线路融冰的方法及原理
直流方式的融冰技术
理论计算融冰时间和试验融冰时间对比
表3 覆冰导线的直流融冰时间 导线覆冰厚度Di=10mm,风速va=5m/s) Di=10mm,风速 (环境温度Te＝-5℃, 导线覆冰厚度Di=10mm,风速va=5m/s) 环境温度Te＝ Te
导线型号 LGJLGJ-70 LGJ-70 LGJLGJLGJ-240 LGJLGJ-240 LGJLGJ-400 LGJLGJ-400 LGJLGJ-720 电流/A 电流/A 175 280 430 600 800 1000 1300 直流融冰时间/h 直流融冰时间/h 理论计算 不能融 2.16 不能融 2.24 3.03 1.29 2.10 试验 融冰4h无任何现象 融冰4h无任何现象 4h 2.5h冰从导线上脱落 2.5h冰从导线上脱落 融冰4h， 融冰4h，无融冰现象 4h 融冰2.5h后 融冰2.5h后，冰脱落 2.5h 融冰3h后 融冰3h后，有掉冰现象 3h 融冰1.5h后 融冰1.5h后，冰脱落 1.5h 融冰2h左右有掉冰现象 融冰2h左右有掉冰现象 2h
直流融冰： 直流融冰：理论计算 2
融冰所需时间的计算公式为：
式中： Ci 为冰的比热； Ta 为气温； ρi为冰的密度；R0为覆冰后导线 平均半径； Ri为不覆冰时导线半径； I 为融冰电流； Re为单位长 导线在零度时的电阻
影响直流融冰的主要因素： 影响直流融冰的主要因素：
直流融冰的热平衡包含两个过程：一是导线 导线－ 交界面的热平衡； (1) 直流融冰的热平衡包含两个过程：一是导线－冰交界面的热平衡；二是 空气交界面的热平衡 达到稳定状态后， 交界面的热平衡。 冰－空气交界面的热平衡。达到稳定状态后，导线产生的焦耳热与融冰 吸收的热及冰表面因辐射散热和对流传热损失的热相等。 吸收的热及冰表面因辐射散热和对流传热损失的热相等。 当环境温度低于0℃ 0℃时 存在临界融冰电流，当电流小于临界电流时， (2) 当环境温度低于0℃时，存在临界融冰电流，当电流小于临界电流时， 不会发生融冰现象。 不会发生融冰现象。 环境温度对临界融冰电流和融冰时间有非常显著的影响。环境温度越低， (3) 环境温度对临界融冰电流和融冰时间有非常显著的影响。环境温度越低， 临界融冰电流越大，融冰电流相同时，融冰需要的时间越长。 临界融冰电流越大，融冰电流相同时，融冰需要的时间越长。 风速对临界融冰电流和融冰时间也有非常明显的影响。风速越大， (4) 风速对临界融冰电流和融冰时间也有非常明显的影响。风速越大，临界 融冰电流越大，融冰电流相同时，融冰所需要的时间也越长。 融冰电流越大，融冰电流相同时，融冰所需要的时间也越长。
输电线路融冰技术
输电线路融冰技术输电线路上覆冰种类较多，有雨淞、雾淞、混合淞、湿雪、冻雨覆冰和冻雾覆冰等，影响导线覆冰的主要的气象因素有气温、空气湿度和风。
一般来说最易覆冰的温度为-8～0℃。
若气温太低，比如在-20～-15℃或更低时，水滴将变成雪花而不易于形成覆冰。
当有了足够冻结的温度后，覆冰的形成还必须有较高的空气湿度，一般要求空气湿度达到90％以上。
如果是凝结在电线上，就使电线覆冰。
这就是电线覆冰。
根据冰害事故类型分析, 覆冰事故可归纳为以下四类：（1）线路覆冰的过载事故即导线覆冰超过设计抗冰厚度(覆冰后质量、风压面积增加)而导致的事故。
机械方面，包括金具损坏、导线断股、杆塔损折、绝缘子串翻转及撞裂等；电气事故则是指覆冰使线路弧垂增大，从而造成闪络，威胁人身安全。
2008 年初，湖南处于海拔 180-350 m 之间的电网设施出现严重覆冰现象，先后有岗云、复沙和五民 3 条 500 kV 线路出现倒塔事故，共倒塔 24 基，变形 3基。
