一种自动行进的敲打式输电线除冰装置及其使用方法

本发明涉及输电线除冰，尤其涉及一种自动行进的敲打式输电线除冰装置及其使用方法。

背景技术：

1、覆冰是一种破坏性极强的自然灾害，给工农业生产和人民的生活带来了巨大的影响。严重影响线路的使用性能和运营安全。冰雪的覆盖会增加输电线路的负荷，严重时可能发生线路断线和杆塔倾斜倒塌，因此发展线路除冰技术有助于减少故障、损坏和停电，提高输电线路安全水平。

2、目前线路除冰的技术主要有机械除冰、加热除冰以及化学除冰等方式，其中机械除冰可通过刮冰铲或人工敲打装置对线路表面的覆进行直接去除，这种方式有高效率、低成本的特点，但现有的除冰装置只能适用于某种线径的线路进行除冰，限制了除冰设备的使用场合，同时简单粗暴的机械除冰常常对线路表面带来损伤；而加热除冰的方式虽然效率高伤害较小，但也带来的较高的能耗和成本；化学除冰主要通过对线路表面喷洒融冰剂或憎水材料来达到除冰的效果，但材料本身对环境的影响制约着化学除冰的发展。

3、例如cn110429545a公开了一种输电线路中自动除冰装置及其工作方法，装置包括电热板，底板，第一机械臂，第二机械臂，第三机械臂，结冰传感器，电源装置，控制装置。底板上设有漏水孔，电热板向输电线的一侧设有散热孔，底板的前端设有控制装置和第一机械臂，底板的中部设有第二机械臂和结冰传感器，结冰传感器在第二机械臂的前端，底板的后端设有第三机械臂和电源装置，控制装置连接电源装置、电热板、第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、结冰传感器；本发明实现了对输电线进行除冰，还能进行跨障碍，用电除冰能够减少对输电线的破坏，但是该本发明除冰的能耗和成本高，且完全依靠加热除冰，效率较低，且容易带来融冰后的二次深度结冰。

4、例如cn117060316a公开了一种架空高压输电线路覆冰自动清除装置，包括用于在输电线路移动的驱动单元，驱动单元右端通过辅助板安装有第一除冰单元，第一除冰单元上连接有多个呈半圆形分布的第二除冰单元。现有的方法通过移动的电加热管可以促使冰块融化，摆动破冰杆摆动将冰块进行破碎，从而对输电线路表面的覆冰进行清除，但采用的电加热管只能从一处对覆冰进行加热，覆冰融化效果不理想。采用的第一除冰单元与第二除冰单元配合，可以先对环形覆盖的冰进行多方位的局部融化处理然后通过多个角度敲击的方式将冰从输电线路的表面去除，提高了输电线路表面覆冰去除的效果；但是该装置结构复杂笨重，且是从电缆的侧面敲击作业，给电缆带来的晃动冲击力大，安全性欠佳，且没有清扫机构，易带来融冰后的积水再次深度结冰。

5、鉴于上述不足，现在亟待发明一种适用于多场合、低成本的高效除冰装置，实现对线路覆冰智能、快速的去除。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，提供一种自动行进的敲打式输电线除冰装置及其使用方法，解决现有除冰技术能耗高、成本高，适用范围受限，除冰效率低的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种自动行进的敲打式输电线除冰装置，包括一组夹持在电缆上的夹持装置，还包括基座和一组除冰装置，除冰装置和夹持装置均固定在基座上，基座与电缆平行设置，一组夹持装置与电缆平行，上端夹持住电缆两侧，下端卡装销接固定在基座内部，一组除冰装置与电缆垂直，跨装在电缆的上方，其下部采用连杆旋转安装在基座的两端，固定在基座的两侧。

3、优选的方案中，所述除冰装置包含一组固定在基座两侧的支撑架，一组支撑架之间内侧上端穿装固定有除冰轴，除冰轴两端的圆周上均布设置有若干第一连接组件和第二连接组件，一组第一连接组件间，与除冰轴平行安装有敲冰装置，一组第二连接组件间，与除冰轴平行安装有扫冰装置，第一连接组件和第二连接组件采用柔性材料制成。

4、优选的方案中，所述除冰装置还包括固定在支撑架上端的外侧驱动电机，驱动电机的输出轴端，可拆卸安装固定有主动齿轮，除冰轴轴端设置有齿圈，主动齿轮与除冰轴上的齿圈啮合，带动除冰轴旋转，支撑架外侧还设置有保护罩，保护罩罩住驱动电机、主动齿轮和除冰轴的齿圈。

