一种配电线路覆冰清除系统及其控制方法与流程

本发明涉及配电线路维护领域，尤其涉及一种配电线路覆冰清除系统及其控制方法。

背景技术：

1、配电线路作为重要的基础设施，其稳定运行是我国整体经济发展的关键之一。每当冬季来临时，就会有许多地区的配电线路因降雪而致使线上形成覆冰。这些覆冰给的线缆和杆塔造成了严重的危害，包括电缆断裂和杆塔倒塌等，致使大面积的停电，严重威胁电网的安全稳定运行。在现有技术中，配电线路除冰方式主要包括人工除冰、自然除冰及机械除冰等方式。人工除冰方式是作业人员采用脚耙等工具在杆塔上进行交替上登，登杆完成后利用棒棍敲击的方式对线路覆冰进行清除，该种方式简单易执行，但无法适应大面积的冰雪灾害，其一是人工作业效率较低，如进行大面积的除冰作业，需要大量的人员投入，成本较高；二是由于杆上积雪，工作人员在上登过程中脚扣出现打滑的概率将大幅度提升，具有较大的安全隐患，因此人工除冰方式已逐渐被淘汰。自然除冰法一般是将阻雪环、平衡锤等装置安装于线路之上，当线上冰雪堆积到一定程度时，在电力、风力等自然力的作用下而自行脱落。该方式主要依靠自然力实现除冰，存在一定的偶然性，无法实现可靠性除冰；在自然除冰方式的相关技术中，也曾出现热力融冰的方法。该方法主要是在导线表面进行吸热涂层的喷涂，通过将电力能量转化为热量，致使覆冰融化，具有较高的作业效率，但该方式需耗费大量的电能资源，成本较高，存在一定局限性。机械除冰法则是通过机械装置直接作用于线路冰层，通常采用碾压、铲、打击等方式对覆冰进行清除，机械式除冰法成本低、无污染，但为了避免损伤线路，往往只能去除线路表面一定高度以上的积冰，剩下与配电线路结合紧密的冰层则难以彻底清理。

2、目前已经有一些方案使用到除冰机器人对线缆表面的冰块进行去除，但是由于配电线路的除冰需要在室外进行高空作业，地面人员难以及时了解高处的作业情况。因此，研制一种稳定可靠的智能化除冰系统，打破现有技术壁垒，实现安全、高效的开展配电线路覆冰去除作业，具有重大意义。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种配电线路覆冰清除系统及其控制方法，避免人员高空作业风险，同时地面人员可以及时了解作业情况并对于除冰设备进行有效控制。

2、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

3、一种配电线路覆冰清除系统，包括安装有图像采集模块的除冰装置以及监控终端，所述除冰装置包括机架及设于机架上的行走机构，所述机架上还设有线路夹持机构和敲击除冰机构，所述线路夹持机构上设有除冰刀具，所述线路夹持机构夹持线路时，所述除冰刀具与线路的间距小于所述敲击除冰机构与线路的间距，所述机架的内部设有第一处理器单元和第一数据收发单元，所述第一处理器单元和图像采集模块的输出端连接，所述第一处理器单元还分别和行走机构、线路夹持机构、敲击除冰机构、图像采集模块的控制端连接，所述第一处理器单元还通过第一数据收发单元和监控终端连接。

4、进一步的，所述行走机构包括设于线路上的行走轮、用于驱动行走轮旋转的行走轮驱动件及设于行走轮下方的行走辅助轮，所述第一处理器单元和行走轮驱动件的控制端连接。

5、进一步的，所述线路夹持机构包括相对布置于线路两侧的夹持座及用于驱动两夹持座靠近或远离的夹持驱动组件，所述夹持座上设有夹持轮，所述除冰刀具设于两所述夹持座上并围绕线路的圆周方向布置，所述第一处理器单元和夹持驱动组件的控制端连接。

