專利名稱：：自加熱防結(jié)冰架空導(dǎo)線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電力用架空導(dǎo)線，特別是一種自加熱防結(jié)冰架空導(dǎo)線。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有的電力架空導(dǎo)線大多由線芯和絞合導(dǎo)線構(gòu)成，線芯一般采用鍍鋅鋼線，起抗拉作用，絞合導(dǎo)線為鋁導(dǎo)線，絞合在線芯外側(cè)，用于高壓電力遠(yuǎn)距離傳輸。這種結(jié)構(gòu)的架空導(dǎo)線，在不結(jié)冰的季節(jié)里或無風(fēng)雪的天氣條件下，都能滿足安全輸電的要求。但在實(shí)際運(yùn)行中，這種架空導(dǎo)線所存在的不足是由于這種架空導(dǎo)線的單位長度的電阻是恒定不變的，在電流不變的條件下，由公式P^"R可知，其功率維持恒定，也就是說導(dǎo)線的發(fā)熱量維持恒定不變，當(dāng)遭遇強(qiáng)降雪、凍雨天氣，同時電力負(fù)荷不大的情況下，可在架空導(dǎo)線上形成掛霜、覆冰和冰柱，甚至在架空導(dǎo)線的表面形成較厚的冰套，加大了架空導(dǎo)線的自身重量，導(dǎo)致斷線或桿塔折斷，中斷輸電，給人民生活帶來不便，也給國家造成巨大損失。如2008年初，我國南方遭遇的強(qiáng)風(fēng)雪、凍雨災(zāi)害，其經(jīng)濟(jì)損失達(dá)上千億元，很大程度是由于高壓架空導(dǎo)線的輸電線路故障造成的，因此，在冰雪、凍雨天氣情況下，及時對架空導(dǎo)線進(jìn)行除霜、除冰，防止其表面結(jié)冰，就顯得尤其重要。目前，從架空導(dǎo)線的角度解決或防止冰害有兩種技術(shù)途徑一是防止結(jié)冰；二是采取有效措施進(jìn)行除冰。顯然，防止結(jié)冰是一種主動防冰害措施，而除冰是一種被動的防冰害措施。采取主動防冰害技術(shù)，即設(shè)計具有防結(jié)冰功能的架空導(dǎo)線，在這方面的技術(shù)主要有以下幾種1、研制具有疏水性涂料，涂敷在架空導(dǎo)線表面，但這種技術(shù)存在涂料與導(dǎo)線的涂敷強(qiáng)度低和疏水性能不穩(wěn)定等尚未徹底解決的技術(shù)難題，在工程實(shí)際應(yīng)用上還有較大差距；2、采用特殊結(jié)構(gòu)的架空導(dǎo)線，導(dǎo)線不是規(guī)整的圓形，而是在最外層的一股或多股鋁單線具有一定的尖角，在尖角處由于水與其接觸面小而結(jié)冰困難，但對于強(qiáng)降雪、強(qiáng)凍雨難以起到防覆冰效果，也未得到實(shí)際應(yīng)用；3、在架空導(dǎo)線外繞一股或多股低居里溫度合金，當(dāng)溫度低時，合金材料具有較高的磁性能，通過導(dǎo)線流過的電流感應(yīng)所產(chǎn)生的磁渦流損耗加熱架空導(dǎo)線以防止結(jié)冰，但目前所能制備出低居里溫度合金的居里溫度點(diǎn)仍較高，達(dá)攝氏20°C，遠(yuǎn)高于結(jié)冰溫度，這樣將產(chǎn)生大量的電能損失，同時低居里溫度合金成本較高，也限制了該技術(shù)的應(yīng)用。被動除冰技術(shù)包括機(jī)械擊打除冰技術(shù)和電器加熱除冰技術(shù)兩種機(jī)械擊打除冰技術(shù)有可能造成架空導(dǎo)線機(jī)械損傷、降低架空導(dǎo)線壽命，一般應(yīng)盡可能避免采用；電器除冰技術(shù)之一是采用鋼芯與鋁絞線用一層交聯(lián)聚乙烯絕緣分開的特殊結(jié)構(gòu)的架空導(dǎo)線，在進(jìn)行除冰操作時，通過開關(guān)控制使架空導(dǎo)線工作電流全部通過鋼芯流過，由于鋼芯電阻大，單位長度上的電能損耗大，從而起到加熱除冰的作用；電器除冰技術(shù)之二是在停電的條件下，利用可移動的發(fā)電機(jī)提供交流或直流電源對已經(jīng)結(jié)冰的架空導(dǎo)線的某一段進(jìn)行加熱除冰操作，由于架空導(dǎo)線線路地理?xiàng)l件的限制，攜帶沉重的電源是十分困難的，也限制了該技術(shù)的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種可根據(jù)天氣的實(shí)際情況，當(dāng)可能出現(xiàn)結(jié)冰危險時，通過人工控制或智能控制改變架空導(dǎo)線的通電截面，調(diào)整單位長度的發(fā)熱功率從而提高導(dǎo)線溫度以防止結(jié)冰的自加熱防結(jié)冰架空導(dǎo)線。