（2）不均匀覆冰或不同期脱冰事故对于导线和地线来说, 相邻档不均匀覆冰或不同期脱冰都会产生张力差, 使导线在线夹内滑动, 严重时将使导线外层铝股在线夹出口处全断、钢芯抽动, 造成线夹另一侧的铝股发生颈缩, 拥挤在线夹附近,长达1～20m ( 悬垂线夹和耐张线夹均有此类情况发生) 。
不均匀覆冰的张力差是静荷载, 而不同期脱冰属动荷载, 这是二者的不同之处。
其次, 因邻档张力不同, 直线杆塔承受张力差, 使绝缘子串产生较大的偏移, 碰撞横担, 造成绝缘子损伤或破裂。
再次, 当张力差达到一定程度后, 会使横担转动, 导线碰撞拉线, 电气间隙减小, 使拉线烧断造成倒杆。
（3）绝缘子串冰凌闪络事故覆冰是一种特殊形式的污秽, 其放电过程也是由表面泄漏电流引起的。
绝缘子覆冰或被冰凌桥接后, 绝缘强度降低, 泄漏距离缩短。
融冰时, 绝缘子表面将形成导电水膜, 绝缘子局部表面电阻降低, 形成闪络。
电网线路融冰技术(学术参考)
学校名称毕业设计(论文)论文题目：输电线路融冰技术学生姓名： XX 学号 XXXXXXXXXX 年级、专业、层次：函授站：二○X X年X月摘要输电线路是电能输送的核心组成部分, 在电力系统中有着十分重要的作用。
在电路系统中冰灾是电力系统最严重的威胁之一。
我国幅员辽阔，各地区地区气候差异大，南方地区冬季气温低, 雨水多、空气湿度大、特别在海拔300～1 000 m左右的地区很容易结冰。
由于南方输电线路的覆冰厚度设计值一般多为10 mm 或15 mm, 抗冰能力低, 特别在2008 年初长时间的低温雨雪冰冻天气中使我国南部省份电网损失严重。
北方地区在春秋也会出现类似的极端天气，造成输电线路覆冰事故，本文主要分析了影响输电线路覆冰的因素及其危害，并系统介绍了除(融)冰技术的发展现状，探讨适合于输电线路融冰的各种技术, 重点提出并分析未来可能推广应用的直流融冰的关键技术和初步实现方案, 为融冰技术的进一步发展提供一定的参考。
关键字：输电线路融冰技术目录摘要 (2)引言 (5)一、影响输电线路覆冰的成因 (5)（一）覆冰的分类 (5)（二) 覆冰的成因 (7)二、输电线路覆冰的危害 (7)（一）过负载危害 (7)（二) 不均匀覆冰或不同期脱冰危害 (8)（三) 覆冰导线舞动危害 (8)（四) 绝缘子冰闪危害 (8)三、输电线路除(融)冰技术发展现状和比较分析 (8)（一) 机械除冰法 (8)（二) 增加覆冰线路的负荷电流融冰 (9)（三) 采用高强度耐热铝合金导线 (9)（四）热力除(融)冰法 (9)（五）自然被动除冰法 (10)（六）其他除冰方法 (10)四、直流融冰的关键技术与方案设计 (13)（一）直流供电电源结构 (13)（二) 直流装置容量的选择 (13)（三) 输电线路融冰关键技术参数研究 (14)（四）非融冰装置应用研究 (16)（五）移动式直流融冰设备的研究 (16)（六）直流融冰技术研究与应用 (16)五、输电线路交流电流融冰技术及应用 (20)（一) 交流短路融冰技术的基本原理 (20)（二) 交流短路融冰技术方案 (20)（三) 交流短路融冰设计方案 (23)（四）交流融冰技术应用 (24)六. 初步研究结论及拓展应用研究思路 (25)（一）初步研究结论 (25)目录（二) 拓展应用研究的思路 (26)结束语 (27)参考文献 (28)致谢 (29)引言2008年1月中旬至2月初，受大面积降雪和冻雨天气影响，我国南方地区遭遇大范围降雨、雪天气，经历了有气象记录以来最严重的持续低温雨雪冰冻灾害。
输电线路融冰技术
输电线路融冰技术输电线路上覆冰种类较多，有雨淞、雾淞、混合淞、湿雪、冻雨覆冰和冻雾覆冰等，影响导线覆冰的主要的气象因素有气温、空气湿度和风。
一般来说最易覆冰的温度为-8～0℃。
若气温太低，比如在-20～-15℃或更低时，水滴将变成雪花而不易于形成覆冰。
当有了足够冻结的温度后，覆冰的形成还必须有较高的空气湿度，一般要求空气湿度达到90％以上。