6、进一步的，所述敲击除冰机构包括敲击块及用于带动敲击块旋转的敲击驱动件，所述敲击块的旋转轴线与线路平行，所述第一处理器单元和敲击驱动件的控制端连接。

7、进一步的，所述机架的内部还设有震动传感器、温度传感器、数据采集单元和报警单元，所述震动传感器、温度传感器分别通过数据采集单元和第一处理器单元连接，所述报警单元和第一处理器单元的输出端连接。

8、进一步的，所述机架的内部还设有数据加密存储单元，所述数据加密存储单元和第一处理器单元的输出端连接。

9、进一步的，所述图像采集模块包括摄像头单元、视频采集单元和角度调整单元，所述摄像头单元通过视频采集单元和第一处理器单元连接，所述第一处理器单元还连接角度调整单元的控制端。

10、进一步的，所述监控终端包括第二处理器单元、第二数据收发单元、显示器单元和语音识别单元，所述第二处理器单元通过第二数据收发单元和第一数据收发单元连接，所述显示器单元和第二处理器单元的输出端连接，所述语音识别单元和第二处理器单元的输入端连接。

11、进一步的，所述第一数据收发单元和第二数据收发单元通过无线网络连接。

12、本发明还提出任一所述的配电线路覆冰清除系统的控制方法，包括以下步骤：

13、s1)第一处理器单元使能线路夹持机构、行走机构、敲击除冰机构，第一处理器单元获取图像采集模块的数据，并通过第一数据收发单元发送给监控终端，第一处理器单元同时监听第一数据收发单元收到的监控终端的指令；

14、s2)监控终端的第二处理器单元通过第二数据收发单元获取来自第一数据收发单元的数据，将所述数据处理后发送给显示器单元，同时第二处理器单元监听来自语音识别单元的数据；

15、s3)若第二处理器单元监听到来自语音识别单元的数据，第二处理器单元将所述数据匹配预设的指令表得到对应的指令，然后将所述指令通过第二数据收发单元发送给第一数据收发单元，第一数据收发单元将收到的指令转发给第一处理器单元，第一处理器单元根据监听到的指令控制行走机构和/或线路夹持机构和/或敲击除冰机构和/或图像采集模块执行对应的动作。

16、与现有技术相比，本发明的优点在于：

17、本发明通过在除冰装置上设置图像采集模块，除冰装置的第一数据收发单元与监控终端连接，使得地面人员能够通过监控终端实时的获取除冰装置的现场工作情况，并与除冰装置进行交互，同时除冰装置的第一处理器单元与行走机构、线路夹持机构、敲击除冰机构的控制端分别连接，地面人员能够及时的通过监控终端发出指令来对除冰装置进行有效控制。

18、此外，本发明的线路夹持机构夹持线路时，除冰刀具与线路的间距小于所述敲击除冰机构与线路的间距，敲击除冰机构对线路上一定高度的覆冰进行敲击去除，未能去除的也可以使其变得松动、易于脱落，且避免造成线路损坏；同时除冰刀具随除冰装置移动过程中可以对与线路距离近、结合紧密的冰层进行清除，并且由于是通过相对线路移动的方式进行清除，也不易造成线路损坏，机械式的除冰装置结构简单、成本低且可靠性好。

技术特征：

1.一种配电线路覆冰清除系统，其特征在于，包括安装有图像采集模块(101)的除冰装置(102)以及监控终端(103)，所述除冰装置(102)包括机架(1)及设于机架(1)上的行走机构(2)，所述机架(1)上还设有线路夹持机构(3)和敲击除冰机构(4)，所述线路夹持机构(3)上设有除冰刀具(31)，所述线路夹持机构(3)夹持线路(5)时，所述除冰刀具(31)与线路(5)的间距小于所述敲击除冰机构(4)与线路(5)的间距，所述机架(1)的内部设有第一处理器单元(11)和第一数据收发单元(12)，所述第一处理器单元(11)和图像采集模块(101)的输出端连接，所述第一处理器单元(11)还分别和行走机构(2)、线路夹持机构(3)、敲击除冰机构(4)、图像采集模块(101)的控制端连接，所述第一处理器单元(11)还通过第一数据收发单元(12)和监控终端(103)连接。

