利用外激諧振的輸電線路在線防結冰防覆雪方法

2023-05-14 06:36:16

利用外激諧振的輸電線路在線防結冰防覆雪方法
【專利摘要】本發明提出了一種利用外激諧振的輸電線路在線防結冰防覆雪方法，利用安裝在線路上的防結冰防覆雪終端裝置和監控中心共同實現，工作原理是由安裝在輸電線路上的防結冰防覆雪終端裝置在線監測環境參數，當判斷發生凍雨或下雪時，防結冰防覆雪終端裝置自動運行，產生與輸電線路固有頻率值相同的機械振動作為外加激勵源，與輸電線路產生諧振，阻止輸電線路結冰或覆雪，實現輸電線路在線防冰雪功能。防結冰防覆雪終端裝置和監控中心可進行實時遠程通訊並實時反饋，對包括未安裝防結冰防覆雪終端裝置的附近區域進行預警。該方法不但有效避免了因輸電線路覆冰而引發的各種電網事故，也為電力系統提出了一種由被動除冰到主動防冰的新思路。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力系統安全【技術領域】，具體涉及一種利用外激諧振的輸電線路在線 防結冰防覆雪方法。 利用外激諧振的輸電線路在線防結冰防覆雪方法 技術背景
[0002] 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達上 千次，輸電線路覆冰將導致倒塔、斷線、冰閃、跳閘、導線舞動、電力設備損壞等問題。我國南 方部分省市地區冬末春初之際經常遭受低溫、雨雪、冰凍災害，當氣溫在零度左右時，輸電 線路上所覆蓋的積雪經融化和二次凍冰過程，使得高壓線上所附冰柱更加堅厚，令輸電線 路遭受重大破壞，不僅破壞電網結構、威脅電網安全，同時嚴重影響人民的日常生活，並給 國民經濟造成巨大經濟損失。
[0003] 針對輸電線路覆冰問題，大都採用輸電線路在線除冰方法。採用傳統的外力人工 敲打除冰方法，該方法雖然簡單易行，但工作效率低，同時對電力工人的生命安全造成了極 大的威脅；採用機械除冰機器人除冰，由於需要越障移動，使得機器人體積大、成本高、機構 複雜，易引發額外的線路故障，且除冰刀具尖端在高壓環境中易引起尖端放電現象，給電力 系統引入不穩定因素；採用焦耳熱融冰機器人除冰大部分以輸電線路斷電為前提，且能量 耗損大、投資成本高、除冰範圍小，給社會經濟造成損失和人們生活帶來極大的不便。
[0004] 國內外現有的高壓輸電線路防冰方法，主要分為噴塗防覆冰塗料的防冰方法和焦 耳熱防冰方法兩種，其中噴塗防覆冰塗料多採用人工或機器噴塗，其工作量大、防冰時效性 短；焦耳熱防冰方法通過在輸電線路中間安裝無功補償裝置或採用分裂導線增大子導線的 電流傳輸量，從而產生大電流以焦耳熱融冰的方式進而實現防冰的目的，其能量耗損大、投 資成本高、防冰範圍小，給社會經濟造成損失和人們生活帶來極大的不便。
[0005] 通過對輸電線路除冰防冰技術的現狀分析，本發明提出了一種利用外激諧振的輸 電線路在線防結冰防覆雪方法，該方法不但主動避免了輸電線路因覆冰而引發電網事故， 也保障了架空輸電線路持續、安全、穩定的運行，也為電力系統除冰問題提出了一種由被動 除冰到主動防冰的新思路，實現了智能化高效率的在線防冰作業。


