专利名称：高压电线除冰方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力线路维护设备领域，尤其是涉及输电线路的除冰方法及 装置。
技术背景对于电力系统来说，覆冰是一种自然灾害，我国最早记录的输电线路事故出现于1954年，最近30年来，大面积冻害事故在全国各地时有发生，继 1974-1976年全国电力系统大面积冰灾事故之后，1984年在全国又发生了大 面积冰灾事故，特别是1996年福建省35-—220KV线路因覆冰倒杆断线200 处。各类输电线路冰害事故我国发生过上千次，最近10年来，严重覆冰事 故已经危及了 500KV系统的安全运行。尤其是在08年初，我国南方大部分省区遭遇了罕见的雪灾，此次灾害 过程已经造成浙江、江苏、安徽、江西、河南、湖北、湖南、广西、重庆、 四川、贵州、云南、陕西、甘肃、青海、新疆和新疆生产建设兵团等17个 省(区、市、兵团)不同程度受灾，灾害还直接造成农作物受灾面积1.01 亿亩；倒塌房屋14.9万间，损坏房屋60.2万间，以及近百人伤亡，因灾直 接经济损失达到326. 7亿元。尤其是因雪灾导致电力设施损毁，使南方多数 城市乡村因停电陷入寒冷黑暗，给这些地方群众的生产生活造成了极大不 便，铁路停运，生产停产，很多地方拉闸限电。很多损失都是由于雪灾使电 力生产下降特别是因电力设施损毁而导致的。不少电力塔的倒塌就是由于输 电线路上覆盖的冰的重量远超过设计值而导致电力塔扭曲、倾覆，不仅造成 电力中断，甚至造成了抢修人员的伤亡。国内外对于输电线路的防冰和除冰研究现状是一、 防冰方式铁磁线、电磁波、热吸收器其中已有部分应用但防冰 效果不明显、价格高、耗电量大而使得难以推广。二、 除冰技术目前国内外主要采用热力法。如阻性线、短路电流、 过电流的方式使其发热以达到除冰的目的，因耗电量大、郊果不明显而无法 推广。三、机械除冰目前国内外采用的技术有adh0C、手工的方式，其效 率低下且很不安全，难以在实际工程中应用。另外，根据共振原理，固体物体在受到外力的时候都会产生振动，当外 力与其固有频率一致时，其振动最为强烈。如果要把某一固体物体震碎，采 用共振是最省力的办法。 发明内容本发明的目的在于提供一种电力线路除冰方法及装置，以有效去除高压 输电线路上覆盖的冰，并能自动持续作业。 本发明的技术方案是一种高压电线的除冰方法，检测冰体的固有频率，产生与冰体固有频 率相同的击打频率的机械波来击打冰体，将附着在高压电线上的冰体震掉， 它包括以下步骤步骤一，对前方的障碍物进行击打，接收反射波；步骤二，判断返回的反射波频率是否为冰体固有频率;步骤三，经判断若为冰体固有频率，调整击打电机的击打频率，使击 打频率与冰体固有频率相同，击打冰体。它还包括步骤四继续检测冰体的频率，实时调整击打电机的击打频 率，使击打频率与新检测到的冰体频率相同，以新的击打频率击打冰体。一种高压电线除冰装置，包括外壳(2)，它包括行走机构、除冰机构、 检测控制机构和电源机构，在行走机构的至少一端设有除冰机构，检测控 制机构分别与行走机构、除冰机构和电源机构相连接；所述的行走机构包 括行走电机(15)，行走电机(15)与行走轮(10)传动连接，相对于行走 轮(10)的下方设有压力轮(20)，所述行走电机(15)与外壳(2)固定 连接，所述行走轮(10)与外壳转动连接；所述除冰机构包括击打针(19)， 击打针(19)与击打电机(10)传动相连，击打针(19)固定在击打针推 动板(36)上，击打针推动板(36)在击打针盒(39)内滑动连接；所述 的检测控制机构包括控制模块(12)，控制模块(12)分别与行走电机(10)、 击打电机(9)、环境传感器(17)和共振检测传感器(3)相连，环境传感 器(17)包括温度传感器；所述的电源机构包括电源模块(16)、感应电模 块(22)和/或供电模块(21)，电源模块(16)与感应电模块(22)和/或 供电模块(21)控制连接。