專利名稱：一種高壓輸電線路除霜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓輸電線路除霜裝置，利用此高壓輸電線路的除霜的技術(shù)及裝置，只需通過遙控開關(guān)把高壓輸電線路除霜裝置接入高壓輸電線路，就可以在高壓輸電線路中產(chǎn)生強(qiáng)大的電流，使高壓輸電線發(fā)熱，從而使凝結(jié)在高壓輸電線上的結(jié)冰融化脫落，以防止高壓輸電線路在冬天因結(jié)冰增加負(fù)重，把高壓線空架塔壓垮。
背景技術(shù)：
在天氣比較寒冷的冬天，高壓輸電線路經(jīng)常出現(xiàn)因結(jié)冰增加負(fù)重，使高壓線空架塔壓垮的情況，目前還沒有一種有效的方法，能夠在不停電的情況下，可以把高壓輸電線上的結(jié)冰清除，以防止高壓線支撐塔架被壓垮，避免供電中斷。根據(jù)中央電視臺的新聞報道， 目前對高壓輸電線上的結(jié)冰進(jìn)行清除的方法，是讓高壓輸電線路停止供電，然后用低壓直流電對高壓輸電線通電加熱半小時，待高壓輸電線上的結(jié)冰被清除后，再恢復(fù)供電。此種方法，費(fèi)時費(fèi)工，并且給整條高壓線路加熱需要供電設(shè)備提供非常大的電源功率，還很不容易操作。本發(fā)明的一種高壓輸電線路除霜裝置的工作原理，主要是利用電感和電容并聯(lián)諧振時，在高壓輸電線路中產(chǎn)生強(qiáng)大的電流，使高壓輸電線發(fā)熱，從而使凝結(jié)在高壓輸電線上的結(jié)冰融化脫落。由于這種高壓輸電線路除霜裝置是按一定的間隔把多組高壓大功率電感器和高壓大功率電容器以及遙控開關(guān)安裝在高壓輸電線路上，并讓多組高壓大功率電感器和高壓大功率電容器按順序輪流接通工作。因此，利用本發(fā)明技術(shù)裝置不但不需要停電，也不需要用人工的方法，就可以對高壓輸電線上的結(jié)冰清除，不但省時，并且還省電，因為當(dāng)電感和電容產(chǎn)生并聯(lián)諧振時，其諧振回路中的電流雖然很大，但需要供電設(shè)備提供的功率卻很小。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一種高壓輸電線路除霜裝置，主要由高壓大功率電感器和高壓大功率電容器以及遙控開關(guān)和高壓輸電線路等四個部分組成，高壓大功率電感器和高壓大功率電容器分別通過遙控開關(guān)按一定的間隔連接在各段需要除霜的高壓輸電線路上，即高壓大功率電感器和高壓大功率電容器分別通過遙控開關(guān)連接在某段高壓輸電線路的兩端，中間為高壓輸電線路，并按順序輪流工作，當(dāng)某段高壓輸電線路對應(yīng)的高壓大功率電感器和高壓大功率電容器通過遙控開關(guān)與高壓輸電線路接通時，高壓大功率電感器與高壓大功率電容器組成的LC電路會與高壓輸電線路上的交流電壓產(chǎn)生諧振，從而在諧振回路中會產(chǎn)生很大的電流，使高壓輸電線路因有大電流流過而發(fā)熱以達(dá)到除霜的目的。前面所述的某段高壓輸電線路，是指整個高壓輸電線路中的其中一段需要除霜的高壓輸電線路，高壓大功率電感器通過遙控開關(guān)與此段高壓電輸電線路的功率輸入端連接，高壓大功率電容器通過遙控開關(guān)與此段高壓輸電線路的功率輸出端連接，這一段高壓輸電線路對輸入交流電壓的延時，其相位不應(yīng)超過36度，或這一段高壓輸電線路的長度不應(yīng)超過輸送交流電的十分之一波長。