專利名稱：內(nèi)部并聯(lián)輔助加熱自動除覆冰高壓輸電導線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高壓輸電導線及其避雷線，尤其涉及一種內(nèi)部分段并聯(lián)的輔助加熱自動除覆冰的高壓輸電導線。
背景技術：
近年來，針對高壓輸電線路在低溫凍雨天氣遭受嚴重覆冰導致電線舞動、斷線和桿塔倒塌等現(xiàn)象，國內(nèi)外一些科研機構(gòu)、高等院所和電力企業(yè)提出了多種線路除覆冰方法。歸納起來主要有三大類。I、機械除覆冰法。是用機器人在高壓輸電線路上來回作業(yè)，因其技術還不成熟，且作業(yè)時高壓輸電線路需要停電，造成的損失較大。因此，這種方法還未在實際中推廣應用，·前景也不容樂觀；2、自然除覆冰。依賴天氣氣溫升高自動除覆冰，是一種被動式的融冰方法，也是當前所采用的主要融冰方法；3、熱力融冰法。又有兩種融冰方法最具代表性。(I)覆冰輸電線路高頻高壓除覆冰方法。通過施以大約33KV，IOOKHz的激勵，利用覆冰在高頻電場下的介質(zhì)損耗以及高頻狀態(tài)下導線集膚效應引起的焦耳熱對覆冰輸電線路綜合作用進行融冰。但這種方法能耗較大、控制較為復雜、應用成本較高。雖然在少數(shù)地方試用，但不便全面推廣。(2)輔助加熱融冰法。在鋼芯和鋁鉸線之間增加一個絕緣層，或是在鋼芯中間增加一根帶絕緣層的輔助加熱電阻。平時輸電時，僅鋁鉸線工作。需要除覆冰時，給鋼芯或輔助加熱電阻供電加熱，使鋼芯和鋁鉸線溫度升高，達到除覆冰的目的。但這種輔助加熱除覆冰方式也存在技術缺陷。即鋼芯的發(fā)熱效率低，需要較大的電流，且長時間通電，如果控制失效，鋼芯(特別是接頭部位)發(fā)熱溫度過高，或輔助加熱電阻通電后，電阻溫度難以控制，溫度過高容易破壞絕緣護套、鋼芯和鋁鉸線。因此，適用范圍受到限制，也無法推廣使用。經(jīng)檢索，尚未發(fā)現(xiàn)類似本發(fā)明的高壓輸電導線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于提供一種內(nèi)部并聯(lián)輔助加熱自動除覆冰高壓輸電導線。在普通高壓輸電導線的鋼芯與鋁鉸線之間，增加了輔助加熱導線，并增加了兩層分段絕緣護套和內(nèi)、外導電環(huán)。通過兩層分段絕緣護套，內(nèi)、外導電環(huán)和輔助加熱導線，在內(nèi)部形成了分段并聯(lián)電路。平時鋁鉸線輸送高壓電源，如遇低溫凍雨天氣，可能引起高壓輸電導線覆冰，或已覆冰需要自動除覆冰時，在不停電的情況下，將輔助電源加載到鋼芯上，與鋁鉸線之間產(chǎn)生相對電壓，輔助加熱導線有電流經(jīng)過便產(chǎn)生熱能，使鋼芯和鋁鉸線溫度升高，達到防止或自動除覆冰的目的。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的；本發(fā)明是在普通高壓輸電導線的基礎上，在鋼芯與鋁鉸線之間，增加了輔助加熱導線，并分段增加了兩層絕緣護套和內(nèi)、外導電環(huán)；內(nèi)層護套和內(nèi)導電環(huán)分段包裹在鋼芯上，在兩段內(nèi)層護套之間并聯(lián)內(nèi)導電環(huán)，分別與鋼芯和輔助加熱導線接觸；輔助加熱導線絞纏于內(nèi)層護套和內(nèi)導電環(huán)的外面；外層護套和外導電環(huán)分段包裹在輔助加熱導線的外面，在兩段外層護套之間并聯(lián)內(nèi)導電環(huán)，分別與輔助加熱導線和鋁鉸線接觸；鋁鉸線鉸纏于外層護套和外導電環(huán)的外面，成為一體，內(nèi)部形成了分段并聯(lián)電路；平時鋁鉸線輸送高壓電源，如遇低溫凍雨天氣，可能引起高壓輸電導線覆冰，或已覆冰需要自動除覆冰時，在不停電的情況下，將輔助電源加載到鋼芯上，與鋁鉸線之間產(chǎn)生相對電壓，輔助加熱導線有電流經(jīng)過便產(chǎn)生熱能，使鋼芯和鋁鉸線溫度升高，達到防止或自動除覆冰的目的。