架空输电线路防覆冰研究科技项目建议书

1、  编号   陕西省电力公司科学技术项目 建议书 项目名称：架空输电线路融冰技术应用申请单位：商洛供电局起止时间： 2011年10月至2012年12月 项目负责人：温志平通信地址：陕西省商洛市北新街139号商洛供电局邮政编码：726000联系电话：09142102240传 真：09142102386申请日期：2011年6月 简表项目名称架空输电线路融冰技术应用项目负责人姓名温志平单 位商洛供电局性别男年 龄42专业电力系统自动化职 称高工项目分 类技术攻关新技术开 发新产品试 制技术引进消化吸收应用理论基础研究软科

2、学研 究推 广       项目组人 数8其中高级职称6中级职称2研究生4初级职称协作单位 US.CT.Y&B,LLC协作形式 申请金额(万元) 研究起止年月2011年10月至2012年12月其中资 助 自 筹  项目内容、意义和预期成果摘要项目内容 为防止架空输电线路导线覆冰增加线路荷载引发倒塔断线事故，通过操作安装在分裂导线（奇数）子导线间开关，增加输电线路导线电阻（电阻增加为N2，N为子导线），在线路负荷电流不变情况下，导线自身发热，融化导线表面覆冰，将导线覆冰控制在线路

3、杆塔可承受的荷载范围内，有效预防了输电线路冰灾事故。本项目核心内容包括以下2个部分：1、结合近年来商洛电网电网运行实际，35kV中（中村变）照（照川变）线#20-#26段线路易发生覆冰，在此段线路并行走径上新建防覆冰研究线路。新建防覆冰研究线路气象条件选择、绝缘配置标准与35kV中照线路保持一致，导线采用三分裂接线，分裂导线子导线彼此绝缘，形成3个独立的电流回路；耐张段分裂导线覆冰时，断开安装于耐张段两端的电流转移开关，且通过引流板使各根子导线从并联运行改变为串联运行，从而使各个子导线上的电流增大为原各子导线上电流之和，使架空输电线路覆冰耐张段导线实现融冰。可根据线路防覆冰研究工作需要，安排3

4、5kV中照线路停电，将新建防覆冰研究线路接入或退出35kV中照线路（相对应的35kV中照线#20-#26段线路退出或恢复正常运行）。2、冬季线路发生覆冰时，通过无线操作断开子导线连接开关，使子导线形成串联，导线自身电阻增加9倍，负荷电流基本不变情况，导线自身发热提高9倍，使导线表面覆冰融化，实现线路除冰目的。3、总结覆冰研究线路现场除冰效果，形成商洛架空输电线路防覆冰研究报告，并指导陕西省内架空输电线路防覆冰研工作。项目意义近年来，我国架空输电线路因冬季覆冰发生中断供电事故时有发生，尤其是2008年初，我国南方发生了百年罕见的大面积冰雪灾害，冰雪天气造成了南方数省大面积倒塔断线事故，引起大面积

5、中断供电，给国家带来巨大经济损失。2005年至今我省多条输电线路也因冬季冰雪天气，发生中断供电事故，严重影响了电网的安全可靠运行。尤其是2010年“3.22”雪灾重创商洛电网，主要原因为线路表面凝结的冰雪混合物严重超过线路设计标准，引起倒杆断线。为了有效降低输电线路冰雪灾害影响，电力系统在进行新建电网差异化设计，提高存在冰雪灾害风险线路设计标准的同时，对运行输电线路广泛开展除导、地线积雪、覆冰研究工作。目前常用的方法归纳有：给导、地线加电流发热融冰雪法，安装平衡锤、阻雪环，喷涂憎水涂料等被动防冰方法，从实际应用效果看，这些方法各有不足。本技术是一种适用于分裂导线输电线路的融冰装置。其基本原理为

6、：在架空输电线路上的耐张段内使用多根分裂导线，分裂导线的多根子导线彼此绝缘，形成多个独立的电流回路；耐张段分裂导线覆冰时，断开安装于耐张段两端的电流转移开关，且通过引流板使各根子导线从并联运行改变为串联运行，从而使各个子导线上的电流增大为原各子导线上电流之和，使架空输电线路覆冰耐张段导线实现融冰或保线。本技术能够对高压交直流分裂导线线路进行融冰；不影响电网正常运行，不需要停止对用户的供电；且成本低，除冰效果显著。以下以三分裂导线的耐张段（图一）为例说明。三分裂导线在架设时用绝缘间隔棒彼此绝缘；在耐张段两端的耐张塔上给每一相导线各安装一个电流转移开关（图二）；在导线上安装温度传感器和覆冰传感器。

