本发明属于电力系统防灾减灾技术领域，具体涉及一种覆冰变电设备聚热除冰装置及方法。
背景技术：
我国南方地区冬季低温多雨，气温在零度左右时，易形成冻雨。冻雨附着在变电设施表面，严重损坏设备的电气、机械性能，是威胁电网安全稳定运行最主要的自然灾害之一。目前，国内外已有成套针对变电设备的融冰技术与装置，融冰方法主要有热力除冰和蒸汽融冰两类，前者是利用加热空气融化冰层，后者是利用高温饱和蒸汽融化或蒸发冰层。采用热力除冰的装置需要使用长绝缘热风管来实现远距离的除冰工作，为了保证融冰安全，它对绝缘管的绝缘性能要求相当高，因此次类设备通常体积较大，导致对狭小空间的适应能力不强。蒸汽融冰虽然也能取得较好效果，但因喷射的是水蒸气，势必降低空气间隙绝缘性能，因此通常只能停电除冰，限制了其经济性能。
针对上述两种变电设备融冰方法的缺点，专利ZL201320355815.2中提出了一种将若干高能光子灯安装在聚光面板上进行聚光聚热融冰的装置，可对覆冰变电设备安全实施融冰，但单个高能光子灯为分散的点光源，直接安装于聚光面板上仍有大量光线发生散射，无法将所有光线聚集，势必造成大量能量损失，影响融冰效果。为此，本发明提出了一种覆冰变电设备加热除冰方法，将光源多次聚焦，可大大较少能量损失，提高融冰效率。
技术实现要素：
本发明所解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种覆冰变电设备聚热除冰装置及方法，可大大较少能量损失，提高融冰效率。
本发明的技术方案为：
一种覆冰变电设备聚热除冰装置，包括多个聚光单元；每一个聚光单元包括抛物反射面1-1和红外线灯1-2；红外线灯1-2位于抛物反射面1-1的焦点处；调整抛物反射面的曲率，使得抛物反射面的焦距a小于抛物面深度，以节省空间并保护红外线灯；红外线灯1-2的光线被抛物反射面1-1反射为平行光束；
若干个聚光单元按以下结构布置：
若干个聚光单元1分散安装于内固定抛物面2的内表面上，调整安装角度使得每个聚光单元1发出的光束垂直于内固定抛物面2在相应安装点的切面；内固定抛物面2的焦距b大于融冰时的安全距离；覆冰变电设备3位于内固定抛物面2的焦点处；内固定抛物面2不需要反射光线，由此聚光单元1的光线被聚集到内固定抛物面2的焦点处，即可对位于焦点处的覆冰变电设备3实施安全融冰。
优选地，若干聚光单元1按多个环形阵列的形式均匀布置于内固定抛物面2的内表面上。
一种覆冰变电设备聚热除冰方法，采用上述的覆冰变电设备聚热除冰装置，将覆冰变电设备3放置于内固定抛物面2的焦点处，即可其实施安全融冰。
一种覆冰变电设备聚热除冰装置，包括多个聚光单元，每一个聚光单元包括抛物反射面1-1和红外线灯1-2；其中红外线灯1-2位于抛物反射面1-1的焦点处；调整抛物反射面的曲率，使得抛物反射面的焦距a小于抛物面深度，以节省空间并保护红外线灯；红外线灯1-2的光线被抛物反射面1-1反射为平行光束；
若干个聚光单元按以下结构布置：
若干个聚光单元1安装于外固定抛物面4的外表面上，外固定抛物面4位于反射抛物面5的焦点处；调整聚光单元1发出的光束角度，使得若干个聚光单元1发出的光束经反射抛物面5反射后成为平行光，再由凸透镜6透射并聚焦至凸透镜6的焦点处；抛物反射面5与凸透镜6之间由灯壁7封闭，灯壁7外层敷有隔热材料；凸透镜6的焦距c大于融冰的安全距离；覆冰变电设备3位于凸透镜6的焦点处；由此即可对位于焦点处的覆冰变电设备3实施安全融冰。
一种覆冰变电设备聚热除冰方法，采用上述的覆冰变电设备聚热除冰装置，将覆冰变电设备3放置于凸透镜6的焦点处即可其实施安全融冰。