具體地說，本發(fā)明包括鋼芯、內(nèi)層護套、輔助加熱導線、外層護套、鋁鉸線、內(nèi)導電環(huán)和外導電環(huán)七個部分組成I、鋼芯鋼芯由多根鋼絲鉸纏而成；主要用來滿足高壓輸電導線的機械抗拉強度?！?、內(nèi)層護套內(nèi)層護套由高導熱硅橡膠復合絕緣材料制成；分段包裹在鋼芯的外面，主要用來作為鋼芯的分段絕緣層，使其與輔助加熱導線分段絕緣。3、輔助加熱導線輔助加熱導線由多根可產(chǎn)生低溫熱能的導線絞纏制成；絞纏于內(nèi)層護套和內(nèi)導電環(huán)的外面，夾在兩層護套和內(nèi)、外導電環(huán)之間，通電后可產(chǎn)生低溫熱能，主要用來給高壓輸電導線輔助加熱。4、外層護套外層護套由高導熱硅橡膠復合絕緣材料制成；分段包裹在輔助加熱導線的外面，主要用來作為輔助加熱導線的分段絕緣層，使其與鋁鉸線分段絕緣。5、鋁鉸線鋁鉸線由多根鋁線相互鉸纏而成；鉸纏于外層護套的外面，成為一體，主要用來滿足輸送不同功率的高電壓電流。6、內(nèi)導電環(huán)內(nèi)導電環(huán)由鋁質(zhì)導線材料制成；環(huán)繞于鋼芯的外面，并聯(lián)于兩段內(nèi)層護套之間，分別與鋼芯和輔助加熱導線接觸，主要用于使輔助加熱導線和鋼芯形成分段并聯(lián)，并傳導輔助加熱導線和鋼芯之間的電流。7、外導電環(huán)外導電環(huán)由鋁質(zhì)導線材料制成；環(huán)繞于輔助加熱導線的外面，并聯(lián)于兩段外層護套之間，分別與輔助加熱導線和鋁鉸線接觸，主要用于使輔助加熱導線和鋁鉸線形成分段并聯(lián)，傳導輔助加熱導線和鋁鉸線之間的電流。本發(fā)明的工作原理如下本發(fā)明是在鋼芯與鋁鉸之間，通過兩層分段絕緣護套，內(nèi)、外導電環(huán)及輔助加熱導線，形成了分段并聯(lián)電路；平時鋁鉸線輸送高壓電源，當遇到低溫凍雨天氣，可能引起高壓輸電導線覆冰，或已覆冰需要自動除覆冰時，將輔助電源加載到鋼芯上，與鋁鉸線之間產(chǎn)生相對電壓，由于內(nèi)部存在多個分段并聯(lián)電路，電流從鋁鉸線端出發(fā)，經(jīng)過外導電環(huán)、輔助加熱導線、內(nèi)導電環(huán)、鋼芯、再回到鋁鉸線端，形成了多個分段并聯(lián)回路，輔助加熱導線有電流經(jīng)過便產(chǎn)生熱能，使鋼芯和鋁鉸線溫度升高，達到防止或自動除覆冰的目的。本發(fā)明的關鍵技術創(chuàng)新點如下I、本發(fā)明是在普通高壓輸電導線的基礎之上，在鋼芯與鋁鉸線之間增加了輔助加熱導線，并增加了兩層分段絕緣護套和內(nèi)、外導電環(huán)；輔助加熱導線被兩層分段絕緣護套和內(nèi)、外導電環(huán)分割成無數(shù)小段，且并聯(lián)在鋼芯與鋁鉸線之間，形成了分段并聯(lián)電路；只要在鋼芯與鋁鉸線之間存在一定的電壓，就會有電流經(jīng)過輔助加熱導線并產(chǎn)生熱能，大大降低了輔助加熱電源的電壓等級，提高了輔助加熱導線的發(fā)熱效率，創(chuàng)造出了內(nèi)部并聯(lián)輔助加熱自動除覆冰高壓輸電導線。