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1、(10)申请公布号 CN 103701080 A (43)申请公布日 2014.04.02 CN 103701080 A (21)申请号 201410005733.4 (22)申请日 2014.01.07 H02G 7/16(2006.01) (71)申请人 国家电网公司 地址 100031 北京市西城区西长安街 86 号 申请人 国网黑龙江省电力有限公司鸡西供 电公司 哈尔滨工业大学 黑龙江工业学院 (72)发明人 刘刚 赵学增 梁岩 陈永辉 刘建军 吴坚 张竟伟 (74)专利代理机构 哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 代理人 岳泉清 (54) 发明名称 利用输电线路负荷电流融冰的。
2、方法 (57) 摘要 利用输电线路负荷电流融冰的方法， 属于高 压输配电领域。本发明解决了现有的融冰装置和 融冰方法在融冰时不能保证输电电路正常供电的 问题。 利用输电线路负荷电流融冰的方法， 融冰导 线包括高阻钢芯和外层导体， 位于所述输电线路 端部的融冰导线末端的高阻钢芯和外层导体并联 连接之后与现有输电线路的输电线连接 ； 位于分 段耐张杆塔一侧的融冰导线的高阻钢芯和外层导 体同时与位于该分段耐张杆塔的分段开关的进线 端连接， 该分段开关的出线端与位于分段耐张杆 塔另一侧的融冰导线的外层导体连接， 所述方法 为 ： 将位于所述融冰导线的电力输入端一侧的分 段开关打开， 开始融冰， 融冰结。
3、束后， 将该分段开 关闭合。 本发明适用于冰冻地区输电线路的融冰。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103701080 A CN 103701080 A 1/1 页 2 1. 利用输电线路负荷电流融冰的方法， 其特征在于， 所述输电线路包括融冰导线 （3） 、 多根分段耐张杆塔 （4） 和多个分段开关 （1） ， 相邻分段耐张杆塔之间架接有一根融冰导线 （3） ； 每根分段耐张杆塔上固定一个分段开关 （1） ； 融冰导线 （3） 。
4、包括高阻钢芯和外层导体， 高阻钢芯和外层导体之间设置有绝缘层， 位于所述输电线路端部的融冰导线 （3） 末端的高 阻钢芯和外层导体并联连接之后与现有输电线路的输电线连接 ； 位于分段耐张杆塔一侧的 融冰导线 （3） 的高阻钢芯和外层导体同时与位于该分段耐张杆塔的分段开关 （1） 的进线端 连接， 该分段开关 （1） 的出线端与位于分段耐张杆塔另一侧的融冰导线 （3） 的外层导体连 接， 所述方法为 ： 对两根分段耐张杆塔之间的融冰导线 （3） 进行融冰时， 将位于所述融冰导线 （3） 的电 力输入端一侧的分段开关 （1） 打开， 开始融冰， 融冰结束后， 将该分段开关 （1） 闭合。 2. 根。
5、据权利要求 1 所述的利用输电线路负荷电流融冰的方法， 其特征在于， 所述分段 开关 （1） 采用的是 10 35KV 电压等级开关或刀闸。 权 利 要 求 书 CN 103701080 A 2 1/3 页 3 利用输电线路负荷电流融冰的方法 技术领域 0001 本发明属于高压输配电领域。 背景技术 0002 近几年受温室效应影响异常气候多发， 电力输电线路覆冰问题日益突发， 人们一 直在不断的研究探索防治线路覆冰的方法。目前国内外已采用的除冰方法有短路融冰法、 调整负荷融冰法和 10KV 电容补偿融冰法等。因受电网结构、 主变容量、 融冰电压限制实际 应用成功案例很少， 10KV 电容补偿融。