本发明的有益效果是：
本发明针对变电设备融冰需求，提出了一种改进的变电设备自带光源聚光加热除冰方法，在覆冰天气多为阴雨天，阳光不充足，太阳能聚光加热无法满足需求的前提下，利用自带光源(电源)，采用多重调焦技术，将一定数量光源最大限度地聚集至融冰变电设备，既可达到非接触安全融冰的目的，又可极大地提高融冰效率，减少能耗损失。此外，还具有以下优点：
(1)发生器体积小，便于操作。
(2)不影响带电设备空气间隙绝缘性能，可实时带电融冰。
附图说明
图1为聚光单元示意；
图2为抛物面聚焦式示意图；
图3为抛物面反射+透镜聚焦式示意图，
图4为抛物面聚焦式实施例。
附图标记说明：
1—聚光单元；
1-1—抛物反射面；
1-2—红外线灯；
2—内固定抛物面；
3—覆冰变电设备；
4—外固定抛物面；
5—抛物反射面；
6—凸透镜；
7—灯壁。
具体实施方式
下面结合实际运行例对本发明所述方法进行补充说明。
本发明公开了一种覆冰变电设备聚热除冰装置及方法，所述装置具有两种结构形式，对应两种除冰方式。
方式一：抛物面聚焦式。
(1)聚光单元。
单个的红外线灯为点光源，光线向四周散射，为更好地聚焦，减少能耗，首先需将点光源制作成平行光。如附图1所示，聚光单元1由抛物反射面1-1和红外线灯1-2组成。其中红外线灯1-2位于抛物反射面1-1的焦点处，调整抛物反射面的曲率，使得焦距a小于抛物面深度，以节省空间并保护红外线灯。由此红外线灯1-2的光线被聚集成为平行光束。
(2)聚光加热。
将若干个聚光单元1分散安装于内固定抛物面2上，调整安装角度使得每个聚光单元1的光束垂直于内固定抛物面2在该点的切面，如附图2所示。其中内固定抛物面2的焦距b应大于融冰时的安全距离。内固定抛物面2不需要反射光线。由此聚光单元1的光线被聚集到内固定抛物面2的焦点处，即可对位于焦点处的覆冰变电设备3实施安全融冰。
方式二：抛物面反射+透镜聚焦式。
(1)聚光单元。
同方式一。
(2)聚光加热。
因单个红外线灯难以满足功率需求，故将若干个聚光单元1安装于外固定抛物面4上，如附图3所示。外固定抛物面4位于反射抛物面5的焦点处。调整聚光单元1的光束角度，使得光束经反射抛物面5反射成为平行光，再由凸透镜6透射并聚焦至凸透镜6的焦点处。抛物反射面5与凸透镜6之间由灯壁7封闭，灯壁7外层敷有隔热材料。凸透镜6的焦距c应大于融冰的安全距离。由此即可对位于焦点处的覆冰变电设备3实施安全融冰。
实施例1：抛物面聚焦式。
聚光单元采用功率为0.7kW的红外热灯和抛物反射面构成。
将39个聚光单元1按环形阵列布置于直径2.5米的内固定抛物面2上。调整安装角度使得每个聚光单元1的光束垂直于内固定抛物面2在该点的切面，如附图4所示。其中内固定抛物面2的焦距为6米，大于融冰时的安全距离。由此聚光单元1的光线被聚集到内固定抛物面2的焦点处，即可对位于焦点处的覆冰变电设备3实施安全融冰。该实施例融冰发生器功率可达27.3kW。
实施例2：抛物面反射+透镜聚焦式。
聚光单元采用功率为1.5kW的红外热灯和抛物反射面构成。
因单个红外线灯难以满足功率需求，故将20个聚光单元1安装于外固定抛物面4上，如附图3所示。外固定抛物面4位于反射抛物面5的焦点处。调整聚光单元1的光束角度，使得光束经反射抛物面5反射成为平行光，再由凸透镜6透射并聚焦至凸透镜6的焦点处。抛物反射面5与凸透镜6之间由灯壁7封闭，灯壁7外层敷有隔热材料。凸透镜6的直径为3米，焦距为8米，大于融冰的安全距离。由此即可对位于焦点处的覆冰变电设备3实施安全融冰。该实施例融冰发生器功率可达30kW。