輸電線路短路電流融冰過(guò)程研究.pdf

1、自2008年我國(guó)發(fā)生大面積冰災(zāi)，使輸電線路嚴(yán)重覆冰，給電網(wǎng)造成巨大損失，如何對(duì)覆冰輸電線路進(jìn)行融冰、除冰以降低冰災(zāi)損失，成為亟待解決的問(wèn)題。針對(duì)該問(wèn)題，現(xiàn)有除冰技術(shù)有熱力除冰法、機(jī)械除冰法以及其它新技術(shù)除冰法，其中，熱力除冰法現(xiàn)在已成為防治電網(wǎng)冰災(zāi)的主要方法。熱力除冰技術(shù)主要是運(yùn)用短路電流加熱導(dǎo)線，對(duì)冰進(jìn)行內(nèi)接觸式融冰的方法。本文采用實(shí)驗(yàn)和理論分析相結(jié)合的方法對(duì)圓柱型熱源外覆冰柱的融化過(guò)程進(jìn)行研究，研究結(jié)果對(duì)掌握輸電線路短路電流融冰過(guò)程

2、具有借鑒意義。
　　 鑒于真實(shí)的輸電導(dǎo)線其電阻很小，在融冰過(guò)程中對(duì)導(dǎo)線通以大電流，產(chǎn)生一定的發(fā)熱功率。在本文的實(shí)驗(yàn)條件下，采用電阻較大的石墨棒代替導(dǎo)線，對(duì)石墨棒兩端通以直流電，研究石墨棒外覆冰柱的融冰過(guò)程。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱電偶測(cè)量冰柱內(nèi)的溫度分布和溫度變化情況，攝像機(jī)記錄了冰柱的融化過(guò)程和界面運(yùn)動(dòng)情況。實(shí)驗(yàn)獲得了電流大小、外界環(huán)境對(duì)融冰時(shí)間的影響。
　　 在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，本文對(duì)圓柱型熱源外覆冰柱的融化過(guò)程進(jìn)行了理論研究。

3、目前，大多數(shù)文獻(xiàn)對(duì)輸電線路短路電流融冰技術(shù)的理論研究都集中于融冰電流的選擇和掌握融冰時(shí)間，方法多為簡(jiǎn)單的能量守恒。為此，本文首先采用集總參數(shù)法，不考慮冰柱內(nèi)的溫度分布，對(duì)融冰過(guò)程建立能量守恒，獲得融冰時(shí)間。將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量值比較發(fā)現(xiàn)，計(jì)算結(jié)果明顯大于測(cè)量值。原因在于導(dǎo)線外覆冰柱的融化過(guò)程無(wú)需整個(gè)冰柱完全融化，融冰過(guò)程中受重力作用，冰柱下移，直到石墨棒上表面將冰柱剪破，融冰過(guò)程結(jié)束。采用集總參數(shù)法也不能獲得冰柱內(nèi)的溫度分布情況。

4、>　　 為掌握冰柱內(nèi)的溫度分布和界面運(yùn)動(dòng)規(guī)律，本文采用一維非穩(wěn)態(tài)模型研究圓柱型熱源外覆冰柱的融化過(guò)程，其中的相變過(guò)程采用經(jīng)典的Stefan模型描述。將模型計(jì)算溫度與熱電偶測(cè)量值比較，其溫度變化規(guī)律與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。但該模型假設(shè)融化界面沿徑向均勻向外擴(kuò)展，計(jì)算融冰時(shí)間明顯大于實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果。
　　 最后，本文對(duì)重力作用下冰柱的融冰時(shí)間進(jìn)行了理論分析，考慮了外界環(huán)境對(duì)融冰時(shí)間的影響，重力作用下的界面運(yùn)動(dòng)以及熱阻的變化。將計(jì)算結(jié)果與