對于近距離高壓輸電線路，即，當(dāng)這一段高壓輸電線路的長度不超過輸送交流電的十分之一波長時，只需要一組由高壓大功率電感器和高壓大功率電容器以及遙控開關(guān)和高壓輸電線路組成的高壓輸電線路除霜裝置，當(dāng)這一段高壓輸電線路需要除霜時，可分別通過遙控開關(guān)把高壓大功率電感器和高壓大功率電容器同時接通。而對于遠(yuǎn)距離高壓輸電線路，即，當(dāng)這一段高壓輸電線路的長度超過輸送交流電的十分之一波長時，則需要多組由高壓大功率電感器和高壓大功率電容器以及遙控開關(guān)和高壓輸電線路組成的高壓輸電線路除霜裝置，并按一定的間隔把高壓大功率電感器和高壓大功率電容器以及遙控開關(guān)安裝在高壓輸電線路上，當(dāng)高壓輸電線路需要除霜時，可分別通過遙控開關(guān)讓多組高壓輸電線路除霜裝置按順序輪流工作，保證任何時刻只能讓其中一組高壓輸電線路除霜裝置的高壓大功率電感器和高壓大功率電容器與高壓輸電線路接通， 其余組高壓輸電線路除霜裝置的高壓大功率電感器和高壓大功率電容器均斷開。這里需要特別說明的是，各遙控開關(guān)在把各高壓大功率電感器和高壓大功率電容器與高壓輸電線路接通或斷開的時候，必須在交流電壓過零的時刻接通或斷開，否則在高壓大功率電感器和高壓大功率電容器進(jìn)行初始充電的瞬間，會在高壓輸電線路中產(chǎn)生很大的電流，甚至?xí)堰b控開關(guān)和高壓大功率電容器因過流損壞，或者，在準(zhǔn)備對高壓輸電線路進(jìn)行除霜時，先把高壓輸電線路斷電，讓高壓大功率電感器和高壓大功率電容器都接好后再送電，這也是一個好辦法。零電壓接入(或零電壓接通)，就是各遙控開關(guān)在交流電壓過零的時刻把各高壓大功率電感器和高壓大功率電容器與高壓輸電線路接通或斷開。零電壓接通一般需要采用電子開關(guān)器件(如可控硅、高壓閘流管等)與電磁繼電器一起配合使用。在交流電壓過零的時刻，先讓電子開關(guān)器件接通，然后再讓繼電器接通，或先讓繼電器先斷開，然后再讓電子開關(guān)器件斷開，這樣可以同時利用電子開關(guān)動作速度快，而電磁繼電器接入損耗低的特點(diǎn)。我們還可以把這種按一定的間隔把多組高壓大功率電感器和高壓大功率電容器以及遙控開關(guān)安裝在高壓輸電線路上，并讓多組高壓大功率電感器和高壓大功率電容器按順序輪流接通工作的高壓輸電線路除霜裝置，稱為分布式高壓輸電線路除霜裝置，或高壓輸電線路分段除霜裝置。采用分布式高壓輸電線路除霜裝置的目的是為了降低高壓供電設(shè)備的額外輸出功率，保證高壓供電設(shè)備的安全。如果把多組高壓輸電線路除霜裝置的高壓大功率電感器和高壓大功率電容器同時接到高壓輸電線路上，勢必使高壓供電設(shè)備因額外輸出功率過大而過載損壞。本發(fā)明的一種高壓輸電線路除霜裝置，對于單相高壓輸電線路，每組高壓輸電線路除霜裝置只需一個高壓大功率電感器和一個高壓大功率電容器以及兩個分別與高壓大功率電感器和高壓大功率電容器連接的遙控開關(guān)，高壓大功率電感器和高壓大功率電容器分別通過遙控開關(guān)與高壓輸電線路連接。對于三相高壓輸電線路，每組高壓輸電線路除霜裝置需要三個高壓大功率電感器和三個高壓大功率電容器以及六個分別與高壓大功率電感器和高壓大功率電容器連接的遙控開關(guān)，高壓大功率電感器和高壓大功率電容器分別通過遙控開關(guān)與三相高壓輸電線路連接。

