一种基于物联网的高压输电线路除冰装置及其除冰方法与流程

    专利查询2025-12-26  11


    本发明属于输电线路维护,尤其是涉及一种基于物联网的高压输电线路除冰装置及其除冰方法。


    背景技术:

    1、电网输电线的覆冰灾害是国际上普遍关注的问题。当覆冰厚度超过输电线强度极限时,将造成断线、倒塔等事故。1932年,世界上首次记录了输电线路的覆冰灾害。在我国,最近几年电网的覆冰灾害尤为严重,2005年、2008年以及2011年年初的输电线路覆冰灾害都给电网系统带来了严重的破坏。其中,2008年1月中旬我国华中、华东、南方等区域遭遇了罕见的持续雨雪和冰冻的恶劣天气,致使14个省级电网遭受不同程度的破坏和影响,119条500kv和343条220kv 输电线路受冰灾停运,分别占冰灾区域同等电压级别线路总条数的19.01%和9.38%,江西电网多次与华中主网列解,500kv网架基本停运,220kv一度面临瓦解,其它受灾区域也出现了大面积的停电事故。因此,随着国家电网规划建设1000kv和±800kv特高压电网,为保证电网系统安全运行,输电线除冰已经成为一个日益紧迫的课题。

    2、目前常用的输电线除冰方法主要有三种:一种是直流大电流脉冲融冰法,通过电热融冰;另一种是机械力振动除冰;还有一种引入现代超声波技术发生高频超声波除冰。

    3、直流大电流融冰法存在极大电能消耗、损坏输电线路、加载直流电时需要停运线路这三个致命弱点;机械力振动除冰存在外力不可精准控制、长距离除冰后极易产生线路舞动进而引起运行线路相间闪络,甚至可能造成除冰时更严重的倒塔事故等不可控因素;现代超声波技术发生高频超声波除冰技术是一种趋势,重难点是超声波加载方式、工作模式和控制模式的统筹利用需要一揽子解决。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于,提供一种输电线路的超声波除冰装置及其除冰方法,用以解决现有输电线路除冰技术存在的问题。即在不改变现有输电线路物理结构、不影响线路工作模式、不损坏线路和杆塔前提下,综合利用5g物联网技术,集防风锤配重改造、感应储充电技术、温湿度感知技术、超声波启停控制、物联网技术等于一体,实现高科技自动或人工除冰。

    2、为实现上述目的,本发明提供的技术方案是,防风锤集成一体化,采用无源感应储充电技术,通过温度湿度感知,利用对向生成超声波进行除冰。

    3、一种基于物联网的高压输电线路除冰装置,其特征在于包含有以下系统:防风锤配重系统、感应式储充电系统、温湿度感应系统、超声波除冰系统和5g物联网控制系统;

    4、防风锤配重系统:在封装感应式储充电模块、温湿度感应组件、超声波发生系统和5g物联网控制系统后,依据防风锤重量和绝缘化材质要求进行配重,实现原始防风锤物理防风谐振、消除震动功能;

    5、感应式储充电系统由高压ct取电模块、整流充电模块、电池管理系统组成,高压ct取电模块根据不同电压等级的输电线路和输电线路直径,在绝缘的非接触情况下,采用不同的感应模块获取感应电并经整流后,在电池管理系统控制下将电储存至内置电池中,实现无源工作;

    6、温湿度感应系统:在不同自然条件下,达到结冰的自然温湿度条件,一般为湿度100%,温度<0度,线路表面粗糙,现场风速低于12km/小时,以上条件同时满足后启动结冰预警信号,为控制系统和超声波发生器工作的前置条件,需要综合研判;

    7、超声波发生系统:依据温湿度感应系统发出的工作指令进行连续或间歇性工作,超声波能量密度同时配合时间指令一并完成,设计有防误启动和关闭装置,避免影响防风锤正常工作;

    8、5g物联网控制系统:对接收温湿度感应系统发送过来的结冰预警信息后,每间隔五分钟推送到终端(app或告警短信)提示是否启动超声波系统,含启动后工作模式参数传递设定,启动后实时将整体工作状态推送到终端,所述工作状为包含有:电源动态、温湿度、超声波谐振情况;以便于调整整体联动工作策略,避免电源耗尽或超声波工作异常影响除冰效果。