【發明內容】

[0006] 為了避免高壓架空輸電線路因覆冰過厚或積雪，而引起對輸電線路及杆塔的損壞 問題，本發明提供了一種利用外激諧振的輸電線路在線防結冰防覆雪方法，利用安裝在線 路上的防結冰防覆雪終端裝置和監控中心共同實現，該方法的工作原理是由安裝在線路上 的防結冰防覆雪終端裝置在線監測輸電線路環境溫度、溼度及風速判斷是否具有凍雨生成 條件，利用智能視頻監測落雪程度，當判斷發生凍雨或下雪時，防冰終端裝置自動運行，產 生與輸電線路固有頻率值相同的機械振動作為外加激勵源，與輸電線路產生諧振，阻止輸 電線路上結冰或覆雪，從而實現輸電線路在線防冰雪功能。防結冰防覆雪終端裝置和監控 中心可進行實時遠程通訊，將其工作狀態、現場採集參數、防冰雪處理情況實時反饋給監控 中心，遠程中心匯總多點數據，對不包括具有本系統終端的相關區域進行預警，並將相關數 據保存作為歷史數據以便日後統計、分析、決策。該方法不但有效避免了因導線覆冰而引發 的各種電網事故，也保障了架空輸電線路持續、安全、穩定的運行，同時為電力系統提出了 一種由被動除冰到主動防冰的新思路。
[0007] 本發明所採用的技術方案如下： 利用外激諧振的輸電線路在線防結冰防覆雪方法，利用安裝在線路上的防結冰防覆 雪終端裝置和監控中心共同實現，其特徵在於，該方法的工作原理是由安裝在輸電線路上 的防結冰防覆雪終端裝置在線監測輸電線路環境溫度、溼度及風速，以判斷是否具有凍雨 生成條件，利用智能視頻監測落雪程度，當判斷發生凍雨或下雪時，防結冰防覆雪終端裝置 自動運行，產生機械振動作為外加激勵源，與輸電線路產生諧振，阻止輸電線路上結冰或覆 雪，從而實現輸電線路的在線防結冰防覆雪功能，防結冰防覆雪終端裝置和監控中心之間 可進行實時遠程通訊。
[0008] 所述的利用外激諧振的輸電線路在線防結冰防覆雪方法，安裝在線路上的防結冰 防覆雪終端裝置計算測試出該線路的固有振動頻率，啟動防冰雪工作時，產生與輸電線路 的固有振動頻率相同的的機械振動作為外加激勵源，與輸電線路產生諧振，阻止輸電線路 結冰或覆雪。
[0009] 所述的利用外激諧振的輸電線路在線防結冰防覆雪方法，防結冰防覆雪系統監測 到可能發生凍雨或下雪情況後，主動通知監控中心，同時自動開啟防冰雪工作，並將其工作 狀態、現場採集參數、防冰雪處理情況實時反饋給監控中心。
[0010] 所述的利用外激諧振的輸電線路在線防結冰防覆雪方法，監控中心匯總多點數 據，判斷凍雨或落雪發生的範圍、程度等，對包括不具有本系統終端的的相關區域進行預 警，並將相關數據保存作為歷史數據以便日後統計、分析、決策。
[0011] 與現有技術相比，本發明的顯著優點在於： 區別於現有防冰方法最大的特點是，防冰裝置基於外激諧振原理，在監測到可能出現 凍雨或落雪的情況後自動運行，利用外激諧振產生的機械振動作為外加激勵源，與輸電線 路產生諧振，有效防止輸電線路產生積雪或形成凍雨，而不是生成覆冰後再進行除冰工作， 防冰過程中無大量的能量損失，可主動避免因輸電線路覆冰而引發的事故，保證架空輸電 線路的運行安全，給社會經濟發展和人們的日常生活提供了保障，同時也為輸電線路覆冰 問題提出了一種由被動除冰到主動防冰的新思路。
[0012] 該方法實施過程中無移動作業，避免了由于越障操作而引起的裝置及線路故障。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是本發明的防結冰防覆雪裝置工作的原理圖。
[0014] 圖中：1-防冰裝置，2-杆塔，3-輸電線路，4-對應兩桿塔間跨距，5-監控中心。