圖1是本發(fā)明的一種高壓輸電線路除霜裝置(以三相高壓輸電線路除霜裝置為例)的工作原理示意圖。高壓輸電線路除霜裝置主要由高壓大功率電感器(單元200中的 Li、L2、L3)，和高壓大功率電容器(單元500中的Cl、C2、C3)以及遙控開關(guān)(單元301中的K11、K12、K13和單元302中的Κ21、Κ22、Κ23)和高壓輸電線路(單元400中的A、B、C、 G，其中A、B、C分別為三相電的三根火線，G為三相電的中線)等四個部分組成。高壓大功率電感器(Li、L2、L3)和高壓大功率電容器(Cl、C2、C3)通過遙控開關(guān)分別按一定的間隔連接在某段高壓輸電線路上，即高壓大功率電感器和高壓大功率電容器分別通過遙控開關(guān)(K11、K12、K13、K21、K22、K2;3)連接在某段高壓輸電線路的兩端(單元 100和單元600)，中間為高壓輸電線路(單元400中的A、B、C)，即高壓大功率電感器通過遙控開關(guān)與此段高壓電輸電線路的功率輸入端(單元100)連接，高壓大功率電容器通過遙控開關(guān)與此段高壓輸電線路的功率輸出端(單元600)連接，當(dāng)高壓大功率電感器(L1、L2、 L3)和高壓大功率電容器(C1、C2、C3)分別通過遙控開關(guān)(K11、K12、K13、K21、K22、K23)與高壓輸電線路(A、B、C、G)接通時，在高壓大功率電感器(L1、L2、U)與高壓大功率電容器 (Cl、C2、C3)以及高壓輸電線路組成的LC回路中，將會產(chǎn)生很大的與輸入電壓同步的諧振電流，即，高壓大功率電感器存儲的能量將會與高壓大功率電容器存儲的能量互相進(jìn)行交換，從而使高壓輸電線路因有大電流流過而發(fā)熱，以達(dá)到除霜的目的。本發(fā)明的一種高壓輸電線路除霜裝置的工作原理還可以用圖2所示的簡化電路來說明。圖2中，單元100為三相高壓輸送設(shè)備的其中一相高壓輸電線路功率輸入端的等效電路，它可以等效成一個高壓正弦波電源E ;L1為單元200的其中一個高壓大功率電感器；在高壓電輸送線路單元400中，LX表示高壓輸電線路的分布電感，RX表示高壓輸電線路的等效電阻；Cl為單元500的其中一個高壓大功率電容器；RL為高壓輸電線路(單元400) 的功率輸出端(單元600)的等效負(fù)載，相當(dāng)于把用電端高壓配電設(shè)備單元600等效成一個電阻。此高壓除霜裝置的工作原理就是讓RX流過足夠大的電流，使其發(fā)熱，以達(dá)到除霜的目的。在圖2中，當(dāng)加于Ll兩端電壓的上升率為正時(電壓在增加)，表示高壓電源E將對Ll進(jìn)行充電(充磁)，此時，流過Ll的電流會在Ll中產(chǎn)生磁場，并把電能轉(zhuǎn)換成磁能儲存起來；當(dāng)加于Ll兩端電壓的上升率為負(fù)時(電壓在降低)，Ll中儲存的磁能將轉(zhuǎn)換成反電動勢給高壓輸送線路送電，此時，流過Ll的電流也會在Ll中產(chǎn)生磁場，不過此電流產(chǎn)生的磁力線方向與原來充磁時的磁力線方向正好相反，相當(dāng)于退磁。在正弦波電路中，流過Ll 的電流，在相位上正好落后于其兩端電壓90度的相位角。對于Cl，當(dāng)流過Cl兩端電流的上升率為正時(電流在增加)，表示高壓電源E正在對Cl進(jìn)行充電，此時，流過Cl的電流將會轉(zhuǎn)換成電能(電荷)在Cl中儲存起來(電荷在增加)；當(dāng)流過Cl兩端電流的上升率為負(fù)時(電流在下降)，Cl中儲存的電能(電荷) 將轉(zhuǎn)換成電流輸出給高壓輸送線路送電。在正弦波電路中，流過Cl的電流，在相位上正好超前其兩端電壓90度的相位角。在理想的情況下，電感器Ll儲存的能量和釋放的能量完全相等；同樣，電容器Cl 儲存的能量和釋放的能量也完全相等，即，它們都不損害能量；如果電感器Ll的兩端電壓與電容器Cl的兩端電壓完全相等，并且回路電阻等于零，那么，由于流過電感器Ll的電流與流過電容器Cl的電流在相位上正好相反，則其結(jié)果就是流過它們之間的電流可以互相提供，不損耗電源的功率。