5、优选的方案中，所述支撑架包含支撑杆，支撑杆下端设置有孔，基座轴穿装固定在支撑杆的孔内，该孔旁设置有一段弧形腰孔，弧形腰孔内安装有螺栓用于限位，支撑杆上端设置有半圆孔，除冰轴卡装在半圆孔内，上端采用半圆哈弗轴承盖盖装后，再用螺栓将其固定为一体，除冰轴与支撑杆及轴承盖之间设置有轴承。

6、优选的方案中，所述夹持装置包含上下两组对称布置的第一位移装置和第二位移装置，其夹持固定在电缆上下两侧，第一位移装置穿装固定在两端的第二夹持组件之间，第二位移装置穿装固定在第一夹持组件和第二夹持组件之间，并将其连接固定为一体，第一夹持组件和第二夹持组件的外周均设置有护板，护板采用隔热保温材料制成。

7、优选的方案中，所述第一夹持组件包含一组对称布置的第一夹持板，它们之间采用电动装置连接固定为一体，一组第一夹持板的下方设置有相互啮合的齿圈，上方和中部分别设置有孔，上方的孔内穿装固定有第二位移装置，中部的孔内穿装固定有第一支撑轴。

8、优选的方案中，所述第二夹持组件包含一组对称布置的第二夹持板，第二夹持板下方设置有孔，孔内穿装固定有第二位移装置，它将第二夹持板和第一夹持板连接固定为一体，第二夹持板上方和中部分别设置有孔，上方的孔内穿装固定有第一位移装置，中部的孔内穿装固定有第二支撑轴，第二夹持板上还设置有一段弧形腰孔，限位轴插装在弧形腰孔内，对第二夹持板进行限位，第二夹持板还安装有压力传感器，压力传感器上安装有防坠安全绳。

9、优选的方案中，所述第一位移装置包含螺杆，螺杆内部中空，安装有电加热丝，螺杆中部设置有螺纹，一端设置有齿圈，第二位移装置结构同第一位移装置，在第一位移装置和第二位移装置之间固定有驱动齿轮系，驱动齿轮系与螺杆的齿圈啮合，驱动齿轮系的输入端可拆卸安装有电机，电机外部亦设置有保护罩，保护罩罩住驱动齿轮系和螺杆的齿圈。

10、优选的方案中，所述基座包含底座，底座顶面设置成两侧斜坡状，底座两侧安装有两组固定轴，用来固定除冰装置的两组支撑架，底座两端内侧还设置有一组定位轴，用来穿装固定夹持装置的一组第一夹持板，底座前后两端还设置有激光扫描装置，下方安装有控制器、电源装置与信号装置，电源装置电源线连通用电设备供电，信号装置信号线连通激光扫描装置、控制器和压力传感器，控制器信号线连通驱动电机、电动装置、电加热丝和电机。

11、一种自动行进的敲打式输电线除冰装置的使用方法，是采用上述任意一项所述的一种自动行进的敲打式输电线除冰装置，所述方法包含如下步骤：

12、step1：一种自动行进的敲打式输电线除冰装置安装调试合格后，作为一种预防并扫除线路覆冰的装置，上线投入使用前，操作人员首先查绚将要安装的线路型号，对夹持装置进行一个初调节，然后再将除冰装置从支撑架下端与基座脱开，安装时先将除冰装置跨装在电缆，再将夹持装置环抱住电缆，接着将支撑架与基座固定，然后根据线径调节第一夹持板和第二夹持板，使其达到与线径相匹配的角度，并装入限位轴旋紧，最后再调节支撑架与基座的旋转角度，使除冰装置达到与线径匹配的高度；

13、step2：完成设备的安装后，打开设备使其进入待机状态，操作人员可通过信号装置，设置激光扫描装置的周期，扫描前方线路的线径并与实际线径进行比较，当覆冰线径大于阈值时或接收到控制中心发出的信号时，开始除冰工作；

14、step3：设备接受到信号进行除冰，设备首先对通过电加热丝对第一位移装置和第二位移装置进行加热，并由电机带动齿轮驱动第一位移装置和第二位移装置旋转带动设备行走，第一位移装置和第二位移装置旋转前进的同时，其表面的螺纹破坏冰层的表面结构，并通过电加热丝加热的热量，在行走过程中对冰雪进一步融化，两侧的护板对加热部分进行保温，达到更好的融冰效果，在前进过程中，由第一夹持组件上的电动装置持续收紧，给夹持装置提供夹持力，实现对线径不断减少的电缆持续夹持紧固，并将第一位移装置和第二位移装置融化的雪水通过底座的斜顶排出；