7、当线路正常运行时，耐张段两端的开关都为闭合状态，此时三分裂的导线为并联运行状态；当覆冰传感器感应到导线覆冰时，两侧的开关打开，这时三分裂的子导线从并联运行改变为串联运行，每一根子导线的电流强度增加为正常运行时的3倍，发热功率增加为正常运行时的9倍，线路转入融冰模式；当融冰结束后，覆冰传感器和温度传感器发信号使开关重新闭合，线路重新转入正常模式。温度传感器也可以配合覆冰传感器，在温度达到结冰温度时，使线路进入防冰模式；如果导线温度过热，温度传感器会强制关闭开关，使线路转入正常模式。图一.三分裂导线输电线路的融冰装置示意图。图二.在三分裂导线耐张段一端的耐张塔上安装融冰开关的示意图。与此同时，我们

8、将使用输电线路抗覆冰高分子纳米技术材料。抗覆冰高分子纳米技术根据热力学原理使用纳米技术破坏水结冰的成核条件，大幅度减少和延迟结冰。抗覆冰高分子纳米技术和融冰装置的结合使用能够在不影响电网正常运行的基础上给输电线路提供一套完整的防冰除冰方案。预期成果 1、新建防覆冰研究线路气象条件选择、绝缘配置标准与35kV中照线路保持一致，导线采用三分裂接线，分裂导线子导线彼此绝缘，形成3个独立的电流回路；耐张段分裂导线覆冰时，断开安装于耐张段两端的电流转移开关，且通过引流板使各根子导线从并联运行改变为串联运行，从而使各个子导线上的电流增大为原各子导线上电流之和，使架空输电线路覆冰耐张段导线实现融冰。2、冬季

9、线路发生覆冰时，通过无线操作断开子导线连接开关，使子导线形成串联，导线自身电阻增加9倍，负荷电流基本不变情况，导线自身发热提高9倍，使导线表面覆冰融化，实现线路除冰目的。3、总结覆冰研究线路现场除冰效果，形成商洛架空输电线路防覆冰研究报告，并指导陕西省内架空输电线路防覆冰研工作。一、本研究项目的科技依据（包括科技意义和应用前景，国内外研究概况、水平和发展趋势；应用理论基础研究项目应阐述学术思想，立论根据，特色或创新之处，主要参考文献目录及出处；推广项目说明成果成熟程度，适用范围，以及成果的知识产权等问题）项目背景近年来，我国架空输电线路因冬季覆冰发生中断供电事故时有发生，尤其是2008年初，我

10、国南方发生了百年罕见的大面积冰雪灾害，冰雪天气造成了南方数省大面积倒塔断线事故，引起大面积中断供电，给国家带来巨大经济损失。2005年至今我省多条输电线路也因冬季冰雪天气，发生中断供电事故，严重影响了电网的安全可靠运行。尤其是2010年“3.22”雪灾重创商洛电网，主要原因为线路表面凝结的冰雪混合物严重超过线路设计标准，引起倒杆断线。为了有效降低输电线路冰雪灾害影响，电力系统在进行新建电网差异化设计，提高存在冰雪灾害风险线路设计标准的同时，对运行输电线路广泛开展除导、地线积雪、覆冰研究工作。目前常用的方法归纳有：给导、地线加电流发热融冰雪法，安装平衡锤、阻雪环，喷涂憎水涂料等被动防冰方法，从实

11、际应用效果看，这些方法各有不足。 应用前景通过该技术应用研究，可以将导线覆冰控制在可承受范围，防止发生倒塔断线事故，最大程度的减少覆冰带来的损失。对提高电网安全稳定运行，具有重要意义。国内外研究概况目前常用防冰、除冰方法主要采用增加线路电流使之发热将冰雪融化防患于未然和采用平衡锤、阻雪环、憎水涂料等被动防冰方法，使用效果各有不足。二、研究、推广应用内容和预期成果（说明项目的具体研究、推广内容、技术关键和重点解决的技术问题，预计达到的技术经济指标，预期成果和提供的形式及其依托工程，应用该成果的单位落实情况和可能应用的其它工程或单位及效益。项目内容1、结合近年来商洛电网电网运行实际，35kV中（中

