一种换流站设备覆雪融化装置的制作方法

1.本发明涉及管道覆雪融化技术领域，尤其涉及一种换流站设备覆雪融化装置。


背景技术：

2.随着社会经济的发展以及近年来国家对环境保护的财政投入和对生态资源的保护，逐渐形成了东西部不同的经济走廊，东部以发展经济为主，西部以提供清洁能源为主的发展模式。清洁能源主要是光能、风能、水电，这些电能生产出来是不易储存，而(特)高压直流输电在东西经济走廊之间起到了桥梁作用，它能将西部电能远距离输送至东部地区，支撑了东部经济发展对能源的需求。(特)高压直流输电线路两端是送端换流站和受端换流站，交流电经过换流变压器升压经过换流阀整流后转变成直流电压，目前电压等级最高达到
±
1100kv。
3.直流电母管从阀厅伸出室外需要穿墙，并在直流穿墙套管的保护下伸出阀厅外连接。直流穿墙套管作为高压输电系统的重要设备，是高压直流母线引线绝缘的核心部件，直流穿墙套管的性能和质量对直流母线穿过墙壁时的绝缘隔离和连接过渡具有重要作用。若直流穿墙套管因发生电击穿或者绝缘闪络，使得穿墙套管的绝缘性遭到破坏，会对高压输电系统的其他设备以及电力运行均造成严重破坏。据统计，(特)高压换流站发生的闪络事故中，直流穿墙套管及设备外瓷套的闪络事故约占总数的70％。直流穿墙套管发生电击穿和绝缘闪络的的因素有很多，例如，在寒冷气候条件下，直流穿墙套管的表面积雪或者积冰易导致穿墙套管发生电击穿和绝缘闪络事故，使得高压电气设备在高压运行中发生故障。因此，及时清除高压穿墙套管的积雪是防止闪络事故的关键。
4.目前，高压穿墙套管的除雪方法主要包括人工清雪和风机风力除雪等。其中，人工清雪需要在停电工况下完成，并且，容易造成人身安全隐患；而风机风力除雪的除雪效率较低，不利于对积雪的快速清除。