    9、一种高压输电线路的超声波除冰方法,使用了上述所述的基于物联网的高压输电线路除冰装置;用于除去输电线路上的覆冰,其特征在于所述方法包括:

    10、步骤1:输电线路上的防风锤功能改进和配重;

    11、步骤2:高压ct取电储充;

    12、步骤3:温湿度感应结冰信号生成与发射;

    13、步骤4:控制超声波发生器发出lamb 波和sh波的幅值;

    14、步骤5:物联网方式控制超声波发生器启停工作及启动后实时将整体工作状态推送到终端;所述工作状态包含有:电源动态、温湿度、超声波谐振情况。

    15、本申请具有以下主要有益技术效果:本发明避免了传统机械式除冰、直流加热融冰引起的导线舞动引起的相间闪络,避免了无人机或人工现场干预因视线、自然条件、线路设备限制等方面受限,达不到较好除冰效果。从“感应充电储电-温湿度监测结冰-5g物联网控制-超声波联动除冰”四个环节革命性解决输电线路除冰融冰问题,具有“环保、无源、智能、可控”典型特征,符合新型电力系统典型场景运用。



    技术特征:

    1.一种基于物联网的高压输电线路除冰装置,其特征在于包含有以下系统:防风锤配重系统、感应式储充电系统、温湿度感应系统、超声波除冰系统和5g物联网控制系统;

    2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的高压输电线路除冰装置,其特征在于:防风锤配重系统满足物理配重要求,且配重均匀,非超声波工作状态时不影响正常防风锤工作效果,超声波工作时不会抵消自然防风锤谐振功能。

    3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的高压输电线路除冰装置,其特征在于:感应式储充电系统正常工作为感应低电压小电流对储电系统进行充电,超声波工作时以额定电压满足额定功率输出。

    4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的高压输电线路除冰装置,其特征在于温湿度感应系统连续性工作,达到结冰的自然温湿度条件后为5g物联网控制系统输出稳定可靠的霍尔开关信号。

    5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的高压输电线路除冰装置,其特征在于:超声波除冰系统工作中,仅接受5g物联网控制系统给出的工作任务。

    6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的高压输电线路除冰装置,其特征在于:工作任务指工作模式、工作时间、超声波能量控制、联动状态。

    7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的高压输电线路除冰装置,其特征在于:工作模式是连续或间隔动作、工作时间是持续工作时间、超声波能量分:强、中、弱;联动状态指与其他一个或多个相邻防风锤同步工作。

    8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的高压输电线路除冰装置,其特征在于:5g物联网控制系统协同工作,依据温湿度感应系统输出的霍尔开关信号,实时向终端推送是否启动超声波除冰控制系统信息。

    9.一种高压输电线路的超声波除冰方法,使用了权利要求8所述的基于物联网的高压输电线路除冰装置;用于除去输电线路上的覆冰,其特征在于所述方法包括:


    技术总结
    本发明属于输电线路维护技术领域,尤其是涉及一种基于物联网的高压输电线路除冰装置,其特征在于包含有以下系统:防风锤配重系统、感应式储充电系统、温湿度感应系统、超声波除冰系统和5G物联网控制系统。本申请还公开了除冰方法,包括特定除冰的输电线路。本发明避免了传统机械式除冰、直流加热融冰引起的导线舞动引起的相间闪络,避免了无人机或人工现场干预因视线、自然条件、线路设备限制等方面受限,达不到较好除冰效果。从感应充电储电‑温湿度监测结冰‑5G物联网控制‑超声波联动除冰四个环节革命性解决输电线路除冰融冰问题,具有:环保、无源、智能、可控典型特征,符合新型电力系统典型场景运用。

    技术研发人员:黄梓成,黄宏
    受保护的技术使用者:国网湖北省电力有限公司十堰供电公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
    转载请注明原文地址:https://tc.8miu.com/read-33160.html

    最新回复(0)