前言
據不完全統計,自上世紀中期以來, 我國輸電線路遭受不同程度的覆冰災害多達上千次 。輸電線路覆冰將導致各種事故, 對電網的正常運轉和人民生活帶來了極大不便。為減少覆冰引起各種事故的發生, 諸多科研單位和高等院校展開了高壓線除冰技術的研究,並已取得一定成效 。目前國內外除冰方法繁多,但究其除冰機理可歸納為熱力融冰法 、機械除冰 、自然除冰等方法 。
熱力融冰法
熱力融冰法是指利用附加熱源或導線自身發熱,融化冰雪的方法。目前常見的熱力融冰法有過電流融冰法 、短路電流融冰、直流融冰三種方法 。
過電流融冰技術
是在線路導線或地線上通以高於正常電流密度的傳輸電流,獲得焦耳熱以達到融冰的目的。過電流融冰包括帶負荷融冰、利用移相變壓器融冰、同相合閘融冰和無功電流融冰等。帶負荷融冰包括改變潮流分布融冰、多分裂導線潮流集中融冰和采用融冰自耦變壓器融冰。
短路融冰法
是將單相、二相或三相導線短路,形成短路電流加熱導線達到融冰目的。
直流融冰
是將透過直流電壓進行短路,導致發熱的原理用在導線上融冰的技術。融冰主要是利用電流熱效應=I^2*R。同樣的電壓下,或者電源容量下,由於直流電阻小於交流阻抗,可以獲得更大的電流,更強的熱效應。
機械除冰法
機械除冰法就是利用機械外力迫使導線上的覆冰脫落的方法。目前機械除冰的主要方法有 “ad hoc”法、滑輪鏟刮法 、電磁力除冰法和機器人除冰法 。
“ad hoc”法
又稱之為外力敲打法, 即由操作者在現場借助工具敲擊輸電線路達到除冰的目的 。
滑輪鏟刮法
是地面上的操作人員通過控制輸電線路上滑輪的移動,借助力的作用使導線彎曲, 從而使覆冰破裂 。
電磁力除冰法
是將輸電線路在額定電壓下短路,短路電流產生適當的電磁力使導體互相撞擊而使覆冰脫落的方法。
機器人除冰
也屬於機械除冰方法的一種, 它是利用安裝在輸電線路上行走機器人的除冰機構自動清除覆冰的方法 。它是輸電線路除冰技術的發展趨勢, 其具有功耗小 、效率高 、人員無傷亡、無需停電和轉移負載等諸多優點 。
自然除冰法
自然除冰法是指不需外界能量而靠自然力實現除冰的方法。如在輸電線路上安裝阻雪環 、平衡錘等裝置,在積雪或覆冰達到一定程度時,借助風力 、重力等作用自行脫落, 這種除冰方法簡單易行,但具有較強的偶然性, 不能實現可靠除冰; 在導線表面刷塗憎水性材料或吸熱塗層的除冰方法, 具有一定的研究價值, 但由於其自身存在的缺點導致應用前景受到很大限制 。
小結
電力系統的不斷發展和安全穩定運行給國民經濟和社會發展帶來了巨大的動力和效益 。但是,輸電線路的覆冰和積雪時刻威脅着電力系統的安全運行, 因此研究高效率 、高性能 、低能耗 、低風險的除冰技術仍是今后工作的重點 。其中以機器人除冰為主要發展潮流,多種除冰方法相結合的新型除冰技術的研究將成為必然。
參考資料
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