當(dāng)Ll和Cl儲存的能量完全相等時，它們互相提供的能量也完全相等，這種情況稱為LC電路產(chǎn)生諧振。當(dāng)LC電路產(chǎn)生諧振時，在理想的情況下(即諧振回路的電阻等于零)，LC電路是不損耗能量的，并且在其諧振回路中還可以產(chǎn)生很大的電流。但由于諧振回路中總會存在電阻，當(dāng)電阻中有電流流過時，電阻就會產(chǎn)生電壓降，并會產(chǎn)生功率損耗，使電感器Ll和電容器Cl每次互相交換能量時總會產(chǎn)生一部分能量損失。當(dāng)LC諧振回路中的電阻不等于零時，高壓電源E需要提供部份能量來補(bǔ)充諧振回路中電阻產(chǎn)生的損耗，電路才會繼續(xù)產(chǎn)生等幅振蕩?？梢宰C明，當(dāng)LC電路產(chǎn)生諧振時，在LC 電路中產(chǎn)生的電流將等于高壓電源E提供給LC電路的電流的Q倍。即由此可知，IL = Ic = QI(1)(1)式中成和Ic分別為流過電感器Ll和電容器Cl的電流，I為高壓電源E提供給LC電流回路的電流，Q為諧振回路的品質(zhì)因數(shù)。Q = -(2)
R(2)式中X= fflL = +，為諧振時Ll和Cl的阻抗，R為諧振回路的電阻。
eeL·一般諧振回路中Ll和Cl的阻抗X遠(yuǎn)遠(yuǎn)比電阻R大，所以Q都很大，因此，在諧振回路中產(chǎn)生的諧振電流込和Ic也很大，當(dāng)此電流流過圖2中的高壓輸電線的等效電阻RX 時，高壓輸電線就會發(fā)熱，以此來達(dá)到對高壓輸電線除霜的目的。在實際應(yīng)用中，Q值是可以選擇的，Il和Ic也是可以選擇的，只需適當(dāng)選擇高壓輸電線路的長度，以及Ll和Cl的數(shù)值，Q值和I Ic的數(shù)值就可以改變。這里特別應(yīng)該注意的是，前面在對圖2諧振回路進(jìn)行分析的時候，并沒有把高壓輸電線的分布電感LX的作用考慮進(jìn)去，在實際電路中，高壓輸電線的分布電感LX的作用是不能忽視的。分布電感LX雖然不像電阻那樣會損耗能量，但當(dāng)分布電感LX的值很大時，流過LX的電流就會在LX兩端產(chǎn)生電壓降或反電動勢，這個電壓降或反電動勢將會使電容器 Cl兩端的電壓與電感器Ll兩端的電壓產(chǎn)生相移，使圖2中電容器Cl兩端的電壓與電感器 Ll兩端的電壓不但數(shù)值不同，并且在相位上也不完全相同，此時，電容器Cl兩端電壓的相位要滯后于電感器Ll兩端電壓的相位一個相位角P，如圖3所示。在圖3中，Il為流過電感器Ll的電流，Ul為電感器Ll兩端的電壓，UL超前電流IL 一個相位角90度山為流過電容器Cl的電流，Uc為電容器Cl兩端的電壓，Ic超前其電壓 Uc 一個相位角90度；由于分布電感LX的存在，Uc要滯后Ul 一個相位角爐。由于Uc滯后Ul—個相位角爐，使得流過電容器Cl的電流Ic與流過電感器Ll的電流込在相位上不是正好相差180度，即它們不能完全互相抵消，而只能抵消一部分，即
權(quán)利要求
1.一種高壓輸電線路除霜裝置，主要由高壓大功率電感器和高壓大功率電容器以及遙控開關(guān)和高壓輸電線路等四個部分組成，高壓大功率電感器和高壓大功率電容器分別通過遙控開關(guān)按一定的間隔連接在各段需要除霜的高壓輸電線路上，即高壓大功率電感器和高壓大功率電容器分別通過遙控開關(guān)連接在某段高壓輸電線路的兩端，中間為高壓輸電線路，并按順序輪流工作，當(dāng)某段高壓輸電線路對應(yīng)的高壓大功率電感器和高壓大功率電容器通過遙控開關(guān)與高壓輸電線路接通時，高壓大功率電感器與高壓大功率電容器組成的LC 電路會與高壓輸電線路上的交流電壓產(chǎn)生諧振，從而在諧振回路中會產(chǎn)生很大的電流，使高壓輸電線路因有大電流流過而發(fā)熱以達(dá)到除霜的目的。