6、冰在 220KV 以上超长线路不能满足要求， 短路融冰法 效果比较好但装置贵、 技术复杂在 220KV 及以下电网应用普及困难。这些融冰方法融冰时 线路都需要停电， 所需融冰电源容量大， 短路融冰二相导线融冰需要电源容量在30万KW 60 万 KW， 相当于一座中型发电厂的发电容量。一般小电网都没有这样的能力， 而线路覆冰 的特点大多都不是全线都覆冰， 只是在特殊气象段覆冰， 而上述融冰方法只能应用于全线 导线加热， 没有分段选择的能力， 消耗能源大对电网冲击大。 0003 用 不停电自动融冰用架空导线 融冰目前技术还不成熟， 他的问题是融冰时减小 导线载流截面后， 导线发热量仍不能满足国家电。
7、网公司 2012 年颁发的输电线路电流融冰 技术标准的要求， 例如国家电网规定 LGJ-300 导线在温度为 -5、 风速为 5 米 / 秒时， 最大 融冰电流和最小融冰电流分别为 1486.87A 和 660.4A， 每千米导线功耗为 P 为 ： 0004 P=I2*r W/km 0005 LGJ-300 导线每米直流电阻值 r 为 ： 0006 r=0.0935/km， 0007 计算获得单位导线最大功耗为 206W/m， 最小功耗为 40.7W/m。 0008 以 LGJ-300 导线为例， 取其经济电流密度为 0.8， 载流量为 3000.8=240A。融冰 时导线载流截面减少 3/4。
8、， 相当于每千米直流电阻增加 4 倍， 则每千米直流电阻值为 ： 0009 0.09354=0.374/km， 0010 每米导线融冰输出功率为 ： 0011 24020.3751000=21.5w/m， 0012 该值小于国家电网公司要求的 LGJ-300 导线最小功率 40.7w/m， 不能满足线路融 冰所需功率要求， 即现有的融冰方法在应用时无法保证输电线路正常供电， 伴随着电力网 的发展而不断的增多， 输电线路怎样有效的解决这一问题已成为世界性的问题。 0013 2008 年 1 月我国南部七省的冰冻灾害造成电网大面积倒杆、 断线部分地区电网处 于崩溃和瘫痪状态。上述的这些融冰措施由于。
9、存在这些问题发挥不了应有的作用。这场冰 冻灾害造成的直接的经济损失高达上千亿， 给人们的生产、 生活带来极大的影响， 其间接的 经济损失和社会影响是无法估量的。 发明内容 0014 本发明为了解决现有的融冰装置和融冰方法在融冰时不能保证输电电路正常供 说 明 书 CN 103701080 A 3 2/3 页 4 电的问题， 提出了利用输电线路负荷电流融冰的方法。 0015 利用输电线路负荷电流融冰的方法， 所述输电线路包括融冰导线和多根水泥秆、 多根分段耐张杆塔和多个分段开关， 相邻分段耐张杆塔之间架接有一根融冰导线 ； 每根分 段耐张杆塔上固定一个分段开关 ； 融冰导线包括高阻钢芯和外层导体。
10、， 高阻钢芯和外层导 体之间设置有绝缘层， 位于所述输电线路端部的融冰导线末端的高阻钢芯和外层导体并联 连接之后与现有输电线路的输电线连接 ； 位于分段耐张杆塔一侧的融冰导线的高阻钢芯和 外层导体同时与位于该分段耐张杆塔的分段开关的进线端连接， 该分段开关的出线端与位 于分段耐张杆塔另一侧的融冰导线的外层导体连接， 所述方法为 ： 0016 对两根分段耐张杆塔之间的融冰导线进行融冰时， 将位于所述融冰导线的电力输 入端一侧的分段开关打开， 开始融冰， 融冰结束后， 将该分段开关闭合。 0017 将融冰导线装设在易发生导线覆冰的输电线路上， 替代原普通常规导线， 并配合 装设分段开关， 正常供电。
11、是分段开关在合位导线内钢芯和外导体同时输送电流， 需要进行 导线融冰时拉开融冰分段开关， 将高阻钢芯融冰导线外层导体部分断开， 这时融冰导线内 部高阻值钢芯输送全部负荷电流， 高阻钢芯直流电阻值较大， 钢芯将产生导线融冰所需要 的热量， 达到导线融冰的目的。它能够在系统不改变正常运行方式下， 不增加线路传输电 流。保持向用户供电的同时对电力架空输电线路进行分段和有选择性的融冰。避免覆冰对 架空电力线路的危害。 0018 利用高阻钢芯融冰导线结合分段分段开关将其分段装设在易覆冰输电线路上， 能 够方便， 灵活， 可靠地实现在电力系统正常供电运行状态下， 不改变运行方式， 不改变接线， 不需加大线。
