基于超声波的输电线路覆冰厚度监测预警和防除冰技术研究

发布时间：2020-06-01 16:40

【摘要】：架空输电线路覆冰灾害问题受到国内外普遍关注,其不断地侵蚀着我国电力系统。而随着特高压远距离输电线路的不断建设与发展以及国家“西电东送”的发展战略的落实,架空输电线路分布越来越广泛,其输电走廊穿越的区域地形复杂,环境恶劣,在严冬及初春季节易遭受严重覆冰,使得线路机械载荷增加,并引发导线舞动、断线、倒塔以及绝缘子冰闪等事故,最终造成大规模性跳闸停电事故,给国家和人民带来巨大经济损失。尽管目前交直流融冰技术得到了极大发展,已广泛应用于各电压等级的输电线路除冰,但是其成本高,能耗大;而传统的机械除冰技术则面临着效率低下,操作难度高的问题。因此,输电线路的覆冰状态监测预警和除冰技术的研究工作是电网建设和发展亟需解决的重大课题之一,具有至关重要的意义和研究价值。本文首先介绍了输电线路覆冰的危害以及国内外覆冰状态监测接术和除冰方法的研究现状,并对输电线路的覆冰特性、覆冰的分类、形成过程和机理、物理性质—压缩强度和粘结力以及影响导线覆冰的因素进行了阐述,从而为输电线路覆冰状态监测和超声波除冰提供理论基础。然后,基于超声波测距等监测技术,提出了一种输电线路覆冰状态在线监测与预警的综合方案。接着简单介绍了超声波的发展和应用,对超声波的除冰机理,即超声波的机械效应、空化效应、热效应进行了研究和分析,其中详细论述了超声波的机械效应——超声波对于覆冰导线的压缩应力和剪切应力,为输电线路覆冰的超声波除冰技术研究提供了理论支持。最后提出了一种接触式超声波除冰方法:通过SolidWorks软件对LGJ70/10钢芯铝绞线进行实体建模,然后利用ANSYS对覆冰输电线路进行仿真分析,验证施加的载荷是否能达到使覆冰破碎的效果。仿真计算结果表明,超声波对于覆冰所产生的应力值大于冰的压缩强度和粘结应力,证明了基于超声波的输电线路除冰方法的理论可行性。在此基础上设计了一种基于超声波技术的覆冰厚度监测预警和防除冰系统,对预警和防除冰系统的各组成部分进行了说明。
【图文】：

覆冰,倒塔,情况,输电线路

因此，输电线路的覆冰状态在线监测预警和除冰技术的研究工作是我国电逡逑网实现跨越性建设和发展亟需解决的课题，具有至关重要的意义和研究价值。输逡逑电线路的覆冰现象情况如图１．１所示，，由覆冰引起的断线倒塔情况如图１．２所示。逡逑：逦ｋ邋ｆｉｌｌ逡逑图１．１输电线路的覆冰现象逡逑Ｆｉｇ邋１．１邋Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ邋ｌｉｎｅ邋ｉｃｉｎｇ逡逑：痛逦＇赢４：逡逑图１．２由覆冰引起的断线倒塔情况逡逑Ｆｉｇ邋１．２邋Ｔｈｅ邋ｂｒｏｋｅｎ邋ｌｉｎｅ邋ａｎｄ邋ｔｏｗｅｒ邋ｃｏｌｌａｐｓｅ邋ｃａｕｓｅｄ邋ｂｙ邋ｉｃｅ逡逑１逡逑

覆冰,输电线路,现象,倒塔

因此，输电线路的覆冰状态在线监测预警和除冰技术的研究工作是我国电逡逑网实现跨越性建设和发展亟需解决的课题，具有至关重要的意义和研究价值。输逡逑电线路的覆冰现象情况如图１．１所示，由覆冰引起的断线倒塔情况如图１．２所示。逡逑：逦ｋ邋ｆｉｌｌ逡逑图１．１输电线路的覆冰现象逡逑Ｆｉｇ邋１．１邋Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ邋ｌｉｎｅ邋ｉｃｉｎｇ逡逑：痛逦＇赢４：逡逑图１．２由覆冰引起的断线倒塔情况逡逑Ｆｉｇ邋１．２邋Ｔｈｅ邋ｂｒｏｋｅｎ邋ｌｉｎｅ邋ａｎｄ邋ｔｏｗｅｒ邋ｃｏｌｌａｐｓｅ邋ｃａｕｓｅｄ邋ｂｙ邋ｉｃｅ逡逑１逡逑
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM752;TB559

【参考文献】