【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖對本發明作進一步說明： 本發明是一種利用外激諧振的輸電線路在線防結冰防覆雪方法，在已知兩桿塔間跨距 的的輸電線路上防結冰防覆雪終端裝置（1)並配合監測中心（5)共同實現，防結冰防覆雪 終端裝置（1)在線監測輸電線路（3)環境溫度、溼度及風速，以判斷是否具有凍雨生成條 件，利用智能視頻監測落雪程度，當判斷發生凍雨或下雪時，防結冰防覆雪終端裝置（1)自 動運行，產生機械振動作為外加激勵源，與輸電線路（3)產生諧振，阻止輸電線路（3)上結 冰或覆雪，從而實現輸電線路（3)的在線防冰雪功能，防結冰防覆雪終端裝置（1)和監控中 心（5)之間可進行實時遠程通訊。
[0016] 防結冰防覆雪終端裝置（1)監測到可能出現凍雨或落雪情況後，安裝在輸電線路 (3)上的防冰雪終端裝置（1)計算測試出該輸電線路（3)的固有振動頻率，啟動防冰雪工 作時，產生與輸電線路（3)的固有振動頻率相同的的機械振動作為外加激勵源，與輸電線路 (3)產生諧振，阻止輸電線路（3)結冰或覆雪，實現智能化、高效率的在線防結冰防覆雪功 能。
[0017] 防結冰防覆雪終端裝置（1)監測到可能發生凍雨或下雪情況後，主動通知監控中 心（5)，同時自動開啟防冰雪工作，並將其工作狀態、現場採集參數、防冰雪處理情況實時反 饋給監控中心。
[0018] 監控中心（5)匯總多點數據，判斷凍雨或落雪發生的範圍、程度等，對包括未安裝 防結冰防覆雪終端裝置（1)的附近區域進行預警，通知有關部門作好預防準備工作，並將相 關數據保存作為歷史數據以便日後統計、分析、決策。
[0019] 以上所述僅為本發明的較佳實施實例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神 和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 利用外激諧振的輸電線路在線防結冰防覆雪方法，利用安裝在線路上的防結冰防覆 雪終端裝置（1)和監控中心（5)共同實現，其特徵在於：該方法的工作原理是由安裝在輸 電線路（3)上的防結冰防覆雪終端裝置（1)在線監測輸電線路（3)環境溫度、溼度及風速， 以判斷是否具有凍雨生成條件，利用智能視頻監測落雪程度，當判斷發生凍雨或下雪時，防 結冰防覆雪終端裝置（1)自動運行，產生機械振動作為外加激勵源，與輸電線路（3)產生諧 振，阻止輸電線路（3)上結冰或覆雪，從而實現輸電線路（3)的在線防冰雪功能，防結冰防 覆雪終端裝置（1)和監控中心（5)之間可進行實時遠程通訊。
2. 根據權利要求1所述的利用外激諧振的輸電線路在線防結冰防覆雪方法，其特徵在 於：安裝在線路上的防結冰防覆雪終端裝置（1)測試計算出該輸電線路（3)的固有振動頻 率，啟動防冰雪工作時，產生與輸電線路（3)的固有振動頻率相同的的機械振動作為外加激 勵源，與輸電線路（3)產生諧振，阻止輸電線路（3)結冰或覆雪。
3. 根據權利要求1所述的利用外激諧振的輸電線路在線防結冰防覆雪方法，其特徵 在於：防結冰防覆雪終端裝置（1)監測到可能發生凍雨或下雪情況後，主動通知監控中心 (6)，同時自動開啟防冰雪工作，並將其工作狀態、現場採集參數、防冰雪處理情況實時反饋 給監控中心（5)。
4. 根據權利要求1所述的利用外激諧振的輸電線路在線防結冰防覆雪方法，其特徵在 於：監控中心（5)匯總多點數據，判斷凍雨或落雪發生的範圍、程度等，對包括未安裝防結 冰防覆雪終端裝置（1)的附近區域進行預警，並將相關數據保存作為歷史數據以便日後統 計、分析、決策。
【文檔編號】H02G7/16GK104065016SQ201410344184
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2014年7月18日
【發明者】周封, 劉健, 王丙全, 王晨光, 郝婷, 崔博聞, 李偉力, 劉小可, 胡海濤, 安娜 申請人:哈爾濱理工大學, 周封