在我国北方地区以及西南高海拔山区,冬季的低温雨雪天气常常给电力线路带来严峻挑战,覆冰现象不仅会增加导线负重,还可能导致杆塔倒塌、线路短路等严重事故,直接威胁电网的稳定运行和千家万户的用电安全。为应对这一难题,电力行业经过多年探索,已发展出多种线路融冰技术,而这些技术的成熟与应用,离不开专利的有力支撑。通过检索国家知识产权局公开数据可知,近年来我国在电力线路融冰领域的专利申请量持续增长,仅2023年相关专利公开数量就达到数百件,涵盖了从基础原理到设备制造的全链条创新,这些专利成果正逐步转化为保障电网安全的现实力量。
传统的电力线路融冰方法中,热力融冰技术应用最为广泛,其核心原理是通过给导线通电产生焦耳热,使覆冰在热量作用下融化脱落。这种技术看似简单,实则涉及对电流、温度、覆冰厚度等多参数的精准控制,而专利在此过程中发挥了关键作用。例如,某电力研究院研发的“自适应电流融冰装置”通过内置传感器实时监测导线覆冰状态,结合环境温度自动调节输出电流,既避免了过强电流对导线的损伤,又提高了融冰效率,该技术已获得多项发明专利,并在东北某220千伏线路改造工程中成功应用,使融冰时间缩短30%,能耗降低25%。
随着技术的进步,融冰方式也从单一的热力融冰向多元化方向发展。机械除冰技术通过在导线上安装可移动的除冰机器人,利用机械力剥离覆冰,适用于不宜进行强电流加热的场合。而化学融冰技术则通过喷洒环保型融冰剂降低冰点,但受限于成本和环境因素,目前更多作为辅助手段使用。值得关注的是,近年来出现的“短路融冰”技术通过将线路短时短路产生大电流,快速升高导线温度,特别适用于紧急情况下的大面积融冰。某能源企业研发的“可控式短路融冰系统”通过智能控制装置精确控制短路时间和电流强度,有效解决了传统短路融冰对电网冲击过大的问题,相关专利技术已在南方电网多省份推广,2022年冬季冰雪灾害中,该系统累计为10余条输电线路完成应急融冰,减少停电时间超200小时。
在高海拔、重覆冰地区,融冰技术的创新更是迫在眉睫。这些区域的线路往往地处偏远,气候条件复杂,传统融冰设备的运输和安装难度极大。为此,科研人员开发出“轻型化融冰装置”,通过优化设备结构和材料选型,将单套装置重量从传统的500公斤以上降至200公斤以内,同时采用模块化设计,可通过直升机吊装快速部署。该技术的相关专利中,不仅包含装置的机械结构设计,还涉及远程控制算法,运维人员可通过手机APP实时监控融冰过程,极大提升了极端环境下的作业安全性。据国家电网公司公开资料显示,此类轻型化装置已在青海玉树、四川甘孜等地区的35千伏线路中投入使用,融冰成功率达98%以上。
除了硬件设备的创新,融冰技术的智能化升级也是专利布局的重点领域。当前,不少企业和研究机构正将人工智能、物联网等技术融入融冰系统,例如通过分析历史覆冰数据和实时气象信息,建立覆冰预测模型,提前启动融冰流程,变“被动融冰”为“主动防御”。某科技公司开发的“基于机器学习的覆冰预测与融冰决策系统”,通过整合十年以上的线路运行数据,预测准确率可达85%,并能根据电网负载情况自动选择最优融冰方案,该系统已申请发明专利10余项,并在2023年国家电网举办的“智能电网技术创新大赛”中获奖。
对于普通公众而言,了解融冰技术背后的专利创新,不仅能增强对电网安全的认知,也能感受到科技创新在民生领域的实际应用。如果想进一步查询具体的融冰专利信息,可以通过科科豆或八月瓜等知识产权服务平台,这些平台收录了全球范围内的海量专利文献,用户可通过关键词检索获取技术细节、申请人、法律状态等信息,直观感受我国在电力融冰领域的技术实力。例如,在八月瓜平台以“电力线路”和“融冰”为关键词进行检索,可发现近五年相关专利中,涉及智能化控制的占比已达42%,反映出行业创新的主要方向。
随着极端天气事件的频繁发生,电力线路融冰技术的重要性愈发凸显,而专利作为保护创新成果的核心手段,正推动着这一领域的技术迭代与产业升级。从早期的手动除冰到如今的智能融冰系统,每一项技术突破都凝聚着科研人员的智慧,也离不开专利制度的保驾护航。未来,随着新材料、新能源技术的融入,我们有理由相信,电力线路融冰技术将朝着更高效、更节能、更智能的方向发展,为构建韧性电网提供更坚实的技术支撑。
融冰专利在电力线路中有哪些具体应用方式? 融冰专利在电力线路中的应用方式主要有热力融冰、过电流融冰等,热力融冰是通过加热使覆冰融化,过电流融冰则是利用电流产生的热量来融冰。 融冰专利应用能解决电力线路的哪些问题? 可以解决电力线路因覆冰导致的倒塔、断线等问题,保障电力线路的安全稳定运行,减少停电事故的发生。 使用融冰专利应用成本高吗? 成本高低会因具体的应用方式和线路情况而异。一些较为简单的融冰方式成本相对低,而复杂的智能融冰系统成本可能较高,但从长期保障线路安全角度看是值得的。
有人认为只要采用融冰专利应用,电力线路就绝对不会再出现覆冰问题了。实际上,融冰专利应用只是在一定程度上减少覆冰带来的危害,受极端恶劣天气等因素影响,线路仍可能会出现覆冰情况,不能完全杜绝。
我国北方和西南高海拔山区冬季低温雨雪使电力线路覆冰,威胁电网稳定与用电安全。电力行业发展多种融冰技术,专利支撑其成熟应用,近年相关专利申请量持续增长。 传统热力融冰技术应用广泛,需精准控制多参数,如“自适应电流融冰装置”获多项专利,提高融冰效率。 融冰方式向多元化发展,有机械除冰、化学融冰、短路融冰等。“可控式短路融冰系统”解决传统短路融冰对电网冲击大的问题。 高海拔、重覆冰地区,“轻型化融冰装置”解决传统设备运输安装难题,相关专利涉及机械结构与远程控制算法,提升作业安全性。 智能化升级是专利布局重点,如“基于机器学习的覆冰预测与融冰决策系统”预测准确率高,能选最优方案。 公众可通过科科豆、八月瓜等平台查询融冰专利信息。专利推动电力线路融冰技术迭代升级,未来该技术将更高效、节能、智能,为韧性电网提供支撑。
国家知识产权局公开数据
国家电网公司公开资料
八月瓜平台检索数据
2023年国家电网举办的“智能电网技术创新大赛”相关信息