15、step4：此设备在行走的同时除冰装置开始工作，由驱动电机驱动齿轮副带动除冰轴开始旋转，带动敲冰装置和扫冰装置一起旋转，敲冰装置对线路进行敲打，使冰层碎裂并掉落，扫冰装置将线路剩余的碎冰扫除进一步完成清除工作，位于夹持装置前端的除冰装置进行一个初步的碎冰和扫冰工作，后端的除冰装置则进行的是融冰后进一步碎冰和清扫工作，以保证除冰干净彻底；

16、step5：当设备前进除冰工作时，激光扫描装置同时扫描前方与上方确定自身位置与线径大小，当发现即将到达线路端点时发出信号，使控制第一位移装置和第二位移装置行进的电机反转，实现重复步骤step3~4，实现智能往复的除冰工作，当激光扫描装置得出的线径与实际线径相符时发出信号，结束本次除冰工作，设备再一次进入待机状态。

17、本发明提供的一种自动行进的敲打式输电线除冰装置及其使用方法，有如下有益效果：

18、1、本发明除冰装置的设置，使装置集敲冰、扫冰于一体，进一步提高了除冰效率；

19、2、本发明两端除冰装置的设置，前端的除冰装置进行了一次机械除冰和清扫，为后续的融冰工作减轻了工作量，后端的除冰装置则进行了融冰后的覆冰清理和清扫工作，除冰更干净彻底；

20、3、本发明两端除冰装置的设置，实现装置不掉头，不换装即可实现来回往返作业，进一步提高了除冰的效率，适用性更强；

21、4、本发明多组敲冰装置和扫冰装置的设置，进一步提升了装置除冰的效率；

22、5、本发明除冰轴与敲冰装置和扫冰装置采用柔性材料连接，进一步保护了电缆，提升了装置的安全性、可靠性和适用性；

23、6、本发明夹持装置的设计，集夹持、加热融冰及行走于一体，装置更加紧凑、轻量化，更有利于架空电缆的高空作业；

24、7、本发明位移装置的结构设计，实现了表面螺纹破冰，和内部加热于一体，使装置进一步的紧凑和轻量化，同时螺纹融化出来的螺纹冰槽，可以作为位移装置向前传动前行的传动螺纹，设计精巧，集破冰、融冰和行走于一体；

25、8、本发明多组位移装置的设置，使其在电缆的四个方向进行破冰和融冰，进一步提升了装置除冰的效率；

26、9、本发明夹持组件上下两段铰接结构的设计，进一步提升了装置的调节范围，及其调节的灵活性和可靠性；

27、10、本发明采用电机作为动力原件，齿轮副作为动力传动机构，使装置在架空电缆的高空作业中，动作更为稳定、可靠，抗干扰能力更强；

28、11、本发明除冰装置、夹持装置与基座连接固定的结构设计，既有利于除冰装置和夹持装置的架空作业，保证了连接固定的稳定性，同时减少了线上的安装工作，进一步提升了装置安装维护的便捷性；

29、12、本发明基座顶部两侧斜坡的设计，有利于破冰融冰后的冰和冰水，快速滑落，不堆积在装置上，增加装置重量和能耗；

30、13、本发明夹持组件中电动装置和第一夹持板下端相互啮合的齿副的设置，使夹持组件与电缆得以精准有效持续夹持，同时可以根据电缆线径实现实时调整，以适用于除冰过程中线径的变化以保证夹持装置持续有效的与电缆夹紧；

31、14、本发明两处限位装置的设置，使除冰装置和夹持装置得以调节，以适用不同作业电缆线径、安装高度及作业环境，同时得以限位和紧固，提升了装置的适用范围和作业稳定性；

32、15、本发明电机和传动机构外保护罩的设置，进一步保证了用电装置和传动机构的安全，从而进一步提升了装置的安全性和可靠性；

33、16、本发明压力传感器的设置，可配合安装安全绳使用，使设备监测是否发生意外脱落，意外脱落时安全绳拉紧，设备悬挂在线路上，压力传感器发出信号，停止工作，进一步保证了装置和作业的安全性；

34、17、本发明激光扫描装置的设置，有利于设备对电缆线况和装置作业环境的识别，及时进行调整，同时检查作业后情况，以做出下一步动作判定，前后均设置激光扫描装置，便于装置不掉头，不换装即可实现来回往返作业， 进一步提高了除冰的效率，适用性更强；

35、18、本发明电源装置的设置，利于装置高空独立作业，同时便携利于维修和更换，提高了装置的整体寿命；

36、19、本发明控制器、压力传感器、信号装置的设置及其与执行机构的连通，利于智能自动化作业，方便操作人员现地和远程操控。