嵌入绝缘导热材料的自制热导体和制热设备及其实现方法技术

嵌入绝缘导热材料的自制热导体和制热设备及其实现方法。自制热导体为同轴电缆结构，含外导体，绝缘导热材料和内导体。绝缘导热材料是一种导热好，具有绝缘能力的材料。绝缘导热材料包围在内导体外边，将内导体外周完全包围，将内外导体完全隔立。制热设备有送电端制热设备和受电端制热设备两种。送电端制热设备通过防冰融冰输电装置的输出电源向自制热导体的外导体和内导体之间加上交流电或直流电实现防冰融冰，受电端制热设备通过受电端钢芯连接负载实现防冰融冰工作。本发明专利技术有效利用自身钢芯电阻的发热，成本低，效果好。在控制中心控制下实施融冰防冰，能够在高压输电线工作时在线防冰融冰，保证用电设备安全。

Self made heat conductor and heating equipment embedded in insulating heat conducting material and its realizing method

Self made heat conductor and heating equipment embedded in insulating heat conducting material and realizing method thereof. Self made thermal conductor is a coaxial cable structure, including external conductor, insulation heat conducting material and inner conductor. Insulating heat conducting material is a material with good thermal conductivity and insulation capacity. The insulating heat conducting material surrounds the outer conductor of the conductor, completely surrounds the outer conductor of the inner conductor, and completely separates the inner and outer conductors. The heating equipment has two kinds: the heating device for sending the electric end and the heating device for the receiving end. Through the output power supply of the anti icing and melting ice transmission device, the power supply end system realizes ice prevention and thawing between the outer conductor and the inner conductor of the self-made heat conductor and the inner conductor, and the electric end heating equipment can prevent ice and thaw through the load of the steel core connected by the electric terminal. The invention effectively utilizes the heat generated by its own steel core resistance, and has low cost and good effect. Under the control of the control center, the implementation of ice-melting and ice-melting can prevent ice-melting on-line when the high-voltage transmission line works, and ensure the safety of electrical equipment.

