一种高压输电线的除冰装置的制作方法

本实用新型涉及一种从电线或电缆上除冰或雪的装置，尤其涉及到一种高压输电线的除冰装置。

背景技术：

架空高压输电线路因气候影响受到的冰雪危害常有发生，所引起供电中断事故也是较严重的，其修复难度大、周期长、停电面积广、影响铁路交通。2008年初我国南方数省输电线路遭遇历史上罕见的冰雪灾害。长时间持续的高强度、大范围低温雨雪冰冻天气，导致当地的电网发生倒塔、断线、绝缘子闪落，以及因不均匀覆冰和覆冰不同时脱落引起输电线舞动等多种灾害。雪灾造成国家电网公司直接财产损失达104.5亿元，灾后电网恢复重建和改造需要投入资金390亿元。输电线路覆冰事故严重威胁了电力系统的安全运行，并造成了巨大的经济损失。由此可见，如何破除输电线路覆冰成为一个亟待解决的很有实际意义的课题。

目前主要除冰技术经过归纳可分为热力融冰法和机械破冰法。热力融冰法是利用电流电阻焦耳效应发热融化线上的覆冰，这种方法需要消耗大量能量，效率较低。机械破冰是借助机械外力的除冰方法，相对于热力融冰耗能很低，容易对输电线路表面造成机械损害，影响输电线的强度指标。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述问题，提供了一种高压输电线的除冰装置。

本实用新型的一种高压输电线的除冰装置，是由机壳和安装于机壳内的电源、控制器、驱动电机、行走机构和超声波除冰装置构成，行走机构包括一对主动轮、一对从动轮、支撑架和支撑弹簧，主动轮和从动轮对称夹设于电线上方与下方、且主动轮通过轮轴安装于机壳内，从动轮安装于支撑架上，支撑架通过支撑弹簧与机壳内底部固定；两个超声波除冰装置对称夹设于电线上方与下方、其中一个超声波除冰装置与机壳顶部固定、另一个超声波除冰装置与支撑架固定；电源、控制器和驱动电机均固定于机壳内底部、且电源分别与驱动电机和超声波除冰装置电路联接、控制器分别与电源、驱动电机和超声波除冰装置电路联接、驱动电机的动力输出轴与主动轮传动连接。

作为本实用新型的进一步改进，电源包括汽油发动机、发电机和蓄电池组，且汽油发动机的动力输出端与发电机的动力输出端传动连接，发电机的电源输出端与蓄电池组的输入端电路联接，蓄电池组的输出端分别与控制器、驱动电机和超声波除冰装置电路联接。

作为本实用新型的进一步改进，超声波除冰装置包括超声波发生器、夹心式压电换能器、变幅杆和工具头，超声波发生器的输入端与蓄电池组电路联接、输出端与夹心式压电换能器的输入端电路联接，夹心式压电换能器的输出端、变幅杆和工具头依次固定，工具头为弧面状，成对的超声波除冰装置通过工具头夹持电线。

作为本实用新型的进一步改进，机壳内还设有制动机构，制动机构包括制动抱刹夹具、一对压力弹簧、一对衔铁和一对电磁继电器；制动抱刹夹具包括一对夹片，该一对夹片通过轴铰接，夹片的夹头为与电线表面吻合的弧形且分别固定有衔铁、且机壳的左侧壁和右侧壁于衔铁的对应位置分别固定有电磁继电器，夹片的尾部分别通过压力弹簧与机壳左侧壁和右侧壁固定；电磁继电器分别与控制器和蓄电池组电路联接。

作为本实用新型的进一步改进，机壳外还设有机械式除冰装置，机械式除冰装置包括圆柱形旋转刀具和刀具支架，圆柱形旋转刀具通过刀具支架安装于机壳外壁，圆柱形旋转刀具的刀片抵于电线上、其刀具轴安装于刀具支架上且同轴固定有从动齿轮、该从动齿轮通过传动链条与汽油发动机动力输出端同轴固定的主动齿轮传动连接。

