專利名稱：內部并聯輔助加熱自動除覆冰高壓輸電導線的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高壓輸電導線及其避雷線，尤其涉及一種內部分段并聯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象，國內外一些科研機構、高等院所和電力企業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，因其技術還不成熟，且作業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損耗以及高頻狀態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。經檢索，尚未發現類似本發明的高壓輸電導線。
發明內容
本發明的目的就在于提供一種內部并聯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、外導電環。通過兩層分段絕緣護套，內、外導電環和輔助加熱導線，在內部形成了分段并聯電路。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，與鋁鉸線之間產生相對電壓，輔助加熱導線有電流經過便產生熱能，使鋼芯和鋁鉸線溫度升高，達到防止或自動除覆冰的目的。本發明的目的是這樣實現的；本發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、外導電環；內層護套和內導電環分段包裹在鋼芯上，在兩段內層護套之間并聯內導電環，分別與鋼芯和輔助加熱導線接觸；輔助加熱導線絞纏于內層護套和內導電環的外面；外層護套和外導電環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內導電環，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的外面，成為一體，內部形成了分段并聯電路；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，與鋁鉸線之間產生相對電壓，輔助加熱導線有電流經過便產生熱能，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，本發明包括鋼芯、內層護套、輔助加熱導線、外層護套、鋁鉸線、內導電環和外導電環七個部分組成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。·2、內層護套內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生低溫熱能的導線絞纏制成；絞纏于內層護套和內導電環的外面，夾在兩層護套和內、外導電環之間，通電后可產生低溫熱能，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、內導電環內導電環由鋁質導線材料制成；環繞于鋼芯的外面，并聯于兩段內層護套之間，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，并傳導輔助加熱導線和鋼芯之間的電流。7、外導電環外導電環由鋁質導線材料制成；環繞于輔助加熱導線的外面，并聯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，傳導輔助加熱導線和鋁鉸線之間的電流。本發明的工作原理如下本發明是在鋼芯與鋁鉸之間，通過兩層分段絕緣護套，內、外導電環及輔助加熱導線，形成了分段并聯電路；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，與鋁鉸線之間產生相對電壓，由于內部存在多個分段并聯電路，電流從鋁鉸線端出發，經過外導電環、輔助加熱導線、內導電環、鋼芯、再回到鋁鉸線端，形成了多個分段并聯回路，輔助加熱導線有電流經過便產生熱能，使鋼芯和鋁鉸線溫度升高，達到防止或自動除覆冰的目的。本發明的關鍵技術創新點如下I、本發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、外導電環；輔助加熱導線被兩層分段絕緣護套和內、外導電環分割成無數小段，且并聯在鋼芯與鋁鉸線之間，形成了分段并聯電路；只要在鋼芯與鋁鉸線之間存在一定的電壓，就會有電流經過輔助加熱導線并產生熱能，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熱效率，創造出了內部并聯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、本發明將其結構設計為內部雙層絕緣分段并聯結構。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、外導電環；將內層護套和內導電環分段包裹在鋼芯上，在兩段內層護套之間并聯內導電環，分別與鋼芯和輔助加熱導線接觸；輔助加熱導線纏繞于內層護套和內導電環的外面；外層護套和外導電環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內導電環，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電路。這種結構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，發熱時自身表面溫度T為40-100°C，超過額定功率時自身發熱的最高溫度為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。