解決了普通高壓輸電線路長距離輔助加熱自動除覆冰時，所需的輔助電源電壓過高、電流過大、能耗高、難控制、絕緣等級過高、無法推廣應用的技術難題。 2、本發(fā)明將其結(jié)構(gòu)設計為內(nèi)部雙層絕緣分段并聯(lián)結(jié)構(gòu)。在普通高壓輸電導線的鋼芯與鋁鉸線之間，增加了輔助加熱導線，并分段增加了兩層高導熱絕緣護套和內(nèi)、外導電環(huán)；將內(nèi)層護套和內(nèi)導電環(huán)分段包裹在鋼芯上，在兩段內(nèi)層護套之間并聯(lián)內(nèi)導電環(huán)，分別與鋼芯和輔助加熱導線接觸；輔助加熱導線纏繞于內(nèi)層護套和內(nèi)導電環(huán)的外面；外層護套和外導電環(huán)分段包裹在輔助加熱導線的外面，在兩段外層護套之間并聯(lián)內(nèi)導電環(huán)，分別與輔助加熱導線和鋁鉸線接觸；鋁鉸線鉸纏在外導護套和外導電環(huán)的外面，成為一體，使輔助加熱導線在鋼芯與鋁鉸線之間形成了分段并聯(lián)電路。這種結(jié)構(gòu)還可防止高導熱絕緣護套和輔助加熱導線在運輸、安裝中被意外損壞。3、本發(fā)明所選用的輔助加熱導線，直徑為O. 5毫米時，其電阻值R為13_30kQ/m，并在額定功率以內(nèi)，發(fā)熱時自身表面溫度T為40-100°C，超過額定功率時自身發(fā)熱的最高溫度為180°C。原因是高導熱絕緣護套的最高工作溫度為200°C ;鋼芯的熔點為1550°C，鋁鉸線的熔點為660°C ;鋼芯鋁鉸線的最高工作溫度為200°C，在180°C的情況下，其抗拉強度1350Mpa，較常溫的1300Mpa還略有增強。本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果I、本發(fā)明解決了一個關鍵的技術難題。解決了普通高壓輸電線路長距離輔助加熱自動除覆冰時，所需的輔助電源相對電壓高、電流大、難控制、能耗高、絕緣等級高，無法推廣應用的技術難題。這種高壓輸電導線內(nèi)部設計為兩層分段絕緣并聯(lián)結(jié)構(gòu)，大大降低了輔助加熱電源的電壓等級，提高了輔助加熱導線的發(fā)熱效率。用相對較低的電壓和較小的電流進行輔助加熱，就可防止或自動除高壓輸電線路上的覆冰。而普通高壓輸電線路采取高頻高壓輔助加熱除覆冰時，因鋼芯發(fā)熱效率低，所用的電壓過高、電流過大，如果控制失效，鋼芯發(fā)熱溫度過高，容易破壞絕緣護套和鋁鉸線，導致輔助加熱除覆冰失??；或因鋼芯溫度過高，自身軟化，機械抗拉強度降低而被拉斷，產(chǎn)生重大安全事故；或用電阻作輔助加熱導線時，如果電阻發(fā)熱溫度控制失效，溫度過高容易破壞絕緣護套、鋼芯和鋁鉸線等。2、結(jié)構(gòu)獨特、工藝簡單。本發(fā)明將其結(jié)構(gòu)設計為內(nèi)部雙層分段絕緣并聯(lián)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)獨特，但其生產(chǎn)工藝與普通的高壓輸電導線大部分相同，易于加工。3、安全可靠、適用性強。將輔助加熱導線和兩層分段緣護套設計在與鋼芯與鋁鉸線鉸之間，成為一體?？煞乐狗侄谓^緣護套和輔助加熱導線在運輸、安裝中被意外損。安全可靠、適用性強。4、成本較低、便于推廣。輔助加熱導線和兩層分段高導熱絕緣護套，二者均為國產(chǎn)品，成本較低。如果考慮到這種高壓輸電導線可防止或自動除覆冰，線路上沒有了覆冰負荷，導線本身的機械抗拉強度要求和保險系數(shù)均可大幅降低，鋼芯的線徑可減小，自身重量會減輕，對桿塔等承重構(gòu)件的承重能力要求也會降低。此舉可節(jié)約整個輸電線路的投資，經(jīng)濟效益和社會效益巨大，具有較為廣闊的商業(yè)前景。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面圖；圖2是本發(fā)明的工作原理圖；其中