所述的行走电机(15)通过带传动机构以及齿轮机构与行走轮(10) 连接；所述击打针(19)通过带传动机构、齿轮传动机构以及连杆机构与 击打电机(10)传动相连。所述的行走机构包括还支撑轮(18)，在支撑轮(18)的下方设有压力 轮(38)。所述的除冰机构数量为两个， 一个位于行走轮(10)的前端，另一个 位于支撑轮(18)的后端。所述供电模块(21)中设有蓄电池。所述环境传感器(17)包括设在外壳(2)上的温度传感器，环境传感 器(17)与控制模块(11)相连接；所述的外壳(2)内还设有加热装置(4)。所述共振检测传感器(3)设在击打针盒(39)上。所述压力轮(20、 38)两端转动连接有压力轮导杆(29)，压力轮导杆 (29)以及套在导向杆(29)下半部分的弹簧(30)与压力轮导向筒(28) 滑动连接，所述压力轮导向筒(28)固定在外壳(2)上。本发明采用共振原理除冰，可有效减少能量消耗，同时更能快速高效去 除高压输电线路上的覆冰；本发明通过电源机构、检测控制机构、行走机构 和除冰机构进行除冰作业，由电源机构提供电能，电源机构中的供电模块提 供自带电源，在供电模块电能不足时采用感应电模块进行感应充电，并可将 电能存储到供电模块内；控制部分对供电、行走和击打进行控制，接收环境 传感器的检测信号进行实时控制，根据共振检测模块的反馈信息对击打的频 率进行实时调整并控制行走机构是否继续向前行走；行走机构通过行走电机 驱动的行走轮以及压力轮的配合，在高压输电线路上行走；除冰机构，在击 打电机的驱动下，通过带传动、齿轮传动以及连杆机构，带动击打针击打冰 块。由于高压输电线路上覆冰的形状各异、高压输电线路的线之间还有由线 路固定用元件形成的凸起，行走时会出现覆冰的高压输电线路粗细不均衡的 情况，由于本发明采用的压力轮可以上下运动，可适时调节其与行走轮以及 支撑轮的轴向距离，使行走机构的行走更稳定。本发明行走机构中采用皮带传动一是进行高压隔离，防止因为行走轮和 高压输电线路直接接触，避免损害行走电机，二是可以有效缓冲行走和击打 带来的冲击。除冰机构中采用皮带传动一是进行高压隔离，防止击打针接触 到高压输电线路时损害击打电机，二是为了缓冲由击打带来的振动，采用带齿皮带也有效防止皮带在工作时由于受到冲击而发生打滑的现象。本发明采用自带电源和感应供电两种供电途径，并且可将感应模块产生 的电能对自带的供电模块进行自动充电，使得本发明可持续供电，因此本发 明可以长期放置于高压电力塔之间的高压输电线路上。在环境传感器检测到 温度过低时，自动进行除冰工作，无需人工干预，降低了线路维修人员的工 作量。加热装置在本装置内部温度低于设定温度时，可对装置内部进行加热， 保证各个零部件的正常工作，更能防止装置本身被冻在输电线上。本发明可将高压输电线路上的冰去除70-94%，有效减轻覆盖在高压输电线路上的冰 的重量，保证了输电线路的安全运行。由于所用零部件少，因此整体重量较 轻，不会给输电线带来大的负重。