【技术实现步骤摘要】
嵌入绝缘导热材料的自制热导体和制热设备及其实现方法一、
本专利技术涉及导线防冰融冰
，具体是一种嵌入绝缘导热材料的自制热导体和制热设备及其制备方法。二、
技术介绍
在寒冷的冬季，不少地区的电力、通信等线路线路都会结冰，造成线路的损坏。当结冰超过线路的承受力时，会发生断线等严重事故。所以，冬季的电力线路或其他线路的除冰是必不可少，十分重要的。由于随着社会经济的发展，国家电力、通信等线路的需求不断增加，在不断增加电力负荷应用的环境下，对裸露在外的线路，特别是电力线路的要求愈来愈高。现有技术中导线融冰技术不断发展。但现有自融冰导线都需要加入可以通过电源加热的材料，申请号：CN201210395025.7专利技术专利《新型低温红外线加热自动除冰避雷线》将一种新型可产生低温红外线热能的导电聚酯纤维制成的辅助加热导线与普通避雷线相结合，并铰缠于钢铰线的中央。将辅助电源加载到这种辅助加热导线上，辅助加热导线便产生低温红外线热能，使钢铰线温度升高，达到防止或自动除覆冰的目的。该方法制作的导线，使用时不便于任意长度分割，且发热使用的加热电源的导体为加热专用导体，不好维护。申请号：CN201510400177.5《除冰碳纤维高低压架空电缆》专利技术专利中，除冰碳纤维高低压架空电缆，包括高压电缆，高压电缆由内部的高压电缆线和表面的绝缘层组成，高压电缆的绝缘层表面设置碳纤维发热线。通过在高压电缆表面设置可通电发热的碳纤维发热线，利用碳纤维将电能转换为热量，从而保证高压电缆在严寒地区或冬季中正常运行。但是该方法制作的导线，使用时不便于任意长度分割，且发热使用的加热电源的导体为加热专用导体，不好维护。专利号：ZL201621095490.9《一种自融冰导体及其融冰设备》专利技术专利中，采用导体本身结构作为加热电源导体的方法，自溶冰导体采用同轴电缆形式，包括外导体、绝缘导热材料和内导体，融冰设备直接连接到自溶冰导体的内、外导体上。绝缘导热材料是正温度系数效应的发热材料，置于内、外导体间，将内外导体完全隔离。自动融冰设备由变压器，开关电路，微处理器，通信模块，结冰感应模块构成。微处理器连接通信模块、结冰感应模块和开关电路，接收通信模块控制信号，向通信模块传输数据，并接收结冰感应模块数据，控制中心通过通信模块控制自动融冰设备的运行。本专利技术在控制中心控制下实施融冰，对高压输电线融冰时可避免需断电的情况和线路严重故障，对现有融冰技术有极大提高。但是仍需嵌入发热材料。现有的自融冰导线制作方法都需使用制热材料，而制热材料成本较高，且难以实现均匀加热，导致现有自融冰导线生产成本高，加热不均匀。三、
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有嵌入制热材料的自制热导线对发热材料要求和制作成本较高、提供一种利用绝缘导热材料取代制热材料，利用钢芯的电阻发热导致输电导线升温，以实施防冰和融冰设备和方法。相对嵌入绝缘导热材料的方法相比，成本更低，加热功率更加均匀，融冰效果更好，加工制作更加简单、可靠。本专利技术的目的是这样达到的：自制热导体为同轴电缆结构，含外导体，绝缘导热材料和内导体。绝缘导热材料是一种导热好，具有绝缘能力的材料。绝缘导热材料包围在内导体外边，将内导体外周完全包围，并使得内外导体完全隔离，避免内外导体短路。制热设备有两种:送电端制热设备和受电端制热设备。送电端制热设备:由防冰融冰输电装置，第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路、微处理器，通信模块，导体结冰感应模块构成。制热设备通过防冰融冰输电装置的输出向自制热导体的外导体和内导体之间加上交流电或直流电。输电电源与防冰融冰输电装置连接，防冰融冰输电装置有两路输出，一路为输电功率输出，一路为融冰功率输出。输电功率输出直接与外导体连接，并通过第一开关电路与内导体连接，融冰功率输出通过第二开关电路与内导体连接。第一开关电路一端与内导体连接，一端与防冰融冰输电装置输电功率输出端连接。第二开关电路一端与内导体连接，一端与防冰融冰输电装置融冰功率输出端连接。