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是該自加熱防結(jié)冰架空導(dǎo)線，由線芯、絞合導(dǎo)線構(gòu)成，線芯采用鍍鋅鋼線，起抗拉作用，絞合導(dǎo)線絞合在線芯的外側(cè)，為鋁導(dǎo)線，可以根據(jù)輸電的要求選擇該架空導(dǎo)線的通電截面積，其特征在于絞合導(dǎo)線的層與層之間設(shè)有絕緣層，利用絕緣層將絞合導(dǎo)線分層。本發(fā)明的設(shè)計原理為采用絕緣層分離絞合導(dǎo)線，并充分考慮其線損和載流量的大小，在出現(xiàn)冰雪天氣時，可利用分離絞合導(dǎo)線改變其通電截面積，從而實(shí)現(xiàn)自身發(fā)熱，達(dá)到防止覆冰的目的，其計算公式為P=I"R，式中P為功率，代表發(fā)熱量；I為載流量，代表線路通過的電流；R為導(dǎo)線電阻，可以人為的改變，當(dāng)出現(xiàn)冰雪時，可將R由小變大，在電流不變的情況下，P變大，實(shí)現(xiàn)自身發(fā)熱。本發(fā)明還通過如下措施實(shí)施所述的絕緣層設(shè)1一2層，采用絕緣包帶繞包而成，其厚度為0.3—0.5毫米，以將絞合導(dǎo)線分成2—3層，絕緣包帶的性能應(yīng)根據(jù)自加熱防結(jié)冰架空導(dǎo)線的最高發(fā)熱溫度及其長期運(yùn)行工作環(huán)境來選擇，一般采用聚酯包帶或聚四氟包帶或類似絕緣包帶，并且絕緣包帶在制造繞包過程中不能出現(xiàn)擊穿、穿孔和短路現(xiàn)象。使用本發(fā)明時，根據(jù)電阻定律R=P*1/s，電阻R與所通電導(dǎo)線的橫截面積s成反比，由于絕緣層將絞合導(dǎo)線分層，從而在一根架空導(dǎo)線上形成多個電阻值，在輸電過程中，可以根據(jù)需要，選擇不同的電阻值進(jìn)行輸電，從而產(chǎn)生不同的發(fā)熱量，當(dāng)遇到天氣變化，架空導(dǎo)線上出現(xiàn)結(jié)冰時，可以只選擇絕緣層外部的絞合導(dǎo)線輸送電，絕緣層內(nèi)部的絞合導(dǎo)線不送電，在電流不變的情況下，由于輸送電的橫截面積相對變小，導(dǎo)電電阻相對增大，發(fā)熱量增加，使架空導(dǎo)線表面溫度高于零攝氏度，防止結(jié)冰。本發(fā)明的有益效果在于與目前使用的架空導(dǎo)線相比，由于能通過改變通電截面積使架空導(dǎo)線發(fā)熱，所以能自動加熱除去架空導(dǎo)線表面上的結(jié)冰層，保障輸電安全，同時，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省線路維護(hù)的人力物力，降低線路維護(hù)費(fèi)用，可廣泛使用于35kV以上的電力傳輸中。圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)橫斷面剖視放大示意圖。圖2為本發(fā)明的絞合導(dǎo)線為3層時的結(jié)構(gòu)橫斷面剖視放大示意圖。圖3為本發(fā)明的低溫條件下穩(wěn)態(tài)溫升模擬實(shí)驗(yàn)的接線示意圖。圖4為本發(fā)明的低溫淋雨結(jié)冰模擬實(shí)驗(yàn)的接線示意圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例1參照附圖1制作具有一層絕緣層結(jié)構(gòu)的本發(fā)明。該自加熱防結(jié)冰架空導(dǎo)線，由線芯l、絞合導(dǎo)線2構(gòu)成，線芯l采用鍍鋅鋼線，絞合導(dǎo)線2絞合在線芯1的外側(cè)，為鋁導(dǎo)線，絞合導(dǎo)線2的層與層之間設(shè)有絕緣層3。所述的絕緣層3設(shè)1層，采用絕緣包帶繞包而成，其厚度為0.3mm。