图l是本发明的结构示意图；图2是除冰机构的结构示意图；图3是行走机构的结构示意图；图4是行走机构的压力轮的结构示意图；图5是行走机构的行走轮的结构示意图；图6是图4的A-A剖面示意图；图7是除冰机构的击打针及击打针推动板结构示意图； 图8是图7的B-B剖面示意图； 图9是图1的左视图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括电源机构41、检测控制机构42、行走机构43 和除冰机构44，它们均设在外壳2内，高压输电线路1在外壳2中穿过，除 冰机构44设在行走机构43的左右两侧。在外壳2的内表面上还均匀布置有 加热装置4，加热装置4由电源机构41供电。如图l、 3、 4、 5所示，行走机构43包括行走轮10、支撑轮18和二者 下方相对的压力轮20、 38，高压输电线路1分别从行走轮10及其下方相对 的压力轮20和支撑轮18及其下方相对的压力轮38中间穿过，行走轮10和 支撑轮18的前后两端设有轴承31并卡装在外壳2的前后两侧。如图4、 6 所示，压力轮20两端设有轴承31，压力轮20两端还转动连接有导向杆29， 导向杆29上半部分设有槽可装配压力轮20两端的轴承，两个压力轮导向筒28分别竖直固定连接在外壳2的前后两侧，导向杆29下半部分插入压力轮 导向筒28内，在导向杆29和压力轮导向筒28之间套设有弹簧30，在弹簧 30弹力作用下导向杆29可在压力轮导向筒28内上下运动，弹簧30的长度 大于导向杆29的长度，导向杆29的长度应为在行走机构43经过覆冰的高 压输电线路1最厚处仍不会触及压力轮导向筒28底部为宜。如图3所示，行走机构43还包括行走电机15和变速器4，行走轮IO 中部设有齿轮32，行走传动轮ll的一端为与齿轮32相适配的齿轮，另一端 为带轮，变速器14的输出轴上设有带轮。行走电机15驱动变速器14，变速 器14和行走传动轮11之间由行走传动带13进行带传动，行走传动轮11与 齿轮32啮合传动。如图1所示，电源机构41包括电源模块16、感应电模块22和供电模块 21，供电模块21内设有蓄电池提供电能。感应电模块22设在高压输电线路 1上或高压输电线路1的附近，可在供电模块21供电不足时，依靠感应产生 电能，产生的电能除了直接使用外，还可以在不工作时对供电模块21进行 充电。电源模块16、感应电模块22和供电模块21均为现有技术。电源模块 16对供电模块21以及感应电模块22进行供电控制。如图1、 2、 7、 8所示，在外壳2的左右两半部分对称设有除冰机构44， 除冰机构44包括击打电机9，击打电机9驱动击打变速器8，击打同步传动 轴24和击打变速器8由击打传动带7进行带传动连接，击打传动带7为带 齿皮带，击打变速器8的输出轴上以及击打同步传动轴24上相应设有齿形 带轮8、 45。击打同步传动轴24上下两端卡装在外壳2的上下面之间，并可 在竖直平面内转动。击打同步传动轴24上还设有两个锥齿轮46，两个锥齿 轮46在击打同步传动轴24上对称分布，锥齿轮6与锥齿轮46啮合传动， 锥齿轮6倾斜固定在外壳2上，锥齿轮6小端端面上远离中心轴线处固定连 接有轴47，轴47与连杆5—端铰接，形成类似于偏心轮的结构，连杆5另 一端与击打针推动板36的一个端面铰接，击打针推动板36在击打针盒39 内滑动，击打针盒39固定在外壳2的左侧，且倾斜设置。如图7、 8所示， 击打针盒39内相应设有击打针导向槽23，击打针推动板36的两侧有与击打 针导向槽23适配的凸起块。击打针推动板36的另一面固定有若干击打针19,击打针19的轴线与击打针推动板36的滑动方向平行。击打针盒39上还固定连接有一个共振检测模块3。高压输电线路1的下侧对称设有锥齿轮6、连杆5、击打针盒39以及击 打针19。