2.如權(quán)利要求1中所述的某段高壓輸電線路，是指整個高壓輸電線路中的其中一段需要除霜的高壓輸電線路，高壓大功率電感器通過遙控開關(guān)與此段高壓電輸電線路的功率輸入端連接，高壓大功率電容器通過遙控開關(guān)與此段高壓輸電線路的功率輸出端連接，其特征是，這一段高壓輸電線路對輸入交流電壓的延時，其相位不應(yīng)超過36度，或這一段高壓輸電線路的長度不應(yīng)超過輸送交流電的十分之一波長。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高壓輸電線路除霜裝置，對于近距離高壓輸電線路，即，當(dāng)這一段高壓輸電線路的長度不超過輸送交流電的十分之一波長時，只需要一組由高壓大功率電感器和高壓大功率電容器以及遙控開關(guān)和高壓輸電線路組成的高壓輸電線路除霜裝置，當(dāng)這一段高壓輸電線路需要除霜時，可分別通過遙控開關(guān)把高壓大功率電感器和高壓大功率電容器同時接通。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高壓輸電線路除霜裝置，對于遠(yuǎn)距離高壓輸電線路，即，當(dāng)這一段高壓輸電線路的長度超過輸送交流電的十分之一波長時，則需要多組由高壓大功率電感器和高壓大功率電容器以及遙控開關(guān)和高壓輸電線路組成的高壓輸電線路除霜裝置， 并按一定的間隔把高壓大功率電感器和高壓大功率電容器以及遙控開關(guān)安裝在高壓輸電線路上，當(dāng)高壓輸電線路需要除霜時，可分別通過遙控開關(guān)讓多組高壓輸電線路除霜裝置按順序輪流工作，保證任何時刻只能讓其中一組高壓輸電線路除霜裝置的高壓大功率電感器和高壓大功率電容器與高壓輸電線路接通，其余組高壓輸電線路除霜裝置的高壓大功率電感器和高壓大功率電容器均斷開。
5.如權(quán)利要求1所述的一種高壓輸電線路除霜裝置，各遙控開關(guān)在把各高壓大功率電感器和高壓大功率電容器與高壓輸電線路接通或斷開的時候，均在交流電壓過零的時刻接通或斷開。
6.如權(quán)利要求1、5所述的一種高壓輸電線路除霜裝置，遙控開關(guān)采用電子開關(guān)器件與電磁繼電器一起配合使用，在交流電壓過零的時刻，先讓電子開關(guān)器件接通，然后再讓繼電器接通，或先讓繼電器先斷開，然后再讓電子開關(guān)器件斷開。
全文摘要
一種高壓輸電線路除霜裝置，由高壓大功率電感器和高壓大功率電容器以及遙控開關(guān)和高壓輸電線路等四個部分組成，高壓大功率電感器和高壓大功率電容器分別通過遙控開關(guān)按一定的間隔連接在各段需要除霜的高壓輸電線路上，即高壓大功率電感器和高壓大功率電容器分別通過遙控開關(guān)連接在某段高壓輸電線路的兩端，中間為高壓輸電線路，并按順序輪流工作，當(dāng)某段高壓輸電線路對應(yīng)的高壓大功率電感器和高壓大功率電容器通過遙控開關(guān)與高壓輸電線路接通時，高壓大功率電感器與高壓大功率電容器組成的LC電路會與高壓輸電線路上的交流電壓產(chǎn)生諧振，從而在諧振回路中會產(chǎn)生很大的電流，使高壓輸電線路因有大電流流過而發(fā)熱以達(dá)到除霜的目的。
文檔編號H02G7/16GK102208791SQ201110049229
公開日2011年10月5日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者陶顯芳 申請人:蘇州藍(lán)特照明科技有限公司, 陶顯芳