本發明具有的優點和積極效果I、本發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部設計為兩層分段絕緣并聯結構，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，因鋼芯發熱效率低，所用的電壓過高、電流過大，如果控制失效，鋼芯發熱溫度過高，容易破壞絕緣護套和鋁鉸線，導致輔助加熱除覆冰失敗；或因鋼芯溫度過高，自身軟化，機械抗拉強度降低而被拉斷，產生重大安全事故；或用電阻作輔助加熱導線時，如果電阻發熱溫度控制失效，溫度過高容易破壞絕緣護套、鋼芯和鋁鉸線等。2、結構獨特、工藝簡單。本發明將其結構設計為內部雙層分段絕緣并聯結構，結構獨特，但其生產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。可防止分段絕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，對桿塔等承重構件的承重能力要求也會降低。此舉可節約整個輸電線路的投資，經濟效益和社會效益巨大，具有較為廣闊的商業前景。
圖I是本發明的結構剖面圖；圖2是本發明的工作原理圖；其中
I-鋼芯；2-內層護套；3-輔助加熱導線；4-外層護套；5-鋁鉸線；6-內導電環；7-外導電環；
具體實施例方式一、總體如圖1，本發明包括鋼芯(I)、內層護套(2)、輔助加熱導線(3)、外層護套⑷、招鉸線(5)、內導電環(6)和外導電環(7)。鋼芯⑴用內層護套⑵和內導電環(6)作護套，二者分段包裹著鋼芯⑴；在兩段內層護套(2)之間并聯內導電環(6)，分別與鋼芯(I)和輔助加熱導線(3)接觸；輔助加熱導線⑶纏繞于內層護套(2)和內導電環(6)的外面；外層護套⑷和外導電環(7)分段包裹在輔助加熱導線(3)的外面，在兩段外層護套(4)之間并聯內導環(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(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)由可產生低溫熱能且有一定電阻值要求的發熱導線制成，可根據發熱量的需要，將多根發熱導線絞纏于內層護套和內導電環的外面，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、內導電環(6)由普通鋁質導線材料制成，環繞于鋼芯(I)的外面，并聯于兩段內層護套(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。7、外導電環(7)由鋁質導線材料制成，環繞于輔助加熱導線(3)的外面，并聯于兩
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。
權利要求
1.一種內部并聯輔助加熱自動除覆冰高壓輸電導線， 其特征在于 鋼芯(I)、內層護套(2)、輔助加熱導線(3)、外層護套(4)、鋁鉸線(5)、內導電環(6)和外導電環(7)，互相鉸纏在一起，成為一體。
2.如權利要求I所述的一種內部并聯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，其發熱時自身表面溫度T為40-100°C，超過額定功率時自身發熱的最高溫度不超過180°C。
3.如權利要求I所述的一種內部并聯輔助加熱自動除覆冰高壓輸電導線，其中所述的內層護套(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.如權利要求I所述的一種內部并聯輔助加熱自動除覆冰高壓輸電導線，其中所述的內層導電環(6)和外層導電環(7)，均為普通鋁質導線材料， 其特性在于 具有普通高壓輸電導線鋁鉸線所用鋁質材料的導電性能。
5.如權利要求I所述的一種內部并聯輔助加熱自動除覆冰高壓輸電導線，其中所述的內部并聯輔助加熱自動除覆冰高壓輸電導線的結構設計為內部雙層分段絕緣并聯結構， 其特性在于 內層護套⑵和內導電環(6)分段包裹在鋼芯⑴上；在兩段內層護套(2)之間并聯內導電環(6)，分別與鋼芯(I)和輔助加熱導線(3)接觸；輔助加熱導線(3)纏繞于內層護套⑵和內導電環(6)的外面；外層護套⑷和外導電環(7)分段包裹在輔助加熱導線(3)的外面，在兩段外層護套(4)之間并聯內導環(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(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電路。
全文摘要
本發明涉及一種內部并聯輔助加熱自動除覆冰高壓輸電導線。本發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，在每層護套的兩段之間，并聯一個導電環，將輔助加熱導線夾在兩層護套和內、外導電環之間，再將鋁絞線鉸纏在外層護套和外導電環的外面，成為一體；通過兩層分段絕緣護套，內、外導電環和輔助加熱導線，在內部形成了分段并聯電路。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，與鋁鉸線之間產生相對電壓，輔助加熱導線有電流經過便產生熱能，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 優先權日2012年10月23日
發明者李天昌, 林天同, 馮霞 申請人:李天昌