本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種覆冰變電設(shè)備聚熱除冰裝置及方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)南方地區(qū)冬季低溫多雨，氣溫在零度左右時(shí)，易形成凍雨。凍雨附著在變電設(shè)施表面，嚴(yán)重?fù)p壞設(shè)備的電氣、機(jī)械性能，是威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行最主要的自然災(zāi)害之一。目前，國(guó)內(nèi)外已有成套針對(duì)變電設(shè)備的融冰技術(shù)與裝置，融冰方法主要有熱力除冰和蒸汽融冰兩類(lèi)，前者是利用加熱空氣融化冰層，后者是利用高溫飽和蒸汽融化或蒸發(fā)冰層。采用熱力除冰的裝置需要使用長(zhǎng)絕緣熱風(fēng)管來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的除冰工作，為了保證融冰安全，它對(duì)絕緣管的絕緣性能要求相當(dāng)高，因此次類(lèi)設(shè)備通常體積較大，導(dǎo)致對(duì)狹小空間的適應(yīng)能力不強(qiáng)。蒸汽融冰雖然也能取得較好效果，但因噴射的是水蒸氣，勢(shì)必降低空氣間隙絕緣性能，因此通常只能停電除冰，限制了其經(jīng)濟(jì)性能。
針對(duì)上述兩種變電設(shè)備融冰方法的缺點(diǎn)，專(zhuān)利ZL201320355815.2中提出了一種將若干高能光子燈安裝在聚光面板上進(jìn)行聚光聚熱融冰的裝置，可對(duì)覆冰變電設(shè)備安全實(shí)施融冰，但單個(gè)高能光子燈為分散的點(diǎn)光源，直接安裝于聚光面板上仍有大量光線發(fā)生散射，無(wú)法將所有光線聚集，勢(shì)必造成大量能量損失，影響融冰效果。為此，本發(fā)明提出了一種覆冰變電設(shè)備加熱除冰方法，將光源多次聚焦，可大大較少能量損失，提高融冰效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種覆冰變電設(shè)備聚熱除冰裝置及方法，可大大較少能量損失，提高融冰效率。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：
一種覆冰變電設(shè)備聚熱除冰裝置，包括多個(gè)聚光單元；每一個(gè)聚光單元包括拋物反射面1-1和紅外線燈1-2；紅外線燈1-2位于拋物反射面1-1的焦點(diǎn)處；調(diào)整拋物反射面的曲率，使得拋物反射面的焦距a小于拋物面深度，以節(jié)省空間并保護(hù)紅外線燈；紅外線燈1-2的光線被拋物反射面1-1反射為平行光束；
若干個(gè)聚光單元按以下結(jié)構(gòu)布置：
若干個(gè)聚光單元1分散安裝于內(nèi)固定拋物面2的內(nèi)表面上，調(diào)整安裝角度使得每個(gè)聚光單元1發(fā)出的光束垂直于內(nèi)固定拋物面2在相應(yīng)安裝點(diǎn)的切面；內(nèi)固定拋物面2的焦距b大于融冰時(shí)的安全距離；覆冰變電設(shè)備3位于內(nèi)固定拋物面2的焦點(diǎn)處；內(nèi)固定拋物面2不需要反射光線，由此聚光單元1的光線被聚集到內(nèi)固定拋物面2的焦點(diǎn)處，即可對(duì)位于焦點(diǎn)處的覆冰變電設(shè)備3實(shí)施安全融冰。
優(yōu)選地，若干聚光單元1按多個(gè)環(huán)形陣列的形式均勻布置于內(nèi)固定拋物面2的內(nèi)表面上。
一種覆冰變電設(shè)備聚熱除冰方法，采用上述的覆冰變電設(shè)備聚熱除冰裝置，將覆冰變電設(shè)備3放置于內(nèi)固定拋物面2的焦點(diǎn)處，即可其實(shí)施安全融冰。
一種覆冰變電設(shè)備聚熱除冰裝置，包括多個(gè)聚光單元，每一個(gè)聚光單元包括拋物反射面1-1和紅外線燈1-2；其中紅外線燈1-2位于拋物反射面1-1的焦點(diǎn)處；調(diào)整拋物反射面的曲率，使得拋物反射面的焦距a小于拋物面深度，以節(jié)省空間并保護(hù)紅外線燈；紅外線燈1-2的光線被拋物反射面1-1反射為平行光束；
若干個(gè)聚光單元按以下結(jié)構(gòu)布置：
若干個(gè)聚光單元1安裝于外固定拋物面4的外表面上，外固定拋物面4位于反射拋物面5的焦點(diǎn)處；調(diào)整聚光單元1發(fā)出的光束角度，使得若干個(gè)聚光單元1發(fā)出的光束經(jīng)反射拋物面5反射后成為平行光，再由凸透鏡6透射并聚焦至凸透鏡6的焦點(diǎn)處；拋物反射面5與凸透鏡6之間由燈壁7封閉，燈壁7外層敷有隔熱材料；凸透鏡6的焦距c大于融冰的安全距離；覆冰變電設(shè)備3位于凸透鏡6的焦點(diǎn)處；由此即可對(duì)位于焦點(diǎn)處的覆冰變電設(shè)備3實(shí)施安全融冰。
