一种电力输电线防覆冰装置

1.本发明涉及电力输电线防护装置技术领域，尤其涉及处于高海拔，低温严寒地区的高压电力输电线的防覆冰装置技术领域，具体涉及一种电力输电线防覆冰装置。


背景技术：

2.电力输电线路在冬季覆冰是电力系统的重大自然灾害之一。因覆冰引起的供电中断，甚至电网解列等事故后果通常极为严重，修复工作难度大、周期长，因此迫切需要一种高效便捷的除冰方法。
3.现有的部分电网公司采用电加热的方式，利用导线产生热量将积雪或浮冰融化，这种除冰除雪方式会造成巨大的电力损耗，而且在极度严寒的天气情况下，电加热的效果较差，导线产生的热量会迅速损失掉。另外一些地区通过人工作业除雪除冰，这种工作需要在高空完成，导线上又非常湿滑，因此这种工作的环境非常恶劣，危险系数高。还有就是借助于破冰装置进行机械除冰，主要是通过人工或者无人机将破冰装置安装在电力输电线上，通过无线遥控的方式对电力输电线上的覆冰进行清除，但这种方式实际应用并不多，因为覆冰较薄时，单独清除的必要性不高，但覆冰较厚时，清除的效果又非常有限，同时清除的效率非常低，针对覆冰较厚的区域破冰效果不好，故而使得机械除冰方式的应用并不广泛。
4.综上现有技术而言，由于电力输电线位于高空，除冰作业始终存在不便，且一旦覆冰高效清除的难度较大，然而，电力输电线在严寒地区的除冰工作又是重点电力防护工作之一，因此，需要一种更加行之有效的解决方案。


技术实现要素：

5.为了解决现有电力输电线在严寒地区覆冰导致输电线、铁塔承压大，容易导致供电中断，甚至电网解列的问题，本技术提供一种电力输电线防覆冰装置，用于在电力输电线覆冰前进行处理，避免覆冰后由于覆冰厚度大，硬度高难以清除的问题。本发明通过研究现有电力输电线的覆冰过程，发现电力输电线在覆冰初期存在两种状态，第一种状态是由于阴雨天气导致附挂在输电线上的雨滴经过一段时间的冷冻之后逐步结冰，周而复始而层层叠加变厚，从而出现了明显覆冰难以清除的情况。第二种状态是雪花堆积，由于雪花靠近输电线部分的温度更低，使得从输电线表面慢慢的会形成冰块而粘附在输电线上，从而产生覆冰；一旦形成覆冰后，输电线的表面积将不断的增大，能够支撑更多的雪堆积，从而使得覆冰越发严重。
6.经过对输电线的覆冰状态研究不难发现，要解决覆冰问题最简单的是在覆冰即将发生的初期进行介入处理，由于雨雪对于输电线的粘附能力远远低于凝固的冰块，从而及时去除残留在输电线上的雨雪物是有效防止覆冰的较好手段。
7.为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案为：
8.一种电力输电线防覆冰装置，包括振动装置，以及均匀分布在所述振动装置周围
并与振动装置连接用于夹持输电线的夹持棒，所述振动装置包括用于产生振动的执行机构，以及向所述执行机构供电并发送驱动信号的控制单元；
9.所述控制单元包括安装在输电线上用于产生感应电流的ct取电电路，所述ct取电电路还连接有宽电压工作的dc-dc转换电路，以及用于滤波、稳压和蓄电的储能模块，所述储能模块分别电连接有所述执行机构和控制模块，所述控制模块分别连接有用于采集输电线温度的传感模块和用于接收无线信号的通信模块。
10.优选地，所述振动装置包括壳体结构，所述执行机构可拆卸固定安装在所述壳体结构上，所述执行机构包括电机，与电机输出轴驱动连接的变速器，与变速器驱动连接通过旋转产生振动的振动盘。上述振动盘为单一振动结构，优选采用单一构件的偏心转动产生强力振动，降低工作状态的使用故障率。
11.进一步地，为了尽可能的提升瞬时振动频率和振幅，结合说明书附图-图所示，体结构固定连接的振动盘壳体，转动设置在振动盘壳体内的飞盘，所述飞盘沿径向均匀设置有多个用于滑动放置配重块的滑道，任一滑道内靠近飞盘中心一端均固定安装有电磁铁，当电磁铁处于通电状态时，所述电磁铁与配重块相互吸合。