本实用新型的一种高压输电线的除冰装置，可以高效的除掉输电线上的覆冰，并且提高工作效率，降低能量损耗，避免除冰过程中对输电线的损伤。

附图说明

图1为本实用新型的一种高压输电线的除冰装置的结构图；

图2为本实用新型的一种高压输电线的除冰装置的行走机构的结构图；

图3为本实用新型的一种高压输电线的除冰装置的超声波除冰装置的结构图；

图4为本实用新型的一种高压输电线的除冰装置的制动机构的结构图；

图5为本实用新型的一种高压输电线的除冰装置的电路模块图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一种高压输电线的除冰装置，作进一步说明：

本实用新型的一种高压输电线的除冰装置，是由机壳1和安装于机壳1内的电源、控制器2、驱动电机3、行走机构和超声波除冰装置4构成，其中控制器2可以采用AT89C51单片机

如图1所示，行走机构采用双轮组轮式滚行，具有运行速度快的特点。机械式除冰装置23采用旋转切削式除冰，通过圆柱形旋转刀具24（铣刀）与覆冰的持续接触对覆冰进行切削。超声波除冰装置4利用超声波的机械振动而引起相关粒子的振动，来破坏覆冰。驱动电机3为行走机构和提供动力。制动机构17采用爪式抱线制动方式。

如图2所示，其中，行走机构包括一对主动轮5、一对从动轮7、支撑架8和支撑弹簧9，主动轮5和从动轮7对称夹设于电线6上方与下方、且主动轮5通过轮轴安装于机壳1内，从动轮7安装于支撑架8上，支撑架8通过支撑弹簧9与机壳1内底部固定；所述的行走机构由两个主动轮5驱动。主动轮5采用聚酯复合材料以增大轮子与电线6之间的摩擦力，主动轮5的轮槽内表面设计成与电线6相配合的内凹弧面，这样可以增大轮子与导线之间的接触面，进一步增大有效摩擦力，驱动电机10通过一个链轮传动机构带动两个主动轮5同步转动以提供足够的牵引力，驱动电机10选用国产ZYT系列直流电机以满足牵引和除冰的要求，由于该系列电机较重，所以要把它安装在装置底部，这样可以取得较低的重心位置，避免装置在运动时侧翻。为了可以将电线6紧紧夹住，与主动轮5配合的还有两个从动轮7，从动轮7安装在支撑架8的上面。在支撑弹簧9的作用下可以控制轮组的夹持强度，在覆冰不均匀的情况下仍能够保证轮组和覆冰导线的紧密夹持，同时具有减震的作用。当需要支撑弹簧9脱离电线6时，还可以在机壳1的底部设有电磁继电器Ⅰ以及在支撑架8底部设有对应的衔铁Ⅰ，然后对电磁继电器Ⅰ通电，吸引固定在支撑架8底部的衔铁Ⅰ，衔铁Ⅰ带动支撑架8向下移动，从动轮7也就脱离了电线6。

如图1所示，两个超声波除冰装置4对称夹设于电线6上方与下方、其中一个超声波除冰装置4与机壳1顶部固定、另一个超声波除冰装置4与支撑架8固定；如图3所示，超声波除冰装置4包括超声波发生器13、夹心式压电换能器14、变幅杆15和工具头16，超声波发生器13的输入端与蓄电池组12电路联接、输出端与夹心式压电换能器14的输入端电路联接，夹心式压电换能器14的输出端、变幅杆15和工具头16依次固定，工具头16为弧面状，成对的超声波除冰装置4通过工具头16夹持电线6。超声波发生器13是提供能量的装置，它的作用是将电信号转换为超声频率的电振荡信号。此处采用蓄电池组（）的直流电来产生所需超声波工作频率，同时也便于携带。夹心式压电换能器14是将超声波产生的高频超声电振荡信号转换为超声机械振动，是超声波除冰装置4的重要组成部件之一，变幅杆15有两个主要作用：一是将机械振动的振幅（位移或速度）放大或者将能量集中在较小的辐射面上用来聚能；二是用做机械阻抗的变换器，从而在夹心式压电换能器14与声负载之间匹配阻抗，让超声能量从换能器更具效率地传输到负载。工具头16是与所处理或加工物质对象直接接触并产生作用效果的超声装置组成部件。设计成具有弧面的圆弧状，并采用两套对称的超声波除冰装置4，可以对圆柱形的电线6形成包裹，不但有效防止损坏电线6，重要的是还可以提高除冰效率和除净率。