任何时候第一开关电路、第二开关电路只有一个导通：正常输电时，第一开关电路导通，第二开关电路断开，同时进行输电与防冰融冰作业时，第二开关电路导通，第一开关电路断开。第三开关电路在受电端连接内导体和外导体，一直导通。控制中心通过通信模块控制制热设备的运行：通信模块与微处理器连接，用于向微处理器传送控制中心的控制命令，并将微处理器的数据传送给控制中心。微处理器连接通信模块、结冰感应模块、第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路，接收通信模块控制信号，向通信模块传输数据，并接收结冰感应模块数据，根据结冰感应模块数据与通信模块发送的控制中心命令，控制开关电路通与断。结冰感应模块连接微处理器，并将感应数据发送给微处理器。受电端制热设备：受电端制热设备分为采用常规变压器的制热设备和采用防冰融冰负载变压器的制热设备两种。采用常规变压器的受电端制热设备由第五开关电路、第六开关电路、受电微处理器，受电通信模块，受电导体结冰感应模块，钢芯负载变压器构成。送电端的内导体和外导体短路连接，并连接到输电电源输出。受电端外导体连接到铝绞线负载变压器，铝绞线负载变压器的二次绕组与用电负载连接。受电端内导体与第五开关电路、第六开关电路连接。第五开关电路一端连接内导体，另一端连接铝绞线负载变压器，第六开关电路一端连接内导体，另一端连接钢芯负载变压器。任何时候第五开关电路、第六开关电路只有一个导通：正常输电时，第五开关电路导通，第六开关电路断开，同时进行输电与防冰融冰作业时，第六开关电路导通，第五开关电路断开。采用防冰融冰负载变压器的受电端制热设备由第五开关电路、第六开关电路、受电微处理器，受电通信模块，受电导体结冰感应模块，防冰融冰输电负载变压器构成构成。送电端的内导体和外导体短路连接，并连接到输电电源输出。受电端外导体连接到防冰融冰负载变压器的铝绞线绕组，防冰融冰负载变压器的二次绕组与用电负载连接。受电端内导体与第五开关电路、第六开关电路连接。第五开关电路一端连接内导体，另一端连接防冰融冰负载变压器的铝绞线绕组，第六开关电路一端连接内导体，另一端连接防冰融冰负载变压器的钢芯绕组。任何时候第五开关电路、第六开关电路只有一个导通：正常输电时，第五开关电路导通，第六开关电路断开，同时进行输电与防冰融冰作业时，第六开关电路导通，第五开关电路断开。控制中心通过受电通信模块控制制热设备的运行：受电通信模块与受电微处理器连接，用于向受电微处理器传送控制中心的控制命令，并将受电微处理器的数据传送给控制中心。受电微处理器连接受电通信模块、受电结冰感应模块、第五开关电路、第六开关电路，接收受电通信模块控制信号，向受电通信模块传输数据，并接收受电结冰感应模块数据，根据受电结冰感应模块数据与受电通信模块发送的控制中心命令，控制开关电路通与断。受电结冰感应模块连接受电微处理器，并将感应数据发送给受电微处理器。所述防冰融冰输电装置包括采用交流输电-交流电源制热和采用直流输电-交流电源制热两种不同的防冰融冰输电装置，使用时采用其中的任意一种。交流输电-交流电源制热的防冰融冰输电装置：交流输电-交流电源制热的防冰融冰输电装置有普通型交流输电-交流电源制热装置和自耦制热装置两种。普通型交流输电-交流电源制热装置为三绕组变压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌入绝缘导热材料的自制热导体和制热设备，其特征在于：自制热导体为同轴电缆结构，含外导体(1)，绝缘导热材料(2)和内导体(3)；绝缘导热材料是一种导热好，具有绝缘能力的材料；绝缘导热材料(2)包围在内导体外边，将内导体外周完全包围，并使得内外导体完全隔离，避免内外导体短路；制热设备有两种:送电端制热设备和受电端制热设备；A、送电端制热设备:由防冰融冰输电装置(18)，第一开关电路(19‑1)、第二开关电路(19‑2)、第三开关电路(19‑3)、微处理器(22)，通信模块(21)，导体结冰感应模块(23)构成；制热设备通过防冰融冰输电装置的输出向自制热导体的外导体(1)和内导体(3)之间加上交流电或直流电；输电电源与防冰融冰输电装置(18)连接，防冰融冰输电装置有两路输出，一路为输电功率输出(99)，一路为融冰功率输出(98)；输电功