1. 研究目的与意义（文献综述）

积聚在物体表面的水分因温度过低而冻结成冰的现象是一种分布相当广泛的自然现象，当这种现象发生在输电线路时便成为输电线路覆冰。输电线路的覆冰灾害是电力系统最重的威胁之一，与其他类型的电网事故相比，冰灾事故给电网造成的损失更为严重。一方面，冰雪的堆积改变了绝缘子的外形结构，特别是冰凌的产生改变了绝缘子沿面的泄露路径，使绝缘子表面的电位分布发生变化，同时，冰雪在泄漏电流产生的焦耳热作用下融化使绝缘子表面污秽湿润，导致绝缘子表面电阻降低，从而降低了绝缘子的闪络电压。另一方面，线路覆冰增大了导线重量，杆塔受到导线的张力不平衡，导致导线舞动、断线、倒塔(杆)、其至导致电网瘫痪等事故。此外，发生冰灾时，恶劣的气候条件使受灾输电线路的抢修非常困难，导致电网停电时间长，从而造成较大的经济损失。近年来，受全球气候变暖影响，极端天气频繁出现，冰灾事故发生概率有所上升，冰灾对电网安全的影响更加显著。

而对于电气化铁路而言，目前电气化铁道已经逐渐覆盖我国铁路运输的绝大部分干线网络，牵引网一旦因冰灾失去供电，可能导致重大事故出现。与电力线路覆冰造成的冰重危害相比，接触线的平直度高，悬挂点多，跨距小，覆冰带来的危害和影响程度也不一样，接触导线的覆冰拉弧使得导线磨损，损伤受电弓，并可能引起牵引网断网，从而使得线路车辆失去动力而停车。电气化铁路有单线、复线等形式，牵引臂距离有长有短，铁路牵引网的不均匀覆冰导线也可能产生舞动现象。所以可以得出铁路牵引网覆冰会严重影响铁路干线的正常运行。因此，研究输电线路防覆冰技术具有重大意义。

日前，根据国内外的研究，电气化铁路防冰除冰技术主要有30多种，可大致划分为以下几类：

2. 研究的基本内容与方案

铁路牵引网覆冰会严重影响铁路干线的正常运行，故研究输电线路防覆冰技术具有重大意义。本课题为电气化铁路接触网融冰技术研究，根据国内外目前研究的现状，大多数的除冰方法因工程实施上的难度或经济效益等原因无法应用于输电电路，在所有能用于架空线路的除冰方法中导线电流融冰是现阶段应用最广泛的融冰方法。热力融冰法，即基于线路导线的欧姆损耗发热融冰原理。而热力融冰法又可分为交流融冰法和直流融冰法。从目前的技术水平和实施情况来看，电流融冰是现阶段应用最广泛的融冰方法。而直流融冰法从系统容量和融冰效率两方面来看，该方法通过三相整流来获得直流电源，通过接入实现某两项的融冰，是最为有效和实用的方法。

对电气化铁路而言，接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。故基于电气化铁路接触网的融冰要求，应考虑直流融冰装置的参数，即dc：u/v。直流融冰技术的关键在于融冰电流的选择，如果融冰电流过小，则导线表面的温度无法到达冰的融化温度，导线表面的冰层无法融化，即冰层能融化的临界融冰电流。临界融冰电流是融冰装置和融冰方案设计的基础。

故本课题要求提出一种新型的铁路牵引网直流融冰技术。该技术拟采用全控整流的方式，运用功率单元级联方式提高输出电压，考虑到融冰装置输入侧的谐波问题与控制性能，采用绝缘栅双极晶体管器件作为整流器件进行多重四象限整流以达到单位功率因数整流和提高网侧电能质量的目的。同时采用igbt斩波控制输出电压和电流，对主电路、控制方法和均压方程都进行研究，同时判断均压稳定条件。

3. 研究计划与安排

第1-2周：查阅资料，理解电力系统融冰装置研究现状及所用技术，分析综述融冰技术研究现状。

第3周：提交开题报告；提交阶段性报告；

第4-5周：研究融冰电流、电压随距离和覆冰厚度的调节方法：研究输入侧多重整流控制的方式；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 敬华兵，年晓红.电气化铁路接触网直流融冰技术及装置研制.电工技术学报，2012，27（9）

[2] 焦重庆，齐磊 等.输电线路外施中频电源融冰技术.电工技术学报，2010，25(7)

[3] 蒋兴良 等。opgw临界融冰电流及其影响因素。电工技术学报，2016，31（9）