如图1所示，电源、控制器2和驱动电机3均固定于机壳1内底部、且电源分别与驱动电机3和超声波除冰装置4电路联接、控制器2分别与电源、驱动电机3和超声波除冰装置4电路联接、驱动电机3的动力输出轴与主动轮5传动连接。

所述电源是在机壳1的底部上安装包括汽油发动机10、发电机11和蓄电池组12，汽油发动机10，该汽油发动机10通过链传动装置直接驱动机械式除冰装置23，这样可以减轻蓄电池组12的负担；同时汽油发动机10连接到发电机11，发电机11对蓄电池组12进行在线充电。蓄电池组12带动主动轮的驱动电机3运转。此外，汽油发动机10工作时发出的热量还可以有效的防止装置结冰。

如图1所示，机壳1内还设有制动机构17，该制动机构17采用爪式抱线制动方式，如图2所示，包括制动抱刹夹具18（用于夹持电线6）、一对压力弹簧19、一对衔铁20和一对电磁继电器21；制动抱刹夹具18包括一对夹片22，该一对夹片22通过轴铰接，夹片22的夹头为与电线6表面吻合的弧形且分别固定有衔铁20、且机壳1的左侧壁和右侧壁于衔铁20的对应位置分别固定有电磁继电器21，夹片22的尾部分别通过压力弹簧19与机壳1左侧壁和右侧壁固定；电磁继电器21分别与控制器2和蓄电池组12电路联接。夹头的设计可以增大制动抱刹夹具18与电线6的有效接触面积，从而取得更好的制动效果。当电磁继电器21中的线圈通电时，电磁继电器21吸引衔铁20，压力弹簧19的压力小于电磁继电器21的吸合力，压力弹簧19被压缩，制动抱刹夹具18与电线6不接触；当电磁继电器21中的线圈断电时，电磁继电器21的吸合力撤销，制动抱刹夹具18在压力弹簧19的推动下夹住电线6，起到制动的效果。

如图1所示，机壳1外还设有机械式除冰装置23，机械式除冰装置23包括圆柱形旋转刀具24（铣刀）和刀具支架25，圆柱形旋转刀具24通过刀具支架25安装于机壳1外壁，圆柱形旋转刀具24的刀片抵于电线6上、其刀具轴安装于刀具支架25上且同轴固定有从动齿轮26、该从动齿轮26通过传动链条27与汽油发动机10动力输出端同轴固定的主动齿轮28传动连接。机械式除冰装置23的圆柱形旋转刀具24分为上下两个，工作时圆柱形旋转刀具24旋转，在本装置推进过程中将覆冰切削成粉末而将覆冰破除，圆柱形旋转刀具24的刀片上有凹槽，能够和电线6较好地贴合，两副刀具相配合可包络电线6，并留有安全间隙，以保护电线6不被破坏。机械式除冰装置23位于装置最前端，与汽油发动机10同轴相连的主动齿轮28通过传动链条27带动与圆柱形旋转刀具24同轴相连的从动齿轮26（减速齿轮），根据转速的不同要求，通过从动齿轮26可以获得最佳除冰效果。此外，机械式破冰装置与内部机构隔离，

本实用新型的一种高压输电线的除冰装置，其具体使用方法如下：

电线6穿过该装置中，且通过主动轮5和从动轮7、上下的超声波除冰装置4夹持，令上下的机械式除冰装置23中的圆柱形旋转刀具24也夹持于电线6的外表面，通过控制器2的预先设定，本装置可以以不同速度在电线6上运动，并以不同速度对电线6表面的覆冰进行刀具切削或者通过不同频率的超声波对电线6表面的覆冰进行超声去除。