检测控制机构42包括控制模块12、环境传感器17和共振检测模块3， 共振检测模块3属于现有技术，环境传感器17包括温度传感器和湿度传感 器。控制模块12与环境传感器17、共振检测模块3连接，控制模块12同时 也与电源模块16连接。控制模块12也对除冰机构44和行走机构43进行控 制。当环境传感器17检测到外部环境低于0度时，控制模块12启动加热装 置4进行加热工作。击打针盒39上的共振检测模块3根据检测到的振动的 频率，控制模块12判断击打针的击打频率是否与检测到的覆冰高压输电线 路的振动频率一致，如果一致，就按这个击打频率继续击打，如果不一致， 则调整击打频率使之一致，如果检测到未击打到覆冰即击打为空则表明该处 的覆冰己被清除，则控制模块12控制行走机构43使行走轮10沿高压输电 线路l向前运动。如图9所示，外壳2中间为高压输电线路1通过的输电线通道35，外壳 2的右半部分的中间固定连接有板40，板40的水平截面为"U"形，板40 两侧分别与外壳2的左右侧固定，当将本发明安装在高压输电线路1上时， 先将板40拆卸下来，将外壳2穿过高压输电线路1后，再用螺栓37将板40 与外壳2固定在一起，使外壳2以及板40形成一个供高压输电线路1通过 的输电线通道35。外壳2的左右两端的端面上还设有供击打针19通过的若干个击打孔33 。 本发明的装置位于高压输电线路中两个电力塔的防震锤之间，平时不使 用时停靠近其中的一个电力塔的附近。当环境传感器17检测到环境温度低于0度时，控制模块12对其它各个 模块进行检测，同时控制感应电模块22对供电模块21充电，除冰机构44 动作，对高压输电线路1进行击打测试，如果共振检测模块3检测到的频率 与输电线覆冰后的频率一致，则一侧的除冰机构44开始击打除冰工作，如 果检测到的频率经判断击打为空，则除冰机构44不工作。开始击打工作时，击打电机9驱动击打变速器8，再带^力击打传动带7 工作，同步传动轴24开始转动，上下两端的锥齿轮46随之转动，然后带动 锥齿轮6转动，连杆5随之作偏心运动，连杆5的另一端带动击打针推动板 36以及击打针19在击打针导向槽23内来回滑动，击打针19对高压输电线 路上1的覆冰进行击打，共振检测模块3检测覆冰高压输电线路1的振动频 率，控制模块12接收到检测数据后对其进行判断，并适时调整击打的频率， 当除完该处的覆冰后，行走机构43动作，行走轮10在行走电机15带动下 向前行走，当共振检测模块3检测遇到覆冰时，调整击打频率，继续进行击 打工作。由于高压输电线路1上覆冰的形状各异，高压输电线路1的线之间 还有固定元件形成的凸起，行走时会出现高压输电线路1粗细不一的情况， 由于压力轮20可以上下运动，可适时调节其与行走轮10、支撑轮18与其对 应的压力轮20、 38的轴向距离，使行走更加稳定。在高压输电线路l上靠 近电力塔处布置有防震锤，当行走到靠近电力塔处时，共振检测模块3检测 到击打到防震锤时的频率时，则行走机构43停止行走。最后需要说明的是，除冰机构44的击打电机9、击打变速器8以及击打 传动带7也可对称设置在高压输电线路1下方。
权利要求
1、一种高压电线的除冰方法，其特征在于检测冰体的固有频率，产生与冰体固有频率相同的击打频率的机械波来击打冰体，将附着在高压电线上的冰体震掉，它包括以下步骤步骤一，对前方的障碍物进行击打，接收反射波；步骤二，判断返回的反射波频率是否为冰体固有频率；步骤三，经判断若为冰体固有频率，调整击打电机的击打频率，使击打频率与冰体固有频率相同，击打冰体。
2、 根据权利要求l所述的高压电线的除冰方法，其特征在于它还包 括步骤四继续检测冰体的频率，实时调整击打电机的击打频率，使击打 频率与新检测到的冰体频率相同，以新的击打频率击打冰体。