12、路正常符合电流， 在不中断向用户供电的情况下， 安全快速地完成电力线路导 线的融冰。该融冰输电线路需要的融冰导线和分段开关接线简单， 可靠性高， 使用寿命长， 实施成本和维护费用低。 附图说明 0019 图 1 是具体实施方式一所述的分段开关的电气连接示意图， 其中 A 表示现有输电 线路应用的普通导线的电阻， B 表示外层导体的内阻， C 表示高阻钢芯的内阻 ； 0020 图 2 是具体实施方式一所述的输电线路的纵向断面示意图 ； 0021 图 3 是具体实施方式二所述的输电线路的纵向断面示意图。 具体实施方式 0022 具体实施方式一 ： 参见图1和图2说明本实施方式， 本实施方式所述的利。
13、用输电线 路负荷电流融冰的方法， 所述输电线路包括融冰导线 3、 多根分段耐张杆塔 4 和多个分段开 关 1， 相邻分段耐张杆塔之间架接有一根融冰导线 3 ； 每根分段耐张杆塔上固定一个分段开 关 1 ； 融冰导线 3 包括高阻钢芯和外层导体， 高阻钢芯和外层导体之间设置有绝缘层， 位于 所述输电线路端部的融冰导线 3 末端的高阻钢芯和外层导体并联连接之后与现有输电线 路的输电线连接 ； 位于分段耐张杆塔一侧的融冰导线 3 的高阻钢芯和外层导体同时与位于 该分段耐张杆塔的分段开关 1 的进线端连接， 该分段开关 1 的出线端与位于分段耐张杆塔 另一侧的融冰导线 3 的外层导体连接， 所述方法为。
14、 ： 0023 对两根分段耐张杆塔之间的融冰导线 3 进行融冰时， 将位于所述融冰导线 3 的电 说 明 书 CN 103701080 A 4 3/3 页 5 力输入端一侧的分段开关 1 打开， 开始融冰， 融冰结束后， 将该分段开关 1 闭合。 0024 本实施方式所述的分段耐张杆塔 4 之间的距离作为一个融冰段， 距离的确定方法 为 ： 为保证线路在融冰期间线路能正常供电， 融冰段线路电压降不能过大， 应控制在线路额 定电压 5% 之内， 可依据融冰线路正常供电负荷电流值， 和融冰导线 3 的钢芯电阻值计算确 定融冰分段线路长度。 0025 如果需要融冰的线路比较长， 可以在相邻的两根耐张。
15、杆塔 4 之间设置有一根或多 根输水泥柱 2， 用于支撑融冰导线 3。 0026 具体实施方式二 ： 参见图 3 说明本实施方式， 本实施方式是对具体实施方式一所 述的利用输电线路负荷电流融冰的方法的进一步限定， 它还包括多个开关增强绝缘柱 5-1 和多个开关安装横担 5-2， 每个开关增强绝缘柱 5-1 的一端固定在一个开关安装横担 5-2 上， 一根分段耐张杆塔4的底端， 所述开关增强绝缘磁柱5-1的另一端固定在开关安装横担 5-2 的顶端。 0027 本实施方式中将分段开关 1 装设在开关增强绝缘柱 5-1 上， 用来提高开关对地绝 缘水平与融冰线路相同。 0028 具体实施方式三 ： 。
16、本实施方式是对具体实施方式一或二所述的利用输电线路负荷 电流融冰的方法的进一步限定， 所述分段开关 1 采用的是 10 35KV 电压等级开关或刀闸。 0029 本实施方式所述的开关的电压等级是依据线路融冰时允许电压降值确定的， 开关 断口承担融冰时导线钢芯与外导体间的电压差值。 0030 工作原理 ： 0031 正常供电运行时开关是闭合状态， 高阻钢芯 3-1 和外层导体 3-2 并联共同输送负 荷电流。高阻钢芯 3-1 和外层导体 3-24 之间是绝缘的。当某一融冰段需要融冰时， 将仅连 接了该段融冰导线 3 的外层导体的分段开关 1 打开， 这时该段融冰导线 3 的外层导体 3-2 即被断开停止输送电流， 这时线路正常供电电流全部流经高阻钢芯 3-1， 使高阻钢芯 3-1 产 生导线融冰所需热能融化导线外覆冰。融冰结束， 合上分段开关 1 结束融冰工作， 该段融冰 导线 3 恢复正常工作状态。 说 明 书 CN 103701080 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103701080 A 6 。