高压输电线路电热融冰技术

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高压输电线路电热融冰技术 【摘 要】供电安全是一项关系 民生和社会生产的重要工作内容，尤其 是近年来雨雪冰冻等自然灾害频繁发生， 造成了严重的社会供电安全，如电线杆 倒塌、输电线路结冰等严重问题，给国 民经济和社会生活造成了严重的后果， 甚至有些地方还因此造成了人员伤亡等 不利影响。文章探讨我国当前正在使用 的高压输电线路热融冰技术，为高压输 电线路的融冰技术的应用和发展提供了 相应的参考依据。 中国论文网 /8/view-12933429.htm 【关键词】高压输电；电热融冰 技术；探讨分析 输电线路结冰是电网在运行工作 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 当中所面临的严重自然灾害，尤其是在 我国南方地区，由于冬季空气湿度大， 气温相对较低，加上冻雨等自然天气频 繁发生。所以，输电线路结冰导致供电 安全系数下降的问题尤为突出。线路结 冰很大程度上导致了增加了电线杆和电 线铁塔的载重负荷，加上风载条件下导 致电线的张力急剧加大，严重情况将会 导致电线断裂、电塔和电线杆倒塌等问 题发生，很大程度上造成了电网的安全 运行1。 1 输电线路结冰的主要原因 输电线路结冰所导致的后果，不 但给国民经济带来了重大的影响和巨大 的损失，同时一定程度上也有可能导致 群众安全事故性问题发生。对于高压输 电线为何会出现结冰的现象发生，一般 说来，输电线路在电流输送的过程当中， 其本身会散发一定的热量，从而达到消 除电线上积雪和雨水等，但是为什么线 路依然会在雨雪天气出现结冰现象的发 生？这是由于一方面输电线路在电流的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 输送过程当中，为了尽可能的降低电能 的损耗，采用了电阻较小的材料，这就 很大程度上造成了电线自身发热的能量 有限。数据研究分析，一段横切面为 0.3 平方厘米的电线放热量相对于一台 5w 的电炉每小时所散发的热量，同时 冬季室外天气相对较低，电线自身所散 发的热量很快被周围冷空气所吸收，所 以造成线路结冰的问题就比较常见。另 一方面是南方冬季自然天气中，雨雪天 气非常的多，加上温度相对较低，所以 南方电线结冰的现象比北方更为严重。 2 输电线路结冰所造成的不良影 响 （1）所承受的负载量较大；当 输电线因为天气等自然原因出现结冰的 现象往往会造成输电线路质量的增加， 当质量超过输电线路所能承受的最大设 计力度时，往往就会出现输电线路断裂 的问题出现。同时由于输电线路质量增 加，所承受的受风面积也在不断的加大， 电线杆及电塔所承受的压力也不断加强， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 所以也非常容易造成电线杆倒塌等问题 出现。 （2）输电线结冰导线摆动；在 冬季气温较低时，输电线很容易出现结 冰现象的发生，当输电线水分分布不均 的情况下，往往也会造成导线结冰不均 出现非对称情况的出现。当不对称的结 冰面受风力的作用下，就会导致输电线 来回摆动。当输电线摆动的时间持续加 大、幅度不断加大，就有可能对输电线 造成损坏，如输电线表层的破裂、金属 材质的损伤等，严重的时候还有可能造 成电塔和电线杆的倒塌。 （3）绝缘子冰闪；通常在输电 线大量结冰的情况下，绝缘子的绝缘强 度也会不断降低，导致泄露距离缩短。 另外在输电线结冰融化的过程中，相关 的电解杂质也会随着融冰问题一起溶解， 从而大大加强了融冰水导电性能的提升， 造成了绝缘子串电压分布及单片绝缘子 表面电压分布出现变化，使得绝缘子电 压出现降低的现象。另外，在融冰过程 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 中，多半会伴随有大雾天气的状况出现， 大雾中夹杂的颗粒物也在很大程度上促 使了融化冰水的导电率。造成了冰闪现 象的出现2。 3 高压输电线路电热融冰技术 （1）自然外力除冰；这项除冰 技术手段是当前运用最为广泛、最为简 单和最为成熟除冰方法。这项技术的应 用主要是利用自然外界的大风、温度的 差异性以及地球旋转所产生的离心力等 自然界外力的作用效果，达到消除输电 线的融冰的目的。另外，在应用自然外 力除冰的基础上，还在导线上装设如阻 雪环、平衡锤等实施装置，以此来降低 电线的冰雪聚集。外力除冰的方法特 点是简单容易操作，所需的成本也相对 较低。但是所包含的缺点是在实施上， 不能够彻底有效的防止输电线融冰，在 一定情况下还有可能因为除冰不均匀造 成输电线跳跃，制约其他应用的正常运 行。 （2）直流融冰；它的工作原理 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 是选取相应的一晶闸管，晶闸管额定工 作电压为 4kV，电流为 3kA 左右。首先 要将高压母线进行变压，本文中采用换 流变压器，将 500kV 电压变为 6.3kV， 晶闸管选额定电压为 4kV，电流为 3kA 的普通晶闸管。4kV 是该晶闸管能够承 受的相电压，是一个晶闸管正常工作电 压。变压器降压后线电压为 6.3kV。 对其中一个单桥： Ud=21.17U2cos=2.34U2cos=1.35U2L cos，其中 U2L 为线电压 Ud=1.356.3cosKV=8.51cosKV 以上电路带有平衡电抗器，属于 电感负载。平衡电抗器一方面可以作为 电感滤波；另一方面为平衡电抗器，保 证两个整流桥负载相同，可以提高整流 桥的容量。不考虑换流器的损耗，控制 角 =0C，则电压 Ud 为 8.51kV，两个 桥是并联的。一根导线的电阻为： 0.105/km105km=11；对一条线路融 冰，有三相，从以上接线，可以知道这 里不考虑分裂导线影响，只作近似计算 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 所以总电阻为：R 总 =11+11/2=16.5、I=8.51/16.5KA=0. 512KA，可得总电流 I 总 =20.512KA=1.024Ic=0.749KA （3）热力融冰法；热力融冰法 是世界公认的最有效的除冰技术，其采 用焦耳效应融冰原理，利用电流加热覆 冰导线进行除冰。加拿大魁北克水电研 究院的研究人员建立了用于估算不同电 流、温度、风速条件下融冰时间的数学 模型，即 Ec+Ecg+Efg=（I2R+Ps-Pr-Pc）t 式中：Ec 为加热导线所需的能 量，J/m ；Ecg 为加热冰所需的能量， J/m；Efg 为冰融化所需的能量， J/m；R 为导线电阻， /m；I 为导线中 的电流，A；Ps 为吸收的太阳能， W/m；Pr 为热辐射损失，W/m；Pc 为 热对流损失，W/m；t 为电流施加时间， s。公式（1）相比于 Ic2R1t=Qf+Qd，更 加全面。在一定环境下，可以测出以上 变量。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 4 结束语 输电线路结冰是电网在运行工作 当中所面临的严重自然灾害，尤其是在 我国南方地区，由于冬季空气湿度大， 气温相对较低，加上冻雨等自然天气频 繁发生。所以，输电线路结冰导致供电 安全系数下降的问题尤为突出。线路结 冰很大