3、 一种为实施权利要求l所述方法而采用的高压电线除冰装置，包括 外壳(2)，其特征在于它包括行走机构、除冰机构、检测控制机构和电 源机构，在行走机构的至少一端设有除冰机构，检测控制机构分别与行走 机构、除冰机构和电源机构相连接；所述的行走机构包括行走电机(15)， 行走电机(15)与行走轮(10)传动连接，相对于行走轮(10)的下方设 有压力轮(20)，所述行走电机(15)与外壳(2)固定连接，所述行走轮(10)与外壳转动连接；所述除冰机构包括击打针(19)，击打针(19)与 击打电机(10)传动相连，击打针(19)固定在击打针推动板(36)上， 击打针推动板(36)在击打针盒(39)内滑动连接；所述的检测控制机构 包括控制模块(12)，控制模块(12)分别与行走电机(10)、击打电机(9)、 环境传感器(17)和共振检测传感器(3)相连；所述的电源机构包括电源 模块(16)、感应电模块(22)和/或供电模块(21)，电源模块(16)与感 应电模块(22)和/或供电模块(21)控制连接。
4、 根据权利要求3所述的高压电线除冰装置，其特征在于所述的行 走电机(15)通过带传动机构以及齿轮机构与行走轮(10)连接；所述击 打针(19)通过带传动机构、齿轮传动机构以及连杆机构与击打电机(10) 传动相连。
5、 根据权利要求3或4所述的高压电线除冰装置，其特征在于所述 的行走机构包括还支撑轮(18)，在支撑轮(18)的下方设有压力轮(38)。
6、 根据权利要求5所述的高压电线除冰装置，其特征在于所述的除冰机构数量为两个， 一个位于行走轮(10)的前端，另一个位于支撑轮(18) 的后端。
7、 根据权利要求3所述的高压电线除冰装置，其特征在于所述供电模块(21)中设有蓄电池。
8、 根据权利要求3所述的高压电线除冰装置，其特征在于所述环境传感器(17)包括设在外壳(2)上的温度传感器，环境传感器(17)与控 制模块(11)相连接；所述的外壳(2)内还设有加热装置(4)。
9、 根据权利要求3或8所述的高压电线除冰装置，其特征在于所述 共振检测传感器(3)设在击打针盒(39)上。
10、 根据权利要求3或5所述的高压电线除冰装置，其特征在于所述 压力轮(20、 38)两端转动连接有压力轮导杆(29)，压力轮导杆(29)以 及套在导向杆(29)下半部分的弹簧(30)与压力轮导向筒(28)滑动连接， 所述压力轮导向筒(28)固定在外壳(2)上。
全文摘要
本发明公开了一种高压电线的除冰方法，检测冰体的固有频率，产生与冰体固有频率相同的击打频率的机械波来击打冰体，将附着在高压电线上的冰体震掉，它包括以下步骤步骤一，对前方的障碍物进行击打，接收反射波；步骤二，判断返回的反射波频率是否为冰体固有频率；步骤三，经判断若为冰体固有频率，调整击打电机的击打频率，使击打频率与冰体固有频率相同，击打冰体。一种高压电线除冰装置，包括外壳(2)，它包括行走机构、除冰机构、检测控制机构和电源机构，在行走机构的至少一端设有除冰机构，检测控制机构分别与行走机构、除冰机构和电源机构相连接。本发明可将高压输电线路上的冰去除70-94％，有效减轻覆盖在高压输电线路上的冰的重量。
文档编号H02G7/16GK101325325SQ20081014078
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月25日 优先权日2008年7月25日
发明者卢耀扬, 敖彬仪, 李宏伟, 李明辉, 田中华 申请人:敖彬仪