率输出直接与外导体(1)连接，并通过第一开关电路(19‑1)与内导体(3)连接，融冰功率输出通过第二开关电路(19‑2)与内导体连接；第一开关电路(19‑1)一端与内导体连接，一端与防冰融冰输电装置输电功率输出端连接；第二开关电路(19‑2)一端与内导体连接，一端与防冰融冰输电装置融冰功率输出端连接；任何时候第一开关电路(19‑1)、第二开关电路(19‑2)只有一个导通：正常输电时，第一开关电路(19‑1)导通，第二开关电路(19‑2)断开，同时进行输电与防冰融冰作业时，第二开关电路(19‑2)导通，第一开关电路(19‑1)断开；第三开关电路(19‑3)在受电端连接内导体和外导体，一直导通；控制中心通过通信模块(21)控制制热设备的运行：通信模块(21)与微处理器(22)连接，用于向微处理器传送控制中心的控制命令，并将微处理器的数据传送给控制中心；微处理器连接通信模块(21)、结冰感应模块(23)、第一开关电路(19‑1)、第二开关电路(19‑2)、第三开关电路(19‑3)，接收通信模块(21)控制信号，向通信模块传输数据，并接收结冰感应模块(23)数据，根据结冰感应模块数据与通信模块发送的控制中心命令，控制开关电路通与断；结冰感应模块(23)连接微处理器(22)，并将感应数据发送给微处理器；B:受电端制热设备：受电端制热设备分为采用常规变压器的制热设备和采用防冰融冰负载变压器的制热设备两种；B‑1、采用常规变压器的受电端制热设备由第五开关电路(19‑5)、第六开关电路(19‑6)、受电微处理器(72)，受电通信模块(71)，受电导体结冰感应模块(73)，钢芯负载变压器(62)构成；送电端的内导体和外导体短路连接，并连接到输电电源输出；受电端外导体连接到铝绞线负载变压器(61)，铝绞线负载变压器的二次绕组与用电负载连接；受电端内导体与第五开关电路(19‑5)、第六开关电路(19‑6)连接；第五开关电路(19‑5)一端连接内导体，另一端连接铝绞线负载变压器(61)，第六开关电路(19‑6)一端连接内导体，另一端连接钢芯负载变压器(62)；任何时候第五开关电路(19‑5)、第六开关电路(19‑6)只有一个导通：正常输电时，第五开关电路(19‑5)导通，第六开关电路(19‑6)断开，同时进行输电与防冰融冰作业时，第六开关电路(19‑6)导通，第五开关电路(19‑5)断开；B‑2、采用防冰融冰负载变压器的受电端制热设备由第五开关电路(19‑5)、第六开关电路(19‑6)、受电微处理器(72)，受电通信模块(71)，受电导体结冰感应模块(73)，防冰融冰输电负载变压器构成(63)构成；送电端的内导体(3)和外导体(1)短路连接，并连接到输电电源输出；受电端外导体(1)连接到防冰融冰负载变压器(63)的铝绞线绕组，防冰融冰负载(63)变压器的二次绕组与用电负载连接；受电端内导体(3)与第五开关电路(19‑5)、第六开关电路(19‑6)连接；第五开关电路(19‑5)一端连接内导体(3)，另一端连接防冰融冰负载变压器(63)的铝绞线绕组，第六开关电路(19‑6)一端连接内导体(3)，另一端连接防冰融冰负载变压器(63)的钢芯绕组；任何时候第五开关电路(19‑5)、第六开关电路(19‑6)只有一个导通：正常输电时，第五开关电路(19‑5)导通，第六开关电路(19‑6)断开，同时进行输电与防冰融冰作业时，第六开关电路(19‑6)导通，第五开关电路(19‑5)断开；控制中心通过受电通信模块(71)控制制热设备的运行：受电通信模块(71)与受电微处理器(72)连接，用于向受电微处理器传送控制中心的控制命令，并将受电微处理器的数据传送给控制中心；受电微处理器连接受电通信模块(71)、受电结冰感应模块(73)、第五开关电路(19‑5)、第六开关电路(19‑6)，接收受电通信模块(71)控制信号，向受电通信模块传输数据，...

【技术特征摘要】