12、村变）照（照川变）线#20-#26段线路易发生覆冰，在此段线路并行走径上新建防覆冰研究线路。新建防覆冰研究线路气象条件选择、绝缘配置标准与35kV中照线路保持一致，导线采用三分裂接线，分裂导线子导线彼此绝缘，形成3个独立的电流回路；耐张段分裂导线覆冰时，断开安装于耐张段两端的电流转移开关，且通过引流板使各根子导线从并联运行改变为串联运行，从而使各个子导线上的电流增大为原各子导线上电流之和，使架空输电线路覆冰耐张段导线实现融冰。可根据线路防覆冰研究工作需要，安排35kV中照线路停电，将新建防覆冰研究线路接入或退出35kV中照线路（相对应的35kV中照线#20-#26段线路退出或恢复正常运行）。2

13、、冬季线路发生覆冰时，通过无线操作断开子导线连接开关，使子导线形成串联，导线自身电阻增加9倍，负荷电流基本不变情况，导线自身发热提高9倍，使导线表面覆冰融化，实现线路除冰目的。3、总结覆冰研究线路现场除冰效果，形成商洛架空输电线路防覆冰研究报告，并指导陕西省内架空输电线路防覆冰研工作。 技术关键1、遥控真空灭弧开关 (包括电流互感器, 压力传感器, 温度传感器) 切换电路。2、金具包括改装后的悬垂线夹, 直线线夹, 绝缘间隔棒。 这些为特殊金具，模具以及抗覆冰高分子纳米材料等。 技术经济指标三、拟采取的研究方法和技术路线  ()理论研究1、该技术已在美国、加拿大得到成功应用

14、，本项目首先要做好国内架空线路气象选择、地理环境和设计参数选择等技术与美国、加拿大线路进行比较，借鉴其应用研究成果。2、进行理论计算，确定数学模型。 ()试验研究1、研究线路建设。2、现场除冰研究。() 试验结果对理论进行验证总结覆冰研究线路现场除冰效果，形成商洛架空输电线路防覆冰研究报告，并指导陕西省内架空输电线路防覆冰研工作。 四、工作总体安排和年度进度序号时间段内 容1  2011年7月前完成试验线路可研和初步设计报省公司。22011年11月前完成试验线路建设。32011年12月-2012年4月份现场研究试验线路除冰效果。42012年6月份前完成研究报告编写。5201

15、2年8月份前完成项目竣工验收。62012年12月份前完成科技项目评估及验收。  五、实现本项目预期目标已具备的条件（包括过去的研究工作基础，现有的主要仪器设备、研究技术人员及协作条件，从其它渠道已得到、已申请或申请的经费情况及金额等）项目负责人李红波已具备的条件1、根据本装置的原理，完成了样品制作。 2、模仿输电线路覆冰状态，对样品进行了大量试验，验证了其除冰的功能； 样品经测试，简单实用、经进一步改进能达到除冰及时、方便快捷的电力线的除冰要求。 六、研究项目组成人员情况序号姓名年龄职务职称专业本项目中分工投入项目工作总月数工作单位1李红波43副局长高工电力系统及

16、自动化负责人12商洛供电局2罗建勇处长高工电力系统及自动化负责方案审核12陕西省电力公司3赵勇毅45送电工区主任工程师输电线路负责方案审核和实施18商洛供电局4孔志战45专工工程师输电线路负责方案审核18陕西省电力公司5王明文46主任工程师电力系统及自动化负责方案审核和项目实施协调18商洛供电局6张 勇38生技部副主任工程师输电线路负责方案制定和组织实施18商洛供电局7Vasilios Tsouris67总设计师教授负责方案制定和技术指导18US.CT.Y&B,LLC8张现民45驻华首席代表工程师18US.CT.Y&B,LLC91011七、项目经费预算 单位：万元科目金 额申请资助自 筹备 注（一）直接费用 1.人员费（不包括本单位人员） （1）研究机构人员费 （2）临时工工资 2.设备以及试验费 预算明细表（1）购置试验设备、开模具 （2）试制（3）试验各种不同电压等级线路带电试验3.业务费预算明细表（1）材料费（2）资料费（3）外协测试试验及加工费（4）会议费（5）差旅费4.其他直接费用预算明细表（二）间接费用预算明细表1.现有仪器设备使用费2.直接管理费用3.其他间接费用（三）协作研究支出预算明细表协作支出1合 计 注：1、与项目有关的前期研究(包括阶段