發(fā)布時間：2020-03-18 22:46

【摘要】：輸電線結(jié)冰和水面去除油污是電力工程和環(huán)保領(lǐng)域長久以來的熱點研究課題。輸電線結(jié)冰是電力系統(tǒng)主要的安全隱患,嚴重時甚至導(dǎo)致輸電線鐵塔的倒塌,造成電力供應(yīng)中斷和經(jīng)濟上的嚴重損失。水面油污所造成的環(huán)境污染問題,對土壤、水域、空氣和人類構(gòu)成了非常嚴重的危害。本文基于激光誘導(dǎo)化學反應(yīng)原理,分別設(shè)計了基于激光誘導(dǎo)氣泡爆破反應(yīng)的輸電線路除冰技術(shù)和基于紫外激光誘導(dǎo)催化降解反應(yīng)的水面除油方法,主要內(nèi)容包括:(1)設(shè)計了基于激光誘導(dǎo)氣泡爆破反應(yīng)的輸電線路除冰工藝方法,對激光功率、掃描速度、發(fā)泡層厚度與除冰效果的控制規(guī)律進行了實驗研究,結(jié)果表明,在掃描速度范圍10~20mm/s、激光功率范圍1000~2000W時,除冰厚度范圍在3~7mm,對輸電線表面損傷可忽略不計,這也驗證了激光誘導(dǎo)氣泡爆破反應(yīng)去除輸電線結(jié)冰的可行性,該方法對輸電線網(wǎng)實際除冰場景有著重要的應(yīng)用。(2)設(shè)計了基于紫外激光誘導(dǎo)催化降解反應(yīng)的水面除油工藝方法,對不同的脈沖頻率、激光功率、掃描速度影響下的除油效果進行了實驗研究,實驗結(jié)果表明:當脈沖頻率范圍在60KHz-100KHz之間時,激光功率范圍在6.71W-12.93W之間時,掃描速度在200-1200mm/s范圍內(nèi),通過紫外激光誘導(dǎo)催化降解反應(yīng)可以有效去除水面油污,效率最高可達80%以上。當掃描速度等其它因素相同時,激光單脈沖能量越大,促發(fā)紫外激光誘導(dǎo)催化降解反應(yīng)去除水面油污的效果越好;激光掃描速度在800-1200mm/s范圍內(nèi),掃描速度越小,通過紫外激光誘導(dǎo)催化降解反應(yīng)去除水面油污的速率越快。掃描速度在200-800mm/s范圍內(nèi),雖然掃描速度越小,單脈沖能量越大,但掃描速度太小的話,掃描水面油污區(qū)域所要的時間會更長,從而導(dǎo)致除油的時間反而變長。該方法在生活污水處理、海洋漏油處理等方面有著重要的潛在應(yīng)用價值。
【圖文】：

（c）噴火器除冰 （d）沖鋒槍除冰圖 1-1. ad hoc 方法除冰[13]Fig.1-1. examples of ad hoc deicing method 和 Landers 等人提出采用“adhoc”法除冰，它需要輸電線路，具有多種類型的施展方式。 它的典型例子有：（1）當輸于可以直接接觸到冰，，所以可采取手工除冰的方法。例如擲木棍以打掉覆冰，或拿足夠長的木棒敲打除冰。如圖 1-1線路保持供電時，通過采用和線路電壓同等級的令克棒進材制作的絕緣圈安在輸電線上，順著輸電線用力拉繩子以去示；（4）在地面人員無法夠到輸電線上的覆冰時，也可借助行除冰，如圖 1-1(c)、(d)所示[13]。ichita State University 使用電磁脈沖引發(fā)沖擊力解決導(dǎo)線覆電容器組對線圈放電，然后經(jīng)線圈產(chǎn)生強磁場觸發(fā)線圈附近成一個高幅值可持續(xù)的沖擊力，令冰層從導(dǎo)線上破碎脫落[14，專業(yè)的除冰機器人也被用于輸電線的自動化除冰。首先需

程序指令讓其實現(xiàn)自主除冰[15]。加拿大 Serge Montambault 等人[16]研制除輸電線路覆冰的HQ LineROVer遙控小車，它的第3代原型機重量為2角度為 52°的坡，最大信號傳輸距離為 1 公里，能夠完成架空線上的除冰等帶電作業(yè)，但是 HQ LineROVer 小車有一缺點就是無跨越障礙的功以在兩線塔之間的電力線上完成工作。在 20 世紀 90 年代，中國科學院網(wǎng)公司等單位均已開發(fā)出各種在線除冰機器人，并完成了對應(yīng)試驗，有還可以在輸電線路未結(jié)冰的時候轉(zhuǎn)變?yōu)檠簿€機器人，實現(xiàn)一機兩用[17]-1（3）熱力融化除冰熱力融化除冰法[19]指的是通過冰吸收熱量由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，例如采熱源或者讓導(dǎo)線自身發(fā)熱的方法，防止冰雪在輸電線上堆積，或者是讓的冰雪融化的一個過程。如圖 1-2 所示為室外輸電線路利用焦耳熱效應(yīng)自身發(fā)熱進行融冰的現(xiàn)場情況[20]。
【學位授予單位】：溫州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM752

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 梁青森;陳維建;馬輝;張大林;;微引射熱氣除冰腔引射性能分析[J];南京航空航天大學學報;2013年03期

2 王文慶;李浩峰;;輸電線路上除冰技術(shù)分析[J];甘肅科技縱橫;2012年06期

3 趙宇明;張貴新;羅兵;陳勝;徐曙光;黎小林;;大功率半導(dǎo)體激光除冰技術(shù)[J];南方電網(wǎng)技術(shù);2011年05期

4 君軒;;發(fā)泡劑和發(fā)泡助劑[J];世界橡膠工業(yè);2010年07期

5 韓軍科;楊靖波;楊風利;何洪波;;電網(wǎng)冰災(zāi)典型線路段覆冰倒塔分析[J];電網(wǎng)與清潔能源;2010年03期

6 谷山強;陳家宏;蔡煒;齊麗君;朱曉;;輸電線路激光除冰技術(shù)試驗分析及工程應(yīng)用設(shè)計[J];高電壓技術(shù);2009年09期

7 楊f

本文編號：2589291