本技术中所述飞盘的设计为主要技术改进点之一，其采用的技术方案有别于现有的偏心轮转动产生的振动，主要是通过结构状态设置有临界值，当转动速度产生的离心力达到预设的离心力时，此时飞盘出现偏心转动，瞬间产生强烈的振动；当转动速度未达到系统预设的转速时，配重块的离心力不足以克服电磁铁的吸力时，则始终位于靠近电磁铁一端，在这种状态下，整个飞盘的重心是均衡的，飞盘只需要较小的扭矩即可驱动其旋转，在惯性和持续的驱动力作用下，飞盘的转速将会越来越快，直到配重块的离心力越来越大克服电磁铁的吸力而顺着滑道滑动到飞盘靠近边缘的位置。由于每个电磁铁的输出功率不同，吸力也不同，因此，当位于靠近同一侧的配重块脱离电磁铁后，整个飞盘处于偏心状态，由于重心不一会导致明显振动，转速越快振动的频率和幅度越大，从而带动整个防覆冰装置带动输电线振动，使得附着在输电线上的雨雪在振动作用下及时掉落，解决覆冰产生的问题。由于本发明能够实现持续性和间歇性工作，能够满足不同温度环境下的防覆冰处理，安全，可靠，高效，实用。不需要工作人员介入，避免了高空作业风险和触电风险的问题。
12.为了更好的适应现有的多分裂输电线，通过有效提高振动的刚性传播，优选地，所述夹持棒包括与所述振动装置连接的螺杆，与螺杆螺纹连接的第一连接杆，所述螺杆上设置有用于保持第一连接杆与螺杆相对位置的防松螺母，以及设置在第一连接杆另一端用于夹持输电线的夹持机构。为了简化结果，本发明将所述ct取电电路安装在所述夹持机构的任一一端，从而可以进一步简化结构，提高装置的整体性，实现结构上和功能上替代现有的高压分裂线的间隔棒，并全面满足本发明所需持续供电的需求。当然，上述设计只是本发明的一种优选设计方式，亦可采用其他单独安装的方式，在此不做一一列举。
13.再进一步地，所述夹持机构包括与所述第一连接杆固定连接的第一夹持部，与第一夹持部铰接并围成用于包裹和/或夹持输电线的环状结构的第二夹持部，所述第二夹持部自由端固定连接有与所述第一连接杆相适应的第二连接杆，所述第一连接杆和第二连接杆之间通过第一锁紧器固定。所述第一锁紧器的作用在于将夹持棒固定在输电线上保证整个装在与输电线之间连接的牢固性。
14.进一步地，为了减少振动的损耗，本发明中所述第一夹持部和/或第二夹持部上设
置有第二锁紧器，所述第二锁紧器贯穿所述第一夹持部和/或第二夹持部还连接有用于挤压输电线的弧形压板。在完成输电线夹持锁紧后，通过第二锁紧器可以有效的增加输电线与夹持机构之间的刚性连接，消除接触间隙，避免振动传递中因接触不良或者存在间隙而导致振动损耗，从而降低防覆冰产生的预防效果。
15.为了方便安装，同时保证装置在高空雨雪天气所述壳体结构包括依次设置的第一壳体，第一支架，第二支架，第三支架和第二壳体；所述第一支架和第三支架对称分布在所述第二支架两侧并通过多个均匀分布在边缘周围的第二紧固件固定连接；所述第一壳体和第二壳体分别分布在所述第一支架和第三支架两侧并相互扣接，所述第一壳体内表面固定连接有多个用于贯穿整个振动装置的第一紧固件并与设置在第二壳体外表面的螺帽螺纹连接。
16.进一步地，为了兼容不同分裂线之间的间隙，能够实现适应性的安装，优选地，所述夹持棒还包括固定连接在螺杆上与所述第二紧固件铰接的套管。
17.为了提高本发明的滤波，放电能力，保证在严寒环境下能够正常的驱动电机工作，所述储能模块包括设置在振动装置内用于蓄电的电池和用于滤波和放电的超级电容。
18.有益效果：
19.1、本发明通过设置可调整离心状态的飞盘能够有效的调整振动的强度、振幅和频率，通过飞盘的旋转产生振动从而使得附着在输电线上的雨雪及时的掉落，避免在输电线上沉积导致覆冰的产生。
20.2、本发明整个工作过程中，无需人员介入，可通过自主的温度传感开展闭环工作，由于采用ct取电，无需担心供能中断的问题，同时相较于现有的加热除冰而言，其能耗大大降低。
21.3、本发明能够替代现有的阻尼间隔棒，无需额外增加输电线的负重的前提下，在达到防覆冰的同时解决输电线互相鞭击等技术问题。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本发明的结构轴测图。
24.图2是图1中a区结构放大图。
25.图3是图1反向视觉结构轴测图。
26.图4是图1的结构爆炸图。
27.图5是振动盘的截面图(处于静止或者低速状态)。
28.图6是图5处于高速转动状态。
29.图7是本发明使用状态示意图。