以下結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對本發(fā)明的自動加熱效果進(jìn)行說明采用導(dǎo)線標(biāo)稱截面185/45mm2，具體結(jié)構(gòu)為鋼芯7/2.62，鋁絞線12/2.62+18/2.92，在相鄰兩層鋁絞線之間的絕緣層的厚度為0.3mm，鋁絞線從內(nèi)向外分為內(nèi)層和外層，改變本發(fā)明架空導(dǎo)線的接入方式，分為全通、內(nèi)層通、外層通三種方式，與目前使用的同種規(guī)格的架空導(dǎo)線相比，重量無明顯變化，生產(chǎn)成本變化不大，在兩根絕緣架桿6之間架設(shè)架空導(dǎo)線7，架空導(dǎo)線7與大電流電源4、鉗式電流表5相連通，架空導(dǎo)線7上c-a和b-d的長度皆大于5米，在a-b之間分別取五個溫度觀測點(diǎn)，通電40分鐘后，對這五個溫度觀測點(diǎn)的平均值進(jìn)行比較。試驗(yàn)l:低溫條件下穩(wěn)態(tài)溫升模擬實(shí)驗(yàn)按附圖3進(jìn)行接線，實(shí)驗(yàn)條件為環(huán)境溫度為零下l(TC，通電電流為130A。改變架空導(dǎo)線的接入方式，測試架空導(dǎo)線的溫度平均值。測試結(jié)果如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>通過以上模擬實(shí)驗(yàn)可知當(dāng)架空導(dǎo)線在低于額定容量下，環(huán)境溫度較低時，架空導(dǎo)線溫度會低于零度，具有結(jié)冰的可能；同時，也可以看出，通過調(diào)整通電截面對架空導(dǎo)線的溫度進(jìn)行調(diào)整的范圍可達(dá)l(TC左右。試驗(yàn)2:低溫淋雨結(jié)冰模擬實(shí)驗(yàn)按附圖4進(jìn)行接線，環(huán)境溫度為零下1(TC，通電電流為200A，在架空導(dǎo)線7上方設(shè)有噴淋設(shè)備8，以對架空導(dǎo)線7噴灑0。C的水。改變架空導(dǎo)線的接入方式，測試架空導(dǎo)線的溫度平均值，并觀察結(jié)冰狀況。測試結(jié)果如下:接線方式溫度平均值結(jié)冰情況全通一2.5。C出現(xiàn)結(jié)冰，結(jié)冰厚度隨淋雨時間增加而增加內(nèi)層通0°C出現(xiàn)少量結(jié)冰，結(jié)冰厚度增加不明顯外層通10。C無結(jié)冰現(xiàn)象通過上述模擬實(shí)驗(yàn)可知當(dāng)架空導(dǎo)線在低于額定容量下，環(huán)境溫度較低并有淋雨時，架空導(dǎo)線溫度較低，可出現(xiàn)結(jié)冰，但通過調(diào)整通電截面可以有效防止架空導(dǎo)線表面結(jié)冰。實(shí)施例2參照附圖2制作具有兩層絕緣層結(jié)構(gòu)的本發(fā)明。該自加熱防結(jié)冰架空導(dǎo)線，由線芯l、絞合導(dǎo)線2構(gòu)成，線芯l采用鍍鋅鋼線，絞合導(dǎo)線2絞合在線芯1的外側(cè)，為鋁導(dǎo)線，絞合導(dǎo)線2的層與層之間設(shè)有絕緣層3。所述的絕緣層3設(shè)2層，采用絕緣包帶繞包而成，其厚度為0.3mm。以下結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對本發(fā)明的自動加熱效果進(jìn)行說明采用導(dǎo)線標(biāo)稱截面300/35mm2，具體結(jié)構(gòu)為鋼芯7/2.50，鋁絞線12/2.50+18/2.62+24/2.75，在相鄰兩層鋁絞線之間的絕緣層的厚度為0.3mm，鋁絞線從內(nèi)向外分為第一層、第二層、第三層，改變本發(fā)明架空導(dǎo)線的接入方式，分為全通、第一層通、第二層通、第三層通、第一和第二層通、第二和第三層通、第一和第三層通共七種方式，與目前使用的同種規(guī)格的架空導(dǎo)線相比，重量無明顯變化，生產(chǎn)成本變化不大，在兩根絕緣架桿6之間架設(shè)架空導(dǎo)線7，架空導(dǎo)線7與大電流電源4、鉗式電流表5相連通，架空導(dǎo)線7上c-a和b-d的長度皆大于5米，在a-b之間分別取五個溫度觀測點(diǎn)，通電40分鐘后，對這五個溫度觀測點(diǎn)的平均值進(jìn)行比較。