技术实现要素：

5.为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种换流站设备覆雪融化装置，在融雪工作时，不需要停电换流站内相关设备；解决了直流穿墙套管外绝缘表面积雪难以融化可能导致外绝缘电击穿、闪络的问题。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种换流站设备覆雪融化装置，包括底盘、热风机、伸缩筒、伸缩架、伸缩架驱动系统以及布风器；所述热风机、所述伸缩筒、所述伸缩架和所述伸缩架驱动系统都设置在所述底盘上；所述伸缩架与所述伸缩筒固定连接；所述伸缩架驱动系统与所述伸缩架信号连接，驱动所述伸缩架带动所述伸缩筒竖直运动；所述伸缩架驱动系统由底盘上的升降开关控制；所述伸缩筒内部设置有风道，所述风道连通所述伸缩筒的顶部和底部；所述布风器设置在所述伸缩筒的顶部，所述布风器设置有多个出气孔，所述出气孔与所述风道连通；所述热风机位于所述伸缩筒的底部，与所述风道连通。
8.可选的，所述布风器的形状为弧形；所述出气孔均匀分布在所述布风器的内侧弧形面；所述伸缩筒的顶部设置有第一电机；所述布风器的外侧弧形面与所述第一电机活动连接。
9.可选的，所述布风器的半径为直流穿墙套管半径的2倍。
10.可选的，所述伸缩筒和所述伸缩架的伸缩长度最高为15米；摆动不超过5
°
。
11.可选的，所述底盘为矩形；所述底盘的侧部均匀设置有四个固定支臂；所述固定支臂的一端与所述底盘活动连接；所述固定支臂的另一端设置有竖直方向的落地支角；所述落地支角与所述固定支臂螺纹连接，所述落地支角的底部与地面垂直，所述落地支角的顶部设置有把手；所述底盘的顶部设置有球型水平仪。
12.可选的，所述底盘的底部四角处分别设置有移动轮组；所述移动轮组的高度低于所述落地支角可调高度的最大值。
13.可选的，所述底盘宽度为600mm，所述布风器的尺寸为1200mm，出风量为600m3/h；所述热风机主电源采用三相ac380v，主断路器设置过电流和漏电保护功能；所述热风机的出风口设置温度检测传感器，所述温度监测传感器与热风机的温控开关信号连接，控制出风口温度为80℃以内。
14.本发明的积极有益效果：
15.(1)覆雪融化装置提高融雪效率；
16.(2)对成品能够有效的保护，减少对设备的二次伤害；
17.(3)通过该装置的研制应用，能够降低工作出现的主泵磕碰、掉落、伤人的风险；
18.(4)该装置具有推广价值，可以在北方的换流站进行推广应用。
附图说明
19.图1是本发明实施例1提供的一种换流站设备覆雪融化装置的轴测结构示意图；
20.图2是本发明实施例1提供的一种换流站设备覆雪融化装置的主视结构示意图；
21.图3是本发明实施例1提供的一种换流站设备覆雪融化装置的右视结构示意图；
22.图4是本发明实施例1提供的一种换流站设备覆雪融化装置的俯视结构示意图；
23.图5是本发明实施例1提供的一种换流站设备覆雪融化装置的伸缩节的结构示意图。
24.1、底盘；2、热风机；3、伸缩筒；4、伸缩架；41、伸缩节；42、滑轮；43、固定环；5、布风器；51、出气孔；6、第一电机；7、固定支臂；8、落地支角；9、把手；10、球型水平仪；11、移动轮组；12、第二电机；13、钢丝细绳。
具体实施方式
25.下面结合一些具体实施方式，对本发明做进一步说明。
26.实施例1
27.如图1至图4所示，一种换流站设备覆雪融化装置，包括底盘1、热风机2、伸缩筒3、伸缩架4、伸缩架驱动系统以及布风器5；所述热风机2、所述伸缩筒3、所述伸缩架4和所述伸缩架驱动系统都设置在所述底盘1上；所述伸缩架4与所述伸缩筒3固定连接；所述伸缩架驱动系统与所述伸缩架4信号连接，驱动所述伸缩架4带动所述伸缩筒3竖直运动；所述伸缩架
驱动系统由底盘1上的升降开关控制；所述伸缩筒3内部设置有风道，所述风道连通所述伸缩筒3的顶部和底部；所述布风器5设置在所述伸缩筒3的顶部，所述布风器5设置有多个出气孔51，所述出气孔51与所述风道连通；所述热风机2位于所述伸缩筒3的底部，与所述风道连通。
28.将高压换流站直流穿墙套管覆雪融化装置移动至穿墙套管下方偏移1.5米的地方，通过升降开关上升伸缩架4，伸缩架4带动伸缩筒3上升，热风机2内的热气流经过伸缩筒3内部的风道流经布风器5，再从布风器5上的出气孔51流出，并对布风器5前方的穿墙管套进行升温，对覆雪进行融化，带工作完成后，关闭热风机2，通过升降开滚将伸缩架4缓慢降落至最初位置。解决了直流穿墙套管外绝缘表面积雪难以融化可能导致外绝缘电击穿、闪络的问题，防止直流系统闭锁，提高能量可用率。该装置具有推广价值，可广泛用于国内其它直流输电换流站。同时对光ct hv-link、旁通开关上的覆雪融化也具有同样的功效。该装置利用大风量暖风机及可伸缩式高熔点绝缘风筒，将热风凝聚汇集传导至设备附近，能够快速融化表面覆雪；该装置在融雪工作时，不需要停电换流站内相关设备。