1.一种嵌入绝缘导热材料的自制热导体和制热设备，其特征在于：自制热导体为同轴电缆结构，含外导体(1)，绝缘导热材料(2)和内导体(3)；绝缘导热材料是一种导热好，具有绝缘能力的材料；绝缘导热材料(2)包围在内导体外边，将内导体外周完全包围，并使得内外导体完全隔离，避免内外导体短路；制热设备有两种:送电端制热设备和受电端制热设备；A、送电端制热设备:由防冰融冰输电装置(18)，第一开关电路(19-1)、第二开关电路(19-2)、第三开关电路(19-3)、微处理器(22)，通信模块(21)，导体结冰感应模块(23)构成；制热设备通过防冰融冰输电装置的输出向自制热导体的外导体(1)和内导体(3)之间加上交流电或直流电；输电电源与防冰融冰输电装置(18)连接，防冰融冰输电装置有两路输出，一路为输电功率输出(99)，一路为融冰功率输出(98)；输电功率输出直接与外导体(1)连接，并通过第一开关电路(19-1)与内导体(3)连接，融冰功率输出通过第二开关电路(19-2)与内导体连接；第一开关电路(19-1)一端与内导体连接，一端与防冰融冰输电装置输电功率输出端连接；第二开关电路(19-2)一端与内导体连接，一端与防冰融冰输电装置融冰功率输出端连接；任何时候第一开关电路(19-1)、第二开关电路(19-2)只有一个导通：正常输电时，第一开关电路(19-1)导通，第二开关电路(19-2)断开，同时进行输电与防冰融冰作业时，第二开关电路(19-2)导通，第一开关电路(19-1)断开；第三开关电路(19-3)在受电端连接内导体和外导体，一直导通；控制中心通过通信模块(21)控制制热设备的运行：通信模块(21)与微处理器(22)连接，用于向微处理器传送控制中心的控制命令，并将微处理器的数据传送给控制中心；微处理器连接通信模块(21)、结冰感应模块(23)、第一开关电路(19-1)、第二开关电路(19-2)、第三开关电路(19-3)，接收通信模块(21)控制信号，向通信模块传输数据，并接收结冰感应模块(23)数据，根据结冰感应模块数据与通信模块发送的控制中心命令，控制开关电路通与断；结冰感应模块(23)连接微处理器(22)，并将感应数据发送给微处理器；B:受电端制热设备：受电端制热设备分为采用常规变压器的制热设备和采用防冰融冰负载变压器的制热设备两种；B-1、采用常规变压器的受电端制热设备由第五开关电路(19-5)、第六开关电路(19-6)、受电微处理器(72)，受电通信模块(71)，受电导体结冰感应模块(73)，钢芯负载变压器(62)构成；送电端的内导体和外导体短路连接，并连接到输电电源输出；受电端外导体连接到铝绞线负载变压器(61)，铝绞线负载变压器的二次绕组与用电负载连接；受电端内导体与第五开关电路(19-5)、第六开关电路(19-6)连接；第五开关电路(19-5)一端连接内导体，另一端连接铝绞线负载变压器(61)，第六开关电路(19-6)一端连接内导体，另一端连接钢芯负载变压器(62)；任何时候第五开关电路(19-5)、第六开关电路(19-6)只有一个导通：正常输电时，第五开关电路(19-5)导通，第六开关电路(19-6)断开，同时进行输电与防冰融冰作业时，第六开关电路(19-6)导通，第五开关电路(19-5)断开；B-2、采用防冰融冰负载变压器的受电端制热设备由第五开关电路(19-5)、第六开关电路(19-6)、受电微处理器(72)，受电通信模块(71)，受电导体结冰感应模块(73)，防冰融冰输电负载变压器构成(63)构成；送电端的内导体(3)和外导体(1)短路连接，并连接到输电电源输出；受电端外导体(1)连接到防冰融冰负载变压器(63)的铝绞线绕组，防冰融冰负载(63)变压器的二次绕组与用电负载连接；受电端内导体(3)与第五开关电路(19-5)、第六开关电路(19-6)连接；第五开关电路(19-5)一端连接内导体(3)，另一端连接防冰融冰负载变压器(63)的铝绞线绕组，第六开关电路(19-6)一端连接内导体(3)，另一端连接防冰融冰负载变压器(63)的钢芯绕组；任何时候第五开关电路(19-5)、第六开关电路(19-6)只有一个导通：正常输电时，第五开关电路(19-5)导通，第六开关电路(19-6)断开，同时进行输电与防冰融冰作业时，第六开关电路(19-6)导通，第五开关电路(19-5)断开；控制中心通过受电通信模块(71)控制制热设备的运行：受电通信模块(71)与受电微处理器(72)连接，用于向受电微处理器传送控制中心的控制命令，并将受电微处理器的数据传送给控制中心；受电微处理器连接受电通信模块(71)、受电结冰感应模块(73)、第五开关电路(19-5)、第六开关电路(19-6)，接收受电通信模块(71)控制信号，向受电通信模块传输数据，并接收受电结冰感应模块(73)数据，根据受电结冰感应模块数据与受电通信模块发送的控制中心命令，控制开关电路通与断；受电结冰感应模块(73)连接受电微处理器(72)，并将感应数据发送给受电微处理器。