脉冲除冰装置的地线，在除冰过程中通过外部储能电容对其脉冲线圈进行放电，在脉冲线圈上面产生一个脉冲电流，该脉冲电流可以在致动铝环上产生感应涡流，涡流在脉冲电流所产生的脉冲磁场条件下，产生一个相当可观的脉冲力，即在地线上产生一个脉冲力;
S8.覆冰地线在该脉冲力的作用下，将在除冰装置附近产生并传播应力，该应力一旦超过覆冰粘接强度，即可脱冰，而通过部分地线的脱冰引起的跳跃可以在更长的地线范围内引起应力，增大除冰范围、增强除冰效果，继而实现微功耗除冰的目的。
采用本发明由于线圈不大，能量转换效率较高，每次产生较大脉冲作用的除冰装置所需能量不高。

Claims (4)

1.一种用于架空地线的微功耗电磁脉冲除冰装置的除冰方法，所述除冰装置包括橡胶垫圈（2），其特征在于：橡胶垫圈（2）固定在地线（1）上；致动铝环（4）固定在橡胶垫圈（2）上；机械外壳（3）固定在致动铝环（4）上；脉冲线圈固定在机械外壳（3）的线槽内；橡胶垫圈（2）由两块半圆筒橡胶组成；橡胶垫圈（2）外表面通过环氧树脂胶和致动铝环（4）贴紧并固定，内表面紧贴地线，橡胶垫圈（2）长度与致动铝环（4）一致，厚度为0.05倍地线外径，橡胶垫圈（2）的外径为地线外径的1.1倍；所述方法包括：
步骤1、非覆冰时期，将微功耗电磁脉冲除冰装置安装在目标地线上；
步骤2、安装微功耗电磁脉冲除冰装置的地线，在除冰过程中通过外部储能电容对脉冲线圈进行放电，在脉冲线圈上产生一个脉冲电流，脉冲电流在致动铝环上产生感应涡流，感应涡流在脉冲电流所产生的脉冲磁场条件下产生一个脉冲力；
步骤3、覆冰地线在脉冲力的作用下，在除冰装置附近产生并传播应力，应力超过覆冰粘接强度即可脱冰；地线在脱冰时引起的跳跃使得地线产生跳跃除冰；所述微功耗电磁脉冲除冰装置等间距安装在架空地线上。
2.根据权利要求1所述的一种用于架空地线的微功耗电磁脉冲除冰装置的除冰方法，其特征在于：致动铝环（4）由两块半圆筒铝材组成，致动铝环（4）厚度为0.15倍地线外径，致动铝环（4）内直径为1.1倍地线外径，致动铝环（4）长度超过机械外壳（3）长度；致动铝环（4）通过抱箍（5）固定在地线（1）上。
3.根据权利要求1所述的一种用于架空地线的微功耗电磁脉冲除冰装置的除冰方法，其特征在于：脉冲线圈由矩形截面或圆形截面漆包线绕制而成，根据地线尺寸绕制成平面长矩形线圈，将线圈弯曲成环形，并通过环氧树脂固定在机械外壳的线槽内，并在机械外壳预留出进出线槽。
4.根据权利要求1所述的一种用于架空地线的微功耗电磁脉冲除冰装置的除冰方法，其特征在于：机械外壳（3）由两块半圆筒组成，最大厚度为0.5倍地线外径，内径为1.45倍地线外径，其中一块内部有线圈槽，用以放置脉冲线圈，另一块无线圈槽；两块半圆筒的四个角均设置有螺丝固定口，两块半圆筒通过螺丝固定在致动铝环（4）上。
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