浅谈高压线除冰技术

Posted 2021-02-20 y15beta

前言

据不完全统计，自上世纪中期以来， 我国输电线路遭受不同程度的覆冰灾害多达上千次 。输电线路覆冰将导致各种事故， 对电网的正常运转和人民生活带来了极大不便。为减少覆冰引起各种事故的发生， 诸多科研单位和高等院校展开了高压线除冰技术的研究，并已取得一定成效 。目前国内外除冰方法繁多，但究其除冰机理可归纳为热力融冰法 、机械除冰 、自然除冰等方法 。

热力融冰法

热力融冰法是指利用附加热源或导线自身发热，融化冰雪的方法。目前常见的热力融冰法有过电流融冰法 、短路电流融冰、直流融冰三种方法 。

过电流融冰技术

是在线路导线或地线上通以高于正常电流密度的传输电流，获得焦耳热以达到融冰的目的。过电流融冰包括带负荷融冰、利用移相变压器融冰、同相合闸融冰和无功电流融冰等。带负荷融冰包括改变潮流分布融冰、多分裂导线潮流集中融冰和采用融冰自耦变压器融冰。

短路融冰法

是将单相、二相或三相导线短路,形成短路电流加热导线达到融冰目的。

直流融冰

是将透过直流电压进行短路，导致发热的原理用在导线上融冰的技术。融冰主要是利用电流热效应=I^2*R。同样的电压下，或者电源容量下，由于直流电阻小于交流阻抗，可以获得更大的电流，更强的热效应。

机械除冰法

机械除冰法就是利用机械外力迫使导线上的覆冰脱落的方法。目前机械除冰的主要方法有 “ad hoc”法、滑轮铲刮法 、电磁力除冰法和机器人除冰法 。

“ad hoc”法

又称之为外力敲打法， 即由操作者在现场借助工具敲击输电线路达到除冰的目的 。

滑轮铲刮法

是地面上的操作人员通过控制输电线路上滑轮的移动，借助力的作用使导线弯曲， 从而使覆冰破裂 。

电磁力除冰法

是将输电线路在额定电压下短路，短路电流产生适当的电磁力使导体互相撞击而使覆冰脱落的方法。

机器人除冰

也属于机械除冰方法的一种， 它是利用安装在输电线路上行走机器人的除冰机构自动清除覆冰的方法 。它是输电线路除冰技术的发展趋势， 其具有功耗小 、效率高 、人员无伤亡、无需停电和转移负载等诸多优点 。

自然除冰法

自然除冰法是指不需外界能量而靠自然力实现除冰的方法。如在输电线路上安装阻雪环 、平衡锤等装置，在积雪或覆冰达到一定程度时，借助风力 、重力等作用自行脱落， 这种除冰方法简单易行，但具有较强的偶然性， 不能实现可靠除冰； 在导线表面刷涂憎水性材料或吸热涂层的除冰方法， 具有一定的研究价值， 但由于其自身存在的缺点导致应用前景受到很大限制 。

小结

电力系统的不断发展和安全稳定运行给国民经济和社会发展带来了巨大的动力和效益 。但是，输电线路的覆冰和积雪时刻威胁着电力系统的安全运行， 因此研究高效率 、高性能 、低能耗 、低风险的除冰技术仍是今后工作的重点 。其中以机器人除冰为主要发展潮流，多种除冰方法相结合的新型除冰技术的研究将成为必然。

参考资料

高压输电线路除冰技术综述 - 百度文库

为啥是直流融冰？交流不行吗？ - 知乎

电网过电流融冰运行方式可行性研究 - 百度文库

电力系统较为常用的线路融冰方法 - 百度文库

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