大氣覆冰與防御

目錄
前言
第1章緒論1
1.1概述1
1.2歷史與發(fā)展3
1.2.1我國(guó)電網(wǎng)覆冰研究歷程3
1.2.2國(guó)際電網(wǎng)覆冰研究歷程12
1.2.3國(guó)內(nèi)外飛機(jī)覆冰研究歷程17
1.2.4典型覆冰風(fēng)洞19
1.3大氣覆冰26
1.3.1大氣覆冰范疇26
1.3.2大氣覆冰科學(xué)問(wèn)題與關(guān)鍵技術(shù)27
1.4本章小結(jié)29
參考文獻(xiàn)29
第2章典型結(jié)構(gòu)物大氣覆冰33
2.1大氣覆冰形成與特點(diǎn)33
2.1.1大氣覆冰形成33
2.1.2我國(guó)大氣覆冰特點(diǎn)34
2.1.3大氣覆冰的分類(lèi)36
2.2大氣覆冰物理性質(zhì)40
2.2.1冰密度41
2.2.2冰電氣特性42
2.2.3冰熱學(xué)特性45
2.2.4冰鐵電性47
2.2.5冰光學(xué)特性51
2.2.6冰力學(xué)特性51
2.3典型結(jié)構(gòu)物覆冰特征55
2.3.1導(dǎo)線與絕緣子覆冰55
2.3.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)覆冰56
2.3.3公路交通覆冰57
2.3.4軌道交通覆冰58
2.3.5塔架覆冰59
2.4輸電線路覆冰影響因素60
2.4.1氣象因素60
2.4.2海拔高程62
2.4.3微地形小氣候65
2.4.4輸電線路結(jié)構(gòu)69
2.5本章小結(jié)71
參考文獻(xiàn)71
第3章大氣覆冰災(zāi)害與致災(zāi)機(jī)制73
3.1大氣覆冰災(zāi)害分類(lèi)與基本特點(diǎn)73
3.1.1大氣覆冰災(zāi)害分類(lèi)73
3.1.2大氣覆冰災(zāi)害基本特點(diǎn)75
3.2電網(wǎng)覆冰災(zāi)害與致災(zāi)機(jī)制77
3.2.1電網(wǎng)覆冰致災(zāi)分類(lèi)78
3.2.2線路覆冰過(guò)荷載78
3.2.3不均勻覆冰或不同期脫冰87
3.2.4輸電線路導(dǎo)線覆冰舞動(dòng)94
3.2.5絕緣子覆冰閃絡(luò)109
3.3風(fēng)機(jī)覆冰災(zāi)害與致災(zāi)機(jī)制114
3.3.1風(fēng)機(jī)覆冰致災(zāi)機(jī)制116
3.3.2風(fēng)速風(fēng)向儀覆冰117
3.3.3風(fēng)機(jī)葉片覆冰118
3.3.4風(fēng)機(jī)覆冰運(yùn)行特性120
3.4飛機(jī)覆冰災(zāi)害與致災(zāi)機(jī)制133
3.4.1飛機(jī)覆冰致災(zāi)機(jī)制134
3.4.2飛機(jī)地面覆冰134
3.4.3飛機(jī)飛行覆冰136
3.5道路交通覆冰災(zāi)害與致災(zāi)機(jī)制144
3.5.1道路交通覆冰致災(zāi)機(jī)制145
3.5.2公路交通覆冰146
3.5.3軌道交通覆冰150
3.6本章小結(jié)154參考文獻(xiàn)155
第4章結(jié)構(gòu)物大氣覆冰仿真160
4.1結(jié)構(gòu)物大氣覆冰仿真基礎(chǔ)160
4.1.1氣流場(chǎng)仿真模型162
4.1.2水滴軌跡及碰撞系數(shù)計(jì)算168
4.1.3水滴凍結(jié)相變覆冰及凍結(jié)系數(shù)170
4.1.4結(jié)構(gòu)物覆冰密度172
4.2電網(wǎng)覆冰仿真172
4.2.1導(dǎo)線覆冰仿真分析172
4.2.2絕緣子覆冰仿真分析179
4.3翼形葉輪覆冰仿真187
4.3.1碰撞系數(shù)187
4.3.2凍結(jié)系數(shù)191
4.4本章小結(jié)197
參考文獻(xiàn)197
第5章大氣覆冰測(cè)量觀測(cè)與試驗(yàn)199
5.1大氣覆冰直接測(cè)量199
5.1.1人工測(cè)量199
5.1.2儀器測(cè)量201
5.1.3圖像探測(cè)204
5.2覆冰參數(shù)測(cè)量與覆冰預(yù)測(cè)206
5.2.1大氣覆冰測(cè)量的挑戰(zhàn)206
5.2.2水滴碰撞系數(shù)211
5.2.3覆冰表面熱平衡217
5.2.4圓柱陣列反演覆冰參數(shù)220
5.3大氣覆冰觀測(cè)228
5.3.1人工巡線228
5.3.2直升機(jī)巡線228