2.根据权利要求1所述的配电线路覆冰清除系统，其特征在于，所述行走机构(2)包括设于线路(5)上的行走轮(21)、用于驱动行走轮(21)旋转的行走轮驱动件(22)及设于行走轮(21)下方的行走辅助轮(23)，所述第一处理器单元(11)和行走轮驱动件(22)的控制端连接。

3.根据权利要求1所述的配电线路覆冰清除系统，其特征在于，所述线路夹持机构(3)包括相对布置于线路(5)两侧的夹持座(32)及用于驱动两夹持座(32)靠近或远离的夹持驱动组件(33)，所述夹持座(32)上设有夹持轮(34)，所述除冰刀具(31)设于两所述夹持座(32)上并围绕线路(5)的圆周方向布置，所述第一处理器单元(11)和夹持驱动组件(33)的控制端连接。

4.根据权利要求1所述的配电线路覆冰清除系统，其特征在于，所述敲击除冰机构(4)包括敲击块(41)及用于带动敲击块(41)旋转的敲击驱动件(42)，所述敲击块(41)的旋转轴线与线路(5)平行，所述第一处理器单元(11)和敲击驱动件(42)的控制端连接。

5.根据权利要求1所述的配电线路覆冰清除系统，其特征在于，所述机架(1)的内部还设有震动传感器(13)、温度传感器(14)、数据采集单元(15)和报警单元(16)，所述震动传感器(13)、温度传感器(14)分别通过数据采集单元(15)和第一处理器单元(11)连接，所述报警单元(16)和第一处理器单元(11)的输出端连接。

6.根据权利要求1所述的配电线路覆冰清除系统，其特征在于，所述机架(1)的内部还设有数据加密存储单元(17)，所述数据加密存储单元(17)和第一处理器单元(11)的输出端连接。

7.根据权利要求1所述的配电线路覆冰清除系统，其特征在于，所述图像采集模块(101)包括摄像头单元(201)、视频采集单元(202)和角度调整单元(203)，所述摄像头单元(201)通过视频采集单元(202)和第一处理器单元(11)连接，所述第一处理器单元(11)还连接角度调整单元(203)的控制端。

8.根据权利要求1所述的配电线路覆冰清除系统，其特征在于，所述监控终端(103)包括第二处理器单元(301)、第二数据收发单元(302)、显示器单元(303)和语音识别单元(304)，所述第二处理器单元(301)通过第二数据收发单元(302)和第一数据收发单元(12)连接，所述显示器单元(303)和第二处理器单元(301)的输出端连接，所述语音识别单元(304)和第二处理器单元(301)的输入端连接。

9.根据权利要求8所述的配电线路覆冰清除系统，其特征在于，所述第一数据收发单元(12)和第二数据收发单元(302)通过无线网络连接。

10.根据权利要求1～9任一所述的配电线路覆冰清除系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种配电线路覆冰清除系统及其控制方法，系统包括安装有图像采集模块的除冰装置以及监控终端，除冰装置包括机架及设于机架上的行走机构，机架上还设有线路夹持机构和敲击除冰机构，线路夹持机构上设有除冰刀具，线路夹持机构夹持线路时，除冰刀具与线路的间距小于敲击除冰机构与线路的间距，机架的内部设有第一处理器单元和第一数据收发单元，第一处理器单元和图像采集模块的输出端连接，第一处理器单元还分别和行走机构、线路夹持机构、敲击除冰机构、图像采集模块的控制端连接，第一处理器单元还通过第一数据收发单元和监控终端连接。本发明让地面人员可以及时了解作业情况并对于除冰设备进行有效控制。

技术研发人员：杨淼,李金亮,杨洁,王邹俊,邱猛,秦放,王子巍,周明利,周小龙,陈亮,康松涛,吴鸿雁,易剑峰,蒋锦雄,丁小琪,谭鹏飞,金鑫,方亮程
受保护的技术使用者：国网湖南省电力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16