29.从阀厅到换流变压器的直流母管需要经过直流穿墙套管相连接，直流穿墙套管是倾斜安装，参考图1，因此，我们设计了一套弧形融雪布风器5。
30.具体的，所述布风器5的形状为弧形；所述出气孔51均匀分布在所述布风器5的内侧弧形面；所述伸缩筒3的顶部设置有第一电机6；所述布风器5的外侧弧形面与所述第一电机6活动连接。由于设备为穿墙套管，换流站这类设备的外形和尺寸一致性较好，通过设计弧形出风口来满足适用性。融雪设备采用高强度的6063航空铝合金，在满足强度的同时，大幅降低了重量。
31.第一电机6启动可以将布风器5进行旋转，旋转角度为0-90
°
，如图1弧形箭头的方向，弧形融雪布风器5的半径是直流穿墙套管半径的2倍，当需要融雪时，布风器5能够正好卡在直流穿墙套管外侧，布风器5能够均匀的将热风喷射到直流穿墙套管表面附着的积雪上。
32.所述伸缩筒3和所述伸缩架4的伸缩长度最高为15米；摆动不超过5
°
。直流穿墙套管在阀厅穿墙位置高度因换流站不同而有所不同，根据对现有换流站进行现场实地勘察测绘，覆雪融化装置伸缩式螺旋绝缘风筒需要能够伸缩到最高15米，就可以全覆盖目前换流站全部的阀厅穿墙位置高度。伸缩筒3还需要具备电绝缘、绝缘层耐磨损；风筒材质耐高温、高温不变形、阻燃以及具有较大的伸缩比。
33.如图5所示，伸缩架4升高的手段有很多，其中有包括使用伸缩节41和滑轮42的方式；伸缩架4包括多个与底盘1垂直设置的伸缩节41，每个伸缩节41之间互相活动连接，且每个伸缩节41的顶部设置有滑轮42，每个伸缩节41的底部设置有固定环43；底盘1上部还设置有第二电机12；第二电机12内缠绕有钢丝细绳13，钢丝细绳13从靠近第二电机12的伸缩节41开始，依次穿过相邻伸缩节41的滑轮42和固定环43。第二电机12提供动力，驱动钢丝细绳13在各个滑轮42上运动，拉动所有伸缩节41同步上升或下降，具有良好的稳定性和节能性。
34.进一步的，考虑到实际应用时，为避免头重脚轻，整个装置需要很好的稳定性能，因此在底盘1还加有配重。所述底盘1为矩形；所述底盘1的侧部均匀设置有四个固定支臂7；所述固定支臂7的一端与所述底盘1活动连接；所述固定支臂7的另一端设置有竖直方向的落地支角8；所述落地支角8与所述固定支臂7螺纹连接，所述落地支角8的底部与地面垂直，
所述落地支角8的顶部设置有把手9；所述底盘1的顶部设置有球型水平仪10。
35.装置不工作时，固定支臂7可以缩进底盘1内侧，使用时可以伸出底盘1，利用垂直的落地支脚来支撑整个装置。落地支脚能够进行高度调整，装置底盘1上部设有球型水平仪10，通过调整四角的支脚高度，让底盘1平面处于理想的水平位置。
36.所述底盘1的底部四角处分别设置有移动轮组11；所述移动轮组11的高度低于所述落地支角8可调高度的最大值。方便移动，同时移动轮组11具备锁定功能，使用时锁定不能移动，增加了安全性。
37.计算所需暖风机功率：
38.标准大气压下空气的比重为1.185kg/m3，空气的比热是1.006kj/(kg.k)，所以温度升高1度，需要消耗的能量可以根据公示一计算得到1192.1j：
39.q＝δtρcꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式一)
40.式中：q为消耗能量；δt为温度的变化；ρ为标注大气压空气比重；c为标准大企业下空气比热。
41.在标准状况下，1立方米的空气温度升高1度，需要消耗1192.1j的能量。而1度电等于1kwh即3600000j，所以1192.1j约等于0.00033114kwh。选择高效能循环热风机2，效率达到90％，风量要求为600m3/h，温度由常温20℃加热到80℃，那么功率按照公式二计算得：10.729kw。
42.w＝fδtq1γ/h
ꢀꢀꢀ
(公式二)
43.式中：w为计算功率；f为热风量；δt为温度的变化；q1温度变化1℃时的消耗能量；γ热转换效率；h为一小时。
44.所述底盘1宽度为600mm，所述布风器5的尺寸为1200mm，出风量为600m3/h；考虑现场电源来源难易程度，所述热风机2主电源采用三相ac380v，主断路器设置过电流和漏电保护功能；所述热风机2的出风口设置温度检测传感器，所述温度监测传感器与热风机2的温控开关信号连接，控制出风口温度为80℃以内。当出风口温度高于80℃时，温控开关会临时关闭加热器。暖风系统设置一键启动按钮，当启动按钮按下后，风机自动开始工作，加热器根据出风口温控器自动控制出风口温度。
45.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。