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輸電線路覆冰——如何解決?
時間:2020-08-21 關鍵詞:AG试玩平台APP光電 瀏覽量:338  分享:

        輸電線路覆冰給電網的安全穩定運行帶來的極大的威脅 ,嚴重的覆冰會造成冰閃跳閘、斷線倒塔、導線舞動、設備損壞等,甚至出現電網解列和大麵積停電事故。

2008年我國電網遭受了一次極其嚴重的覆冰災害,倒台70多萬基,1億多人停電,京廣鐵路停運7天。原因除了罕見的大範圍長時間低溫、雨雪 冰凍氣候,以及電網抵禦惡劣氣候能力不足外, 還有一個重要原因就是缺乏有效的除冰手段。

傳統的除冰方式如熱力融冰法、機械破壞法、自然被動融冰法,都各有弊端,耗能高、成本高、對輸電線路造成損害、融冰效率低耗時長等。迫切需要新的清除輸電線路覆冰的有效方法。


激光除冰或許是新除冰法的最優選擇。高功率、高能量的激光與冰相互作用會產生熱效應。冰對於不同波長的激光吸收長度不同, 一般來說 ,激光波長在 1 10 μm 之間時, 冰對其的吸收長度約從幾十 mm 減小至幾十 μm 。因此 , 采用不同波長的激光照射到覆冰上,熱效應作用的冰層厚度也不同, 從而使覆冰產生的變化也有所差異。

通過理論分析和數值仿真表明 , 采用波長較長的激光照射至覆冰上時, 由於吸收長度較短 ,激光的能量基本上被覆冰的表麵吸收 ,使得覆冰表麵溫度升高,冰的相態發生變化, 融化成液態或者直接氣化,達到激光融冰的效果。

采用波長較短的激光照射至覆冰上時 ,由於吸收長度較長(激光在冰中的穿透長度 長), 不僅覆冰表麵吸收激光的能量 ,表麵以裏一定深度的冰也能吸收激光能量, 從而使得一定厚度的覆冰的溫度發生變化,一方麵實現了激光融冰的效果,另一方麵,可使離表麵不同深度的冰層形成溫差,因覆冰內部不能自由形變,故當溫度差產生的應力超過冰層的抗拉或抗壓極限時冰層會發生斷裂,使得比較堅硬的覆冰內部產生裂紋和鬆動,易於去除,也達到激光除冰的效果。

總體說來,波長較長的激光作用在覆冰上相當於麵熱源,而波長較短的相當於體熱源。因此,在研究利用激光進行除冰時要考慮選擇多少波長的激光器以及采用何種方式使激光能量能夠最大限度的被吸收,並且充分發揮激光除冰的特點,以提高激光除冰的效果和效率。

下圖:激光波長與冰的吸收係數

激光除冰具有其他方法所沒有的優勢,能處理傳統方法所不能處理的覆冰情況:

1)能處理交叉跨越其他高壓線路等複雜地理環境下的覆冰。

2)能處理覆冰懸掛在間隔棒等特殊位置、造成覆冰與導線纏繞牢固難以處理的複雜情況

3)能處理高強度風箏線、飄帶、強度較高的化合編織物

4)能在濕度較大、小雨等不滿足帶電作業的天氣工況下處理覆冰

目前激光技術正在快速發展, 預計在未來國產半導體泵浦固體激光器功率可以達到 4 kW ,激光除冰係統除冰速度將提高 3 4 倍。同時 ,高功率激光器體積將不斷減小 ,激光除冰係統可以向著小型化、便攜式的方向發展, 提高激光除冰的靈活性和機動性。


蘇州AG试玩平台APP光電研發的Deicing-500激光除冰儀,裝置參數如下

1

最高平均輸出功率W

270500

2

1065輸出中心波長 nm

1065

3

工作距離 m

10-200

4

工作時長h

1.5

5

輸入電壓 VAC

48

6

冷卻方式

風冷

7

光纖長度 m

8

8

工作溫度 ℃

-540

9

最大功耗 W

800

10

瞄準精度 〃

0.6

11

放大係統

30

12

重量kg

35


下圖:該裝置不同工作距離下的融冰效率折線圖


作為35kg的便攜式小型激光除冰裝置,該裝置的功能有

1:快速瞄準目標;

2:覆冰遇激光即融化或者灼燒;

3:裝置不受風力影響、裝置精度和穩定性高

4:激光清除儀待機時間長


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