30.图8是本发明供电示意框图。
31.图中：100-夹持棒；1-套管；2-螺杆；3-防松螺母；4-第一连接杆；5-第一夹持部；6-第二夹持部；7-第二连接杆；8-第一锁紧器；9-第二锁紧器；10-弧形压板；
32.200-振动装置；21-第一壳体；22-第一紧固件；23-第一支架；24-第二支架；25-第二紧固件；26-第三支架；27-第二壳体；28-螺帽；29-电机；30-变速器；31-振动盘壳体；32-电池；33-飞盘；34-滑道；35-电磁铁；36-配重块。
具体实施方式
33.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
36.在本技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，本技术的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.此外，本技术的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
38.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
39.实施例1：
40.本实施例提供如图1、图3和图7-图8所示的一种电力输电线防覆冰装置，包括振动装置200，以及均匀分布在所述振动装置2周围并与振动装置200连接用于夹持输电线的夹持棒100，所述振动装置2包括用于产生振动的执行机构，以及向所述执行机构供电并发送驱动信号的控制单元；所述控制单元包括安装在输电线上用于产生感应电流的ct取电电路，所述ct取电电路还连接有宽电压工作的dc-dc转换电路，以及用于滤波、稳压和蓄电的储能模块，所述储能模块分别电连接有所述执行机构和控制模块，所述控制模块分别连接有用于采集输电线温度的传感模块和用于接收无线信号的通信模块。
41.工作原理：
42.夹持棒100一对一的夹持在多分裂的输电线上，将振动装置200固定在输电线上，
此时起到的是一个普通间隔棒的作用，避免多分裂线之间的鞭击。ct取电电路设置在输电线上进行感应取电，然后根据振动装置200所需的供电电压进行供电，ct取电电路通过将感应的电流经过常规整流，滤波处理后通过dc-dc转换电路进行电压调整，以获得与振动装置200匹配的供电电压，将转换后的电流通过储能模块进行存储，以使得能够在输电线输电不稳定时并不会影响到本发明的正常工作。所述传感模块包括用于采集环境温度的温度传感器，当实际采集的温度低于或者等于控制模块预设的温度时，如1℃时，则控制模块向执行机构发送启动指令，执行机构开始工作，产生振动使得输电线上附着的雨水或者堆积的雨雪掉落，达到防止覆冰的技术效果，详见图7所示。用现有的可控制无线通信模块，以便于在自动闭环工作模式外能够进行人为的控制，以提高本实施例的实用性。值得说明的是，无线的通信模块和控制技术是当前成熟的技术，采用常规4g、射频通信控制均可，此部分不是本实施例的改进内容，在此不做赘述。
43.实施例2：
44.本实施例在实施例1的基础上，进一步结合说明书附图1-图7所示，所述振动装置2包括壳体结构，所述执行机构可拆卸固定安装在所述壳体结构上，所述执行机构包括电机29，与电机29输出轴驱动连接的变速器30，与变速器30驱动连接通过旋转产生振动的振动盘。上述振动盘为单一振动结构，优选采用单一构件的偏心转动产生强力振动，降低工作状态的使用故障率。
45.本实施例中，为了尽可能的提升瞬时振动频率和振幅，结合说明书附图4所示，壳体结构固定连接的振动盘壳体31，转动设置在振动盘壳体31内的飞盘33，所述飞盘33沿径向均匀设置有多个用于滑动放置配重块36的滑道34，任一滑道34内靠近飞盘33中心一端均固定安装有电磁铁35，当电磁铁35处于通电状态时，所述电磁铁35与配重块36相互吸合。