一種覆冰變電設(shè)備聚熱除冰方法，采用上述的覆冰變電設(shè)備聚熱除冰裝置，將覆冰變電設(shè)備3放置于凸透鏡6的焦點(diǎn)處即可其實(shí)施安全融冰。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明針對(duì)變電設(shè)備融冰需求，提出了一種改進(jìn)的變電設(shè)備自帶光源聚光加熱除冰方法，在覆冰天氣多為陰雨天，陽(yáng)光不充足，太陽(yáng)能聚光加熱無(wú)法滿足需求的前提下，利用自帶光源(電源)，采用多重調(diào)焦技術(shù)，將一定數(shù)量光源最大限度地聚集至融冰變電設(shè)備，既可達(dá)到非接觸安全融冰的目的，又可極大地提高融冰效率，減少能耗損失。此外，還具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)發(fā)生器體積小，便于操作。
(2)不影響帶電設(shè)備空氣間隙絕緣性能，可實(shí)時(shí)帶電融冰。
附圖說(shuō)明
圖1為聚光單元示意；
圖2為拋物面聚焦式示意圖；
圖3為拋物面反射+透鏡聚焦式示意圖，
圖4為拋物面聚焦式實(shí)施例。
附圖標(biāo)記說(shuō)明：
1—聚光單元；
1-1—拋物反射面；
1-2—紅外線燈；
2—內(nèi)固定拋物面；
3—覆冰變電設(shè)備；
4—外固定拋物面；
5—拋物反射面；
6—凸透鏡；
7—燈壁。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)際運(yùn)行例對(duì)本發(fā)明所述方法進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。
本發(fā)明公開(kāi)了一種覆冰變電設(shè)備聚熱除冰裝置及方法，所述裝置具有兩種結(jié)構(gòu)形式，對(duì)應(yīng)兩種除冰方式。
方式一：拋物面聚焦式。
(1)聚光單元。
單個(gè)的紅外線燈為點(diǎn)光源，光線向四周散射，為更好地聚焦，減少能耗，首先需將點(diǎn)光源制作成平行光。如附圖1所示，聚光單元1由拋物反射面1-1和紅外線燈1-2組成。其中紅外線燈1-2位于拋物反射面1-1的焦點(diǎn)處，調(diào)整拋物反射面的曲率，使得焦距a小于拋物面深度，以節(jié)省空間并保護(hù)紅外線燈。由此紅外線燈1-2的光線被聚集成為平行光束。
(2)聚光加熱。
將若干個(gè)聚光單元1分散安裝于內(nèi)固定拋物面2上，調(diào)整安裝角度使得每個(gè)聚光單元1的光束垂直于內(nèi)固定拋物面2在該點(diǎn)的切面，如附圖2所示。其中內(nèi)固定拋物面2的焦距b應(yīng)大于融冰時(shí)的安全距離。內(nèi)固定拋物面2不需要反射光線。由此聚光單元1的光線被聚集到內(nèi)固定拋物面2的焦點(diǎn)處，即可對(duì)位于焦點(diǎn)處的覆冰變電設(shè)備3實(shí)施安全融冰。
方式二：拋物面反射+透鏡聚焦式。
(1)聚光單元。
同方式一。
(2)聚光加熱。
因單個(gè)紅外線燈難以滿足功率需求，故將若干個(gè)聚光單元1安裝于外固定拋物面4上，如附圖3所示。外固定拋物面4位于反射拋物面5的焦點(diǎn)處。調(diào)整聚光單元1的光束角度，使得光束經(jīng)反射拋物面5反射成為平行光，再由凸透鏡6透射并聚焦至凸透鏡6的焦點(diǎn)處。拋物反射面5與凸透鏡6之間由燈壁7封閉，燈壁7外層敷有隔熱材料。凸透鏡6的焦距c應(yīng)大于融冰的安全距離。由此即可對(duì)位于焦點(diǎn)處的覆冰變電設(shè)備3實(shí)施安全融冰。
實(shí)施例1：拋物面聚焦式。
聚光單元采用功率為0.7kW的紅外熱燈和拋物反射面構(gòu)成。
將39個(gè)聚光單元1按環(huán)形陣列布置于直徑2.5米的內(nèi)固定拋物面2上。調(diào)整安裝角度使得每個(gè)聚光單元1的光束垂直于內(nèi)固定拋物面2在該點(diǎn)的切面，如附圖4所示。其中內(nèi)固定拋物面2的焦距為6米，大于融冰時(shí)的安全距離。由此聚光單元1的光線被聚集到內(nèi)固定拋物面2的焦點(diǎn)處，即可對(duì)位于焦點(diǎn)處的覆冰變電設(shè)備3實(shí)施安全融冰。該實(shí)施例融冰發(fā)生器功率可達(dá)27.3kW。
實(shí)施例2：拋物面反射+透鏡聚焦式。
聚光單元采用功率為1.5kW的紅外熱燈和拋物反射面構(gòu)成。
因單個(gè)紅外線燈難以滿足功率需求，故將20個(gè)聚光單元1安裝于外固定拋物面4上，如附圖3所示。外固定拋物面4位于反射拋物面5的焦點(diǎn)處。調(diào)整聚光單元1的光束角度，使得光束經(jīng)反射拋物面5反射成為平行光，再由凸透鏡6透射并聚焦至凸透鏡6的焦點(diǎn)處。拋物反射面5與凸透鏡6之間由燈壁7封閉，燈壁7外層敷有隔熱材料。凸透鏡6的直徑為3米，焦距為8米，大于融冰的安全距離。由此即可對(duì)位于焦點(diǎn)處的覆冰變電設(shè)備3實(shí)施安全融冰。該實(shí)施例融冰發(fā)生器功率可達(dá)30kW。