如果是凝结在电线上，就使电线覆冰。
这就是电线覆冰。
根据冰害事故类型分析, 覆冰事故可归纳为以下四类：（1）线路覆冰的过载事故即导线覆冰超过设计抗冰厚度(覆冰后质量、风压面积增加)而导致的事故。
机械方面，包括金具损坏、导线断股、杆塔损折、绝缘子串翻转及撞裂等；电气事故则是指覆冰使线路弧垂增大，从而造成闪络，威胁人身安全。
2008 年初，湖南处于海拔 180-350 m 之间的电网设施出现严重覆冰现象，先后有岗云、复沙和五民 3 条 500 kV 线路出现倒塔事故，共倒塔 24 基，变形 3基。
（2）不均匀覆冰或不同期脱冰事故对于导线和地线来说, 相邻档不均匀覆冰或不同期脱冰都会产生张力差, 使导线在线夹内滑动, 严重时将使导线外层铝股在线夹出口处全断、钢芯抽动, 造成线夹另一侧的铝股发生颈缩, 拥挤在线夹附近,长达1～20m ( 悬垂线夹和耐张线夹均有此类情况发生) 。
不均匀覆冰的张力差是静荷载, 而不同期脱冰属动荷载, 这是二者的不同之处。
其次, 因邻档张力不同, 直线杆塔承受张力差, 使绝缘子串产生较大的偏移, 碰撞横担, 造成绝缘子损伤或破裂。
再次, 当张力差达到一定程度后, 会使横担转动, 导线碰撞拉线, 电气间隙减小, 使拉线烧断造成倒杆。
（3）绝缘子串冰凌闪络事故覆冰是一种特殊形式的污秽, 其放电过程也是由表面泄漏电流引起的。
绝缘子覆冰或被冰凌桥接后, 绝缘强度降低, 泄漏距离缩短。
融冰时, 绝缘子表面将形成导电水膜, 绝缘子局部表面电阻降低, 形成闪络。
道路化冰方法及原理
道路化冰方法及原理
道路化冰的方法主要包括被动型除雪融冰技术和主动型除雪融冰技术。
被动型除雪融冰技术包括：
1. 化学法：撒布化学药剂来降低冰雪的融点，使冰雪融化。
2. 机械法：利用机械设备除雪。
3. 热力法：依靠热力作用使积雪积冰融化，按热源可分为高温气体、微波、电加热、红外线等。
主动型除雪融冰技术包括：
1. 铺装结构技术：通过行车载荷作用下产生的自应力，使冰雪破碎融化。
2. 能量转化技术：在路面材料铺装前预先埋设热能转化设备，如发热材料、地热管道、微波加热、太阳能发热、导电混凝土、相变储能材料等，基本原理均是热能通过路面材料向上传导，达到除冰融雪及防止结冰的效果。
3. 涂层技术：在路面上部涂上一层抗凝冰材料，在低温雨雪天气，能融雪并防止结冰。
以上方法各有特点，可以结合具体情况选择合适的方法进行道路化冰。
高压线融冰技术
高压线融冰技术
高压线融冰技术主要有热力融冰法和机械除冰法两种。
热力融冰法是利用附加热源或导线自身发热来融化冰雪的方法，具体包括以下三种技术：
1. 过电流融冰技术：在线路导线或地线上通以高于正常电流密度的传输电流，获得焦耳热以达到融冰的目的。
过电流融冰包括带负荷融冰、利用移相变压器融冰、同相合闸融冰和无功电流融冰等。
2. 短路融冰法：将单相、二相或三相导线短路，形成短路电流加热导线达到融冰目的。
3. 直流融冰：将透过直流电压进行短路，利用电流热效应使导线逐渐加热从而融化冰层。
融冰主要是利用电流热效应，同样的电压下，或者电源容量下，由于直流电阻小于交流阻抗，可以获得更大的电流，更强的热效应。
机械除冰法则是利用机械外力迫使导线上的覆冰脱落的方法，当前的机械除冰法包括外力敲打、滑轮刮铲、电磁除冰、机器人除冰等。
这些技术各有优缺点，应根据具体情况选择最合适的融冰方法。
同时，融冰过程中需要注意安全，避免对设备和人员造成损害。
直流方式的融冰技术综述
冰 导线
Cice
当将冰作为有损耗电介质时，覆冰输电线路的 等值电路如图所示：
Rice
融冰方法——热力融冰法4
4、复合导线融冰法：将架空电力线路导线做成一种可变换载流截面的复合
球引力、辐射以及温度突变等作用自行脱落。该法简单易行，但可能因不均匀或不
同期脱冰产生的导线跳跃的线路事故，不能保证可靠除冰，具有一定的偶然性。