本技术中所述飞盘33的设计为主要技术改进点之一，其采用的技术方案有别于现有的偏心轮转动产生的振动，主要是通过结构状态设置有临界值，当转动速度产生的离心力达到预设的离心力时，此时飞盘33出现偏心转动，瞬间产生强烈的振动；当转动速度未达到系统预设的转速时，配重块36的离心力不足以克服电磁铁35的吸力时，则始终位于靠近电磁铁35一端，在这种状态下，整个飞盘33的重心是均衡的，飞盘33只需要较小的扭矩即可驱动其旋转，在惯性和持续的驱动力作用下，飞盘33的转速将会越来越快，直到配重块36的离心力越来越大克服电磁铁35的吸力而顺着滑道34滑动到飞盘33靠近边缘的位置。由于每个电磁铁35的输出功率不同，吸力也不同，因此，当位于靠近同一侧的配重块36脱离电磁铁35后，整个飞盘33处于偏心状态，由于重心不一会导致明显振动，转速越快振动的频率和幅度越大，从而带动整个防覆冰装置带动输电线振动，使得附着在输电线上的雨雪在振动作用下及时掉落，解决覆冰产生的问题。由于本发明能够实现持续性和间歇性工作，能够满足不同温度环境下的防覆冰处理，安全，可靠，高效，实用。不需要工作人员介入，避免了高空作业风险和触电风险的问题。如图5-图6所示，本实施例示出了一种不可调的飞盘33的结构，即飞盘33处于静止或者低速状态时，其自身重心是均匀的，当高速旋转后，配重块36脱离电磁铁35实现如图6所示状态。该飞盘33合计只有3个配重块36，其他部位只是与飞盘33保持相同配重，使得在低速或者静止状态时，整个飞盘33的重心是均衡的。当飞盘33高速旋转时，则只有3个配重块36产生离心作用，这样做的好处在于不必对不同的电磁铁35进行不同的管理，免除了为了对每个电磁铁35的工作电流进行单独管理带来的电路和结构设计，能够实现对
电磁铁35管理的简化。当然，作为可选方案，亦可对每个电磁铁35赋予单独的电信号进行控制，从而使得同一飞盘33具有不同的重心偏移状态，以产生不同的振动状态。
46.为了更好的适应现有的多分裂输电线，有效提高振动的刚性传播，结合说明书附图1-图2所示，包括与所述振动装置200连接的螺杆2，与螺杆2螺纹连接的第一连接杆4，所述螺杆2上设置有用于保持第一连接杆4与螺杆2相对位置的防松螺母3，以及设置在第一连接杆4另一端用于夹持输电线的夹持机构。
47.再进一步地，所述夹持机构包括与所述第一连接杆4固定连接的第一夹持部5，与第一夹持部5铰接并围成用于包裹和/或夹持输电线的环状结构的第二夹持部6，所述第二夹持部6自由端固定连接有与所述第一连接杆4相适应的第二连接杆7，所述第一连接杆4和第二连接杆7之间通过第一锁紧器8固定。所述第一锁紧器8的作用在于将夹持棒100固定在输电线上保证整个装在与输电线之间连接的牢固性。
48.进一步地，为了减少振动的损耗，优选地，所述第一夹持部5和/或第二夹持部6上设置有第二锁紧器9，所述第二锁紧器9贯穿所述第一夹持部5和/或第二夹持部6还连接有用于挤压输电线的弧形压板10。在完成输电线夹持锁紧后，通过第二锁紧器9可以有效的增加输电线与夹持机构之间的刚性连接，消除接触间隙，避免振动传递中因接触不良或者存在间隙而导致振动损耗，从而降低防覆冰产生的概率，达到有效预防覆冰产生的技术效果。
49.为了方便安装，同时保证装置在高空雨雪天气所述壳体结构包括依次设置的第一壳体21，第一支架23，第二支架24，第三支架26和第二壳体27；所述第一支架23和第三支架26对称分布在所述第二支架24两侧并通过多个均匀分布在边缘周围的第二紧固件25固定连接；所述第一壳体21和第二壳体27分别分布在所述第一支架23和第三支架26两侧并相互扣接，所述第一壳体21内表面固定连接有多个用于贯穿整个振动装置200的第一紧固件22并与设置在第二壳体27外表面的螺帽28螺纹连接。本实施例中，多个壳体、支架之间优选设置密封材料进行密封，避免长期高空雨雪侵蚀影响内部结构工作的稳定性。
50.进一步地，为了兼容不同分裂线之间的间隙，能够实现适应性的安装，优选地，所述夹持棒100还包括固定连接在螺杆2上与所述第二紧固件25铰接的套管1。
51.为了提高本发明的滤波，放电能力，保证在严寒环境下能够正常的驱动电机29工作，所述储能模块包括设置在振动装置200内用于蓄电的电池32和用于滤波和放电的超级电容。
52.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。