2.如权利要求1所述的嵌入绝缘导热材料的自制热导体和制热设备，其特征在于：所述防冰融冰输电装置(18)包括采用交流输电-交流电源制热和采用直流输电-交流电源制热两种不同的防冰融冰输电装置，使用时采用其中的任意一种；交流输电-交流电源制热的防冰融冰输电装置：交流输电-交流电源制热的防冰融冰输电装置有普通型交流输电-交流电源制热装置和自耦制热装置两种；普通型交流输电-交流电源制热装置为三绕组变压器；包括一个一次绕组AB，两个二次绕组CD和DE；两个二次绕组在连接处D短路，并构成串联方式；二次绕组DE为输电绕组，二次绕组CD为融冰绕组；普通型交流输电-交流电源制热装置二次绕组有两种连接方式：共享融冰绕组连接方式和独立融冰绕组连接方式；自耦制热装置分为高压变低压自耦型交流输电-交流电源制热装置和低压变高压自耦型交流输电-交流电源制热装置；高压变低压自耦型交流输电-交流电源制热装置在常规自耦变压器基础上增加了一个低压抽头，输入抽头用A表示，低压抽头一用C表示，低压抽头二用D表示，高压变低压自耦公共端用E表示；CD之间的绕组为融冰绕组，DE之间绕组为输电绕组；低压变高压自耦型交流输电-交流电源制热装置在常规自耦变压器基础上增加了一个抽头，输入抽头用F表示，高压抽头一用J表示，高压抽头二用I表示，输入抽头和输出抽头有自耦公共端，输入抽头用G表示，输出抽头用H表示，IJ之间的绕组称为融冰绕组，IH之间绕组称为输电绕组；高压变低压自耦型交流输电-交流电源制热装置二次绕组有两种连接方式：共享融冰绕组连接方式和独立融冰绕组连接方式；低压变高压自耦型交流输电-交流电源制热装置二次绕组有两种连接方式：共享融冰绕组连接方式和独立融冰绕组连接方式；采用直流输电-交流电源制热的防冰融冰输电装置：直流输电-交流电源制热的防冰融冰输电装置由电容(39)和电感(40)组成；电感(40)一端与直流输电整流器短路连接，另一端与电容短路连接；电感与整流器短路连接的一端是融冰功率输出，连接到第二开关电路(19-2)上；电感与电容短路连接的一端，与外导体(1)短路连接，并短路连接到第一开关电路(19-1)上。3.一种如权利要求1所述的嵌入绝缘导热材料的自制热导体和制热设备，其特征在于：所述防冰融冰负载变压器(63)为三绕组变压，分别为铝绞线负载绕组(65)、钢芯负载绕组(64)、受电输出绕组(66)；铝绞线负载绕组(65)、钢芯负载绕组(64)为一次侧绕组，铝绞线负载绕组(65)与自制热导线受电端外导体连接，并通过开关电路与自制热导线受电端内导体连接，钢芯负载绕组(64)通过开关电路与自制热导线受电端内导体连接；受电输出绕组(66)与受电端负载连接。4.如权利要求2所述的嵌入绝缘导热材料的自制热导体和制热设备，其特征在于：所述普通型交流输电-交流电源制热装置二次绕组有两种连接方式中，共享融冰绕组连接方式是：一次侧绕组AB(25)与输电电源连接，二次绕组中输电绕组DE(26)和融冰绕组CD(27)串联，串联点D为融冰功率输出端，通过第二开关电路(19-2)连接到内导体(3)；融冰绕组CD(27)C端为输电功率输出端，短路连接到外导体(1)，并短路连接到第一开关电路(19-1)，D端与输电绕组DE(26)短路连接；输电绕组DE(26)D端短路连接到融冰绕组CD(27)，E端连接到地；融冰绕组CD(27)实现融冰功能，融冰绕组CD(27)和输电绕组DE(26)共同实现输电功能；独立融冰绕组连接方式是：一次侧绕组AB(25)与输电电源连接,二次绕组中输电绕组DE(26)和融冰绕组CD(27)串联，串联点D为输电功率输出端，短路连接到外导体，并短路连接到第一开关电路(19-1)；输电绕组DE(26)E端连接到地，融冰绕组CD(27)C端为融冰功率输出端，短路连接第二开关电路(19-2)，D端与输电...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫思特，谢和平，刘天琪，李碧雄，
申请(专利权)人：四川大学，深圳大学，
类型：发明
国别省市：四川,51