5.3.3建立觀冰站/點(diǎn)229
5.3.4野外覆冰觀測(cè)站230
5.3.5自然覆冰觀測(cè)與試驗(yàn)236
5.4人工模擬覆冰244
5.4.1人工氣候室244
5.4.2人工模擬覆冰的方法與標(biāo)準(zhǔn)247
5.4.3絕緣子人工覆冰特征參數(shù)250
5.4.4人工模擬覆冰影響因素251
5.4.5人工模擬覆冰等效性253
5.5本章小結(jié)260
參考文獻(xiàn)260
第6章結(jié)構(gòu)物大氣防冰262
6.1防冰原理262
6.2憎水性表面防冰263
6.2.1憎水性表面防冰原理263
6.2.2憎水性表面防冰發(fā)展264
6.2.3憎水涂料分類(lèi)265
6.2.4憎水表面防冰應(yīng)用271
6.3碘化銀霧化防冰272
6.3.1碘化銀霧化防冰原理272
6.3.2碘化銀霧化防冰發(fā)展272
6.3.3碘化銀霧化防冰實(shí)踐及局限273
6.4正溫度系數(shù)材料防冰273
6.4.1正溫度系數(shù)材料防冰原理274
6.4.2正溫度系數(shù)材料防冰發(fā)展274
6.4.3正溫度系數(shù)材料分類(lèi)275
6.4.4正溫度系數(shù)材料防冰應(yīng)用276
6.5低居里點(diǎn)磁熱器件加熱防冰277
6.5.1低居里點(diǎn)磁熱線防冰原理277
6.5.2低居里點(diǎn)磁熱線防冰實(shí)踐278
6.5.3低居里點(diǎn)磁熱線防冰應(yīng)用279
6.6超親水性表面防冰282
6.6.1超親水性表面防冰原理282
6.6.2超親水性防冰材料發(fā)展282
6.6.3超親水性表面防冰應(yīng)用283
6.6.4超親水性防冰評(píng)價(jià)284
6.7其他防冰方法284
6.7.1冰點(diǎn)抑制液防冰284
6.7.2焦耳熱效應(yīng)防冰284
6.7.3鐵電涂層防冰284
6.7.4鐵磁材料防冰285
6.7.5電加熱器防冰285
6.8本章小結(jié)285
參考文獻(xiàn)286
第7章電網(wǎng)除冰方法與技術(shù)290
7.1除冰基本原理290
7.2機(jī)械除冰291
7.2.1機(jī)械除冰原理291
7.2.2機(jī)械除冰分類(lèi)291
7.2.3機(jī)器人除冰297
7.2.4機(jī)械除冰評(píng)價(jià)304
7.3電磁脈沖除冰304
7.3.1電磁脈沖除冰原理305
7.3.2電磁脈沖除冰發(fā)展308
7.3.3電磁脈沖除冰應(yīng)用310
7.3.4電磁脈沖除冰評(píng)價(jià)314
7.4形狀記憶合金除冰314
7.4.1形狀記憶合金除冰原理314
7.4.2形狀記憶合金除冰發(fā)展321
7.4.3形狀記憶合金除冰應(yīng)用322
7.4.4形狀記憶合金除冰評(píng)價(jià)323
7.5氣動(dòng)脈沖除冰324
7.5.1氣動(dòng)脈沖除冰原理324
7.5.2氣動(dòng)脈沖除冰發(fā)展326
7.5.3氣動(dòng)脈沖除冰評(píng)價(jià)328
7.6超聲波除冰328
7.6.1超聲波除冰原理328
7.6.2超聲波除冰發(fā)展331
7.6.3超聲波除冰應(yīng)用332
7.6.4超聲波除冰評(píng)價(jià)335
7.7微波除冰335
7.7.1微波除冰原理335
7.7.2微波除冰發(fā)展339
7.7.3微波除冰應(yīng)用340
7.7.4微波除冰評(píng)價(jià)342
7.8激光除冰343
7.8.1激光除冰原理343
7.8.2激光除冰發(fā)展348
7.8.3激光除冰應(yīng)用349
7.8.4激光除冰評(píng)價(jià)350
7.9熱力除冰351
7.9.1熱力除冰原理351
7.9.2熱力除冰發(fā)展354
7.9.3熱力除冰應(yīng)用356
7.9.4熱力除冰評(píng)價(jià)362
7.10本章小結(jié)363
參考文獻(xiàn)363
第8章工頻諧振、高頻激勵(lì)和化學(xué)融冰368
8.1工頻諧振融冰368
8.1.1工頻諧振融冰原理368
8.1.2工頻諧振融冰裝置370
8.1.3工頻諧振融冰應(yīng)用373
8.1.4工頻諧振融冰評(píng)價(jià)374
8.2高頻激勵(lì)融冰374
8.2.1高頻激勵(lì)融冰原理374
8.2.2高頻激勵(lì)融冰裝置及接線方式377