I-鋼芯；2-內(nèi)層護套；3-輔助加熱導線；4-外層護套；5-鋁鉸線；6-內(nèi)導電環(huán)；7-外導電環(huán)；
具體實施例方式一、總體如圖1，本發(fā)明包括鋼芯(I)、內(nèi)層護套(2)、輔助加熱導線(3)、外層護套⑷、招鉸線(5)、內(nèi)導電環(huán)(6)和外導電環(huán)(7)。鋼芯⑴用內(nèi)層護套⑵和內(nèi)導電環(huán)(6)作護套，二者分段包裹著鋼芯⑴；在兩段內(nèi)層護套(2)之間并聯(lián)內(nèi)導電環(huán)(6)，分別與鋼芯(I)和輔助加熱導線(3)接觸；輔助加熱導線⑶纏繞于內(nèi)層護套(2)和內(nèi)導電環(huán)(6)的外面；外層護套⑷和外導電環(huán)(7)分段包裹在輔助加熱導線(3)的外面，在兩段外層護套(4)之間并聯(lián)內(nèi)導環(huán)(7)，分別與輔助加熱導線(3)和鋁鉸線(5)接觸；鋁鉸線(5)鉸纏在外導護套(4)和外導電環(huán)(7)的外面，成為一體。二、功能零部件I、鋼芯(I)與普通高壓輸電導線功能相同，可根據(jù)不同的需求，將多根鋼芯相互鉸纏在一起，主要用來滿足高壓輸電導線的機械抗拉強度。2、內(nèi)層護套(2)由高導熱硅橡膠復合絕緣材料制成，分段包裹在鋼芯(I)的外面，主要用于對鋼芯(I)的分段絕緣層。既有較好的導熱特性、耐熱特性，又有極佳的電工絕緣特性。3、輔助加熱導線(3)由可產(chǎn)生低溫熱能且有一定電阻值要求的發(fā)熱導線制成，可根據(jù)發(fā)熱量的需要，將多根發(fā)熱導線絞纏于內(nèi)層護套和內(nèi)導電環(huán)的外面，主要用來給鋼芯和鋁鉸線輔助加熱除覆冰。4、外層護套(4)由高導熱硅橡膠復合絕緣材料制成，分段包裹在輔助加熱導線
(3)的外面，主要用于對輔助加熱導線(3)的分段絕緣層。5、鋁鉸線(5)與普通高壓輸電導線功能相同，可根據(jù)不同需求，將多根鋁線相互鉸纏于鋼芯外面，成為一體，主要用來滿足輸送不同功率的電流電壓。6、內(nèi)導電環(huán)(6)由普通鋁質(zhì)導線材料制成，環(huán)繞于鋼芯(I)的外面，并聯(lián)于兩段內(nèi)層護套(2)之間，分別與鋼芯(I)和輔助加熱導線(3)接觸，主要用于使輔助加熱導線(3)和鋼芯(I)分段形成并聯(lián)。7、外導電環(huán)(7)由鋁質(zhì)導線材料制成，環(huán)繞于輔助加熱導線(3)的外面，并聯(lián)于兩
段外層護套(4)之間，分別與輔助加熱導線(3))和鋁鉸線(5)接觸，主要用于使輔助加熱導線(3)和鋁鉸線(5)分段形成并聯(lián)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)部并聯(lián)輔助加熱自動除覆冰高壓輸電導線， 其特征在于 鋼芯(I)、內(nèi)層護套(2)、輔助加熱導線(3)、外層護套(4)、鋁鉸線(5)、內(nèi)導電環(huán)(6)和外導電環(huán)(7)，互相鉸纏在一起，成為一體。