融冰方法——自然除冰法2
利用憎水性和憎冰性涂料防冰是通过减少水和冰与导线的附着力来防止结冰，
与其他方法相比在工程上简单易行，成本较低，是防止覆冰具有潜力的可行途
融冰方法——自然除冰法1
自然除冰法不能阻止冰的形成，但有助于限制冰灾。例如
平衡锤技术可防止导线旋转；
在给定过负载条件下允许导线升降技术可减小倒杆塔的几率或防止倒杆塔事故发
生，并有助于确保冰灾事故后线路迅速恢复送电。
可在导线上安装阻雪环，平衡锤使导线上的覆冰堆积到一定程度时，依靠风力、地
径。 现有的氟塑料、硅橡胶等憎水涂料有较好的防水性能，在绝缘子表面涂覆半导 体RTV 涂层，可减缓冰的形成和减少覆冰量。但现有的防冰涂料并不能从根本 上防止冰的形成，而只有在足够的辐射下才能生效,在气温低，水雾呈过冷却的
情况下，防冰效果较差。
融冰方法——热力融冰法1
热力融冰法的基本原理是在线路上通过高于正常电流密度的传输电流以获得焦耳
融冰方法——热力融冰法5
5、交流短路电流融冰法：人为将融冰线路的一端两相或三相短路，而在另一 端提供融冰交流电源，以较大短路电流(控制在导线最大允许电流范围之内) 来加热导线，将附着的冰融化。 这种方法在国内外都达到了实用化的阶段，1993 年加拿大Manitoba 水 电局开始采用的短路电流融冰，俄罗斯巴什基尔电网以及我国湖南电网也大 量应用了短路融冰技术。
高压电线融冰技术
高压电线融冰技术
1.加热融冰技术：通过加热电线上的导线或绝缘子，使冰霜自然融化。
这种技术通常采用电热丝或加热装置，通过外部电源供电给加热元件，使其产生热量，从而融化冰霜。
这种技术具有融冰效率高、能耗低、安全可靠等优点，广泛应用于高寒地区。
2.振动融冰技术：通过振动作用，使冰霜从电线上脱落。
该技术通常采用特殊的振动设备，如振动器或声波装置，将机械振动传导到电线上，破坏冰霜的结构，使其脱落。
振动融冰技术具有效率高、无需大量能源供给等优点，广泛应用于极寒地区。
3.特殊涂层融冰技术：在电线表面涂覆一层特殊的涂层，使冰霜无法黏附或易于脱落。
这种技术通常采用具有特殊性能的聚合物涂层，如超疏水涂层或低粘附涂层，使冰霜难以附着在电线表面，达到融冰的效果。
特殊涂层融冰技术具有防腐、防结冰、维护周期长等优点，适用于各种气候条件下的电力输送线路。
4.气体喷洒融冰技术：通过喷洒特定的气体，如低温空气或热空气，使冰霜迅速融化。
该技术通常采用喷洒装置，将气体喷射到电线上，利用气体的温度特性将冰霜融化。
气体喷洒融冰技术具有融冰速度快、覆盖范围广等优点，广泛应用于高寒地区或雨雪频繁的地区。
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线路融冰的主要方法及其原理如下：
1.直流融冰：通过对输电线路施加直流电压并在输电线路
末端进行短路，使导线发热对输电线路进行融冰。
融冰时，在线路对侧进行短接，可大幅增加线路电流让导线自身发热。
除冰时温度可达10摄氏度，一次可实现100多公里线路的快速融冰。
这种方法操作比较简单，为线路的融冰工作提供了更为简便的方式。
2.三相短路融冰方法：将线路一端三相短路，另一端供给
融冰电流，利用三相短路电流加热使导线覆冰融化。
3.导线—导线型二相短路融冰法：将两根覆冰导线的始端
连接在谐波电源两端，二导线终端连接在一起组成融冰电路。
4.导线—地线型单相短路融冰法：将单相导线一端与谐波
电源连接，另一端连接在专用接地板上，谐波电波第二引出线与变电所一个接地板连接。
此外，还有改变潮流分配融冰、带负荷融冰等热力融冰方法，这些方法的安全性高、除冰效果较好，但更多的是适用于局部输电线路除冰。
被动法除冰主要是指通过外力的作用来进行除冰，如利用风能和太阳能等使冰块脱落或融化。
请注意，线路融冰是一项复杂的任务，涉及高电压和大电流，操作时应由专业人员执行，并确保安全。