8.2.3高頻激勵(lì)融冰前景379
8.3化學(xué)融冰379
8.3.1化學(xué)融冰原理379
8.3.2化學(xué)融冰分類(lèi)與發(fā)展381
8.3.3化學(xué)融冰應(yīng)用382
8.3.4化學(xué)融冰前景383
8.4本章小結(jié)384參考文獻(xiàn)384
第9章電流焦耳熱融冰方法與技術(shù)386
9.1電流焦耳熱融冰原理386
9.1.1電流焦耳熱融冰過(guò)程386
9.1.2覆冰狀態(tài)對(duì)電流焦耳熱融冰的影響388
9.1.3電流焦耳熱融冰條件389
9.1.4臨界融冰電流391
9.1.5臨界融冰電流的影響因素393
9.1.6融冰時(shí)間的計(jì)算394
9.1.7融冰時(shí)間的影響因素397
9.1.8冰凌的影響400
9.2電流焦耳熱融冰分類(lèi)406
9.2.1停電融冰406
9.2.2帶負(fù)荷融冰410
9.3電流焦耳熱融冰實(shí)踐419
9.3.1交流融冰方案與裝置419
9.3.2直流電流融冰裝置與示例422
9.4配電網(wǎng)、接觸網(wǎng)和架空地線電流焦耳熱融冰426
9.4.1配電網(wǎng)融冰426
9.4.2接觸網(wǎng)融冰428
9.4.3架空地線融冰429
9.5電流焦耳熱融冰評(píng)價(jià)430
9.5.1電流融冰評(píng)價(jià)430
9.5.2帶負(fù)荷融冰評(píng)價(jià)432
9.6本章小結(jié)433參考文獻(xiàn)434
第10章電網(wǎng)冰災(zāi)非干預(yù)式主動(dòng)防御435
10.1引言435
10.2擴(kuò)徑導(dǎo)線式冰災(zāi)防御437
10.2.1理論依據(jù)437
10.2.2擴(kuò)徑導(dǎo)線式冰災(zāi)防御方法440
10.2.3擴(kuò)徑導(dǎo)線與分裂導(dǎo)線覆冰特性442
10.2.4擴(kuò)徑導(dǎo)線與分裂導(dǎo)線電磁等效性448
10.2.5國(guó)內(nèi)外擴(kuò)徑研究與應(yīng)用450
10.3扭轉(zhuǎn)抑制式冰災(zāi)防御452
10.3.1導(dǎo)線覆冰扭轉(zhuǎn)過(guò)程452
10.3.2扭轉(zhuǎn)抑制式冰災(zāi)防御方法454
10.3.3扭轉(zhuǎn)抑制式冰災(zāi)防御技術(shù)455
10.4沉積放電式冰災(zāi)防御459
10.4.1理論基礎(chǔ)459
10.4.2沉積放電式冰災(zāi)防御方法463
10.4.3沉積放電式冰災(zāi)防御條件464
10.5阻冰/阻雪環(huán)式冰災(zāi)防御467
10.6非干預(yù)冰災(zāi)防御的評(píng)價(jià)468
10.7本章小結(jié)469
參考文獻(xiàn)470
第11章分裂導(dǎo)線輸電線路電流轉(zhuǎn)移融冰472
11.1分裂導(dǎo)線電流轉(zhuǎn)移融冰原理472
11.1.1電流轉(zhuǎn)移融冰基本原理472
11.1.2分裂導(dǎo)線電流轉(zhuǎn)移實(shí)施步驟473
11.2電流轉(zhuǎn)移融冰策略476
11.2.1電流轉(zhuǎn)移融冰電流476
11.2.2電流轉(zhuǎn)移融冰時(shí)間481
11.2.3導(dǎo)線融冰溫度的控制483
11.3電流轉(zhuǎn)移智能裝置與系統(tǒng)489
11.3.1電流轉(zhuǎn)移智能裝置的功能489
11.3.2智能裝置功能模塊491
11.3.3智能裝置控制器494
11.4智能裝置試驗(yàn)與測(cè)試496
11.4.1溫升與電流轉(zhuǎn)移性能試驗(yàn)497
11.4.2融冰啟動(dòng)和控制方案試驗(yàn)502
11.5智能融冰方法評(píng)價(jià)503
11.6本章小結(jié)504參考文獻(xiàn)504
第12章其他結(jié)構(gòu)物冰災(zāi)防御506
12.1風(fēng)機(jī)覆冰防御506
12.1.1被動(dòng)防御506
12.1.2主動(dòng)防御507
12.2公路交通覆冰防御511
12.2.1公路交通覆冰511
12.2.2公路交通覆冰清除512
12.2.3公路交通覆冰除冰劑514
12.2.4加熱融冰518
12.2.5抑制道路凍結(jié)的鋪裝技術(shù)530
12.3軌道交通覆冰防