2.如權(quán)利要求I所述的一種內(nèi)部并聯(lián)輔助加熱自動除覆冰高壓輸電導線，其中所述的一種輔助加熱導線(3)， 其特征在于 輔助加熱導線直徑為O. 5毫米時，其電阻值R為13-30k Ω /m,并在額定功率以內(nèi)，其發(fā)熱時自身表面溫度T為40-100°C，超過額定功率時自身發(fā)熱的最高溫度不超過180°C。
3.如權(quán)利要求I所述的一種內(nèi)部并聯(lián)輔助加熱自動除覆冰高壓輸電導線，其中所述的內(nèi)層護套(2)和外層護套(4)，均為高導熱硅橡膠復合絕緣材料， 其特性在于 這種高導熱硅橡膠復合絕緣材料既有較好的導熱特性、耐熱特性，又有極佳的絕緣特性,主要技術特性如下 表I. -
4.如權(quán)利要求I所述的一種內(nèi)部并聯(lián)輔助加熱自動除覆冰高壓輸電導線，其中所述的內(nèi)層導電環(huán)(6)和外層導電環(huán)(7)，均為普通鋁質(zhì)導線材料， 其特性在于 具有普通高壓輸電導線鋁鉸線所用鋁質(zhì)材料的導電性能。
5.如權(quán)利要求I所述的一種內(nèi)部并聯(lián)輔助加熱自動除覆冰高壓輸電導線，其中所述的內(nèi)部并聯(lián)輔助加熱自動除覆冰高壓輸電導線的結(jié)構(gòu)設計為內(nèi)部雙層分段絕緣并聯(lián)結(jié)構(gòu)， 其特性在于 內(nèi)層護套⑵和內(nèi)導電環(huán)(6)分段包裹在鋼芯⑴上；在兩段內(nèi)層護套(2)之間并聯(lián)內(nèi)導電環(huán)(6)，分別與鋼芯(I)和輔助加熱導線(3)接觸；輔助加熱導線(3)纏繞于內(nèi)層護套⑵和內(nèi)導電環(huán)(6)的外面；外層護套⑷和外導電環(huán)(7)分段包裹在輔助加熱導線(3)的外面，在兩段外層護套(4)之間并聯(lián)內(nèi)導環(huán)(7)，分別與輔助加熱導線(3)和鋁鉸線(5)接觸；鋁鉸線(5)鉸纏在外導護套(4)和外導電環(huán)(7)的外面，成為一體，使輔助加熱導線在鋼芯與鋁鉸線之間形成了分段并聯(lián)電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)部并聯(lián)輔助加熱自動除覆冰高壓輸電導線。本發(fā)明是在普通高壓輸電導線基礎之上，在鋼芯與鋁鉸線之間，增加了輔助加熱導線，并在鋼芯表面增加了兩層分段絕緣護套和導電環(huán)，在每層護套的兩段之間，并聯(lián)一個導電環(huán)，將輔助加熱導線夾在兩層護套和內(nèi)、外導電環(huán)之間，再將鋁絞線鉸纏在外層護套和外導電環(huán)的外面，成為一體；通過兩層分段絕緣護套，內(nèi)、外導電環(huán)和輔助加熱導線，在內(nèi)部形成了分段并聯(lián)電路。平時鋁鉸線輸送高壓電源，如遇低溫凍雨天氣，可能引起高壓輸電導線覆冰，或已覆冰需要自動除覆冰時，在不停電情況下，將輔助電源加載到鋼芯上，與鋁鉸線之間產(chǎn)生相對電壓，輔助加熱導線有電流經(jīng)過便產(chǎn)生熱能，使鋼芯和鋁鉸線溫度升高，達到防止或自動除覆冰的目的。
文檔編號H01B9/00GK102956319SQ201210409179
公開日2013年3月6日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者李天昌, 林天同, 馮霞 申請人:李天昌