試驗(yàn)3:低溫條件下穩(wěn)態(tài)溫升模擬實(shí)驗(yàn)按附圖3進(jìn)行接線，實(shí)驗(yàn)條件為環(huán)境溫度為零下l(TC,通電電流為200A。改變架空導(dǎo)線的接入方式，測試架空導(dǎo)線的溫度平均值。測試結(jié)果如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>通過以上模擬實(shí)驗(yàn)可知當(dāng)架空導(dǎo)線在低于額定容量下，環(huán)境溫度較低時，架空導(dǎo)線溫度會低于零度，具有結(jié)冰的可能；同時，也可以看出，通過調(diào)整通電截面對架空導(dǎo)線的溫度進(jìn)行調(diào)整的范圍可達(dá)25。C左右。試驗(yàn)4:低溫淋雨結(jié)冰模擬實(shí)驗(yàn)按附圖4進(jìn)行接線，試驗(yàn)條件為環(huán)境溫度為零下1(TC,通電電流為300A,在架空導(dǎo)線7上方設(shè)有噴淋設(shè)備8,以對架空導(dǎo)線7噴灑ot:的水。改變架空導(dǎo)線的接入方式，測試架空導(dǎo)線的溫度平均值，并觀察結(jié)冰狀況。測試結(jié)果如下:接線方式溫度平均值結(jié)冰情況全通一6.5。C出現(xiàn)結(jié)冰，結(jié)冰厚度隨淋雨時間增加而增加第一層通+30.0°C無結(jié)冰現(xiàn)象第二層通+15.6°C無結(jié)冰現(xiàn)象第三層通+5.2°C無結(jié)冰現(xiàn)象第一和第二層通+2.rc無結(jié)冰現(xiàn)象第二和第三層通o°c出現(xiàn)少量結(jié)冰，結(jié)冰厚度增加不明顯第一和第三層通o°c出現(xiàn)少量結(jié)冰，結(jié)冰厚度增加不明顯通過上述模擬實(shí)驗(yàn)可知當(dāng)架空導(dǎo)線在低于額定容量下，環(huán)境溫度較低并有淋雨時，架空導(dǎo)線溫度較低，可出現(xiàn)結(jié)冰，但通過調(diào)整通電截面可以有效防止架空導(dǎo)線表面結(jié)冰。權(quán)利要求1.一種自加熱防結(jié)冰架空導(dǎo)線，由線芯(1)、絞合導(dǎo)線(2)構(gòu)成，線芯(1)采用鍍鋅鋼線，絞合導(dǎo)線(2)絞合在線芯(1)的外側(cè)，為鋁導(dǎo)線，其特征在于絞合導(dǎo)線(2)的層與層之間設(shè)有絕緣層(3)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的自加熱防結(jié)冰架空導(dǎo)線，其特征在于所述的絕緣層(3)設(shè)1—2層，采用絕緣包帶繞包而成，其厚度為0.3—0.5毫米，與之相對應(yīng)，絞合導(dǎo)線(2)為2—3層。全文摘要本發(fā)明公開了一種自加熱防結(jié)冰架空導(dǎo)線，屬于電力用架空導(dǎo)線
技術(shù)領(lǐng)域：
，由線芯(1)、絞合導(dǎo)線(2)構(gòu)成，線芯(1)采用鍍鋅鋼線，絞合導(dǎo)線(2)絞合在線芯(1)的外側(cè)，為鋁導(dǎo)線，其特征在于絞合導(dǎo)線(2)的層與層之間設(shè)有絕緣層(3)。所述的絕緣層(3)設(shè)1-2層，采用絕緣包帶繞包而成，其厚度為0.3-0.5毫米。該自加熱防結(jié)冰架空導(dǎo)線，與目前使用的架空導(dǎo)線相比，由于能通過改變通電截面積使架空導(dǎo)線發(fā)熱，所以能自動加熱除去架空導(dǎo)線表面上的結(jié)冰層，保障輸電安全，同時，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省線路維護(hù)的人力物力，降低線路維護(hù)費(fèi)用，可廣泛使用于35KV以上的電力傳輸中。文檔編號H01B7/17GK101303917SQ20081001634公開日2008年11月12日申請日期2008年5月22日優(yōu)先權(quán)日2008年5月22日發(fā)明者商傳紅,李忠華,臧化文申請人:山東科虹線纜有限公司