CN101414739B - 四分裂导线智能除冰装置 - Google Patents

Abstract

一种四分裂导线智能除冰装置，底板上设置有一轴，轴上安装有一星形凸轮：凸轮的四个凸头形状相同、均布在圆周上；星形凸轮与均布在其周围的四根顶杆内端接触、构成凸轮高副，每根顶杆与一滑槽构成移动副、每根顶杆外端固联有一用于固定四分裂导线的绝缘连接件；形状记忆合金一端固定在底板上，另一端固定在星形凸轮的凸头上，弹簧位于该凸头另一侧，并固定在凸头与底板之间；还有棘爪自锁解锁机构：齿板固定在底板上，齿条一端铰接在凸头上，齿条另一端上的棘爪与齿板啮合，用于拨动棘爪、使齿条上翘而解锁的杠杆设置在齿板外侧。其结构简单，依靠机械能自动除冰，具有经济、安全、环保的特点。

Description

四分裂导线智能除冰装置

技术领域

本发明涉及电缆除冰装置，特别是涉及用于架定输电线路四分裂导线上的机械式除冰装置。

背景技术

在我国的局部地区中，冬季的暴风雪可能导致架空高压输电导线积冰，这些积冰使输电导线的重量增加从而使导线的垂度与导线中的拉力增加。在四分裂导线中，这种情况更为严重。因为积冰可能填满各单导线间的空隙，导致四分裂导线的整体直径增大、重量巨增。在这种情况下，冰载就是引起导线滑移、断线或倒塔的主要原因。2008年在我国发生的雪灾中，因冰载所引起导线滑移、断线和倒塔等特大事故就是这种危害的有力明证。

现有解决电缆覆冰问题的技术方案主要有电力除冰(含电加热法、电磁力法、辐射法等)和机械除冰(含人工敲击法)两大方式。电力除冰方式中，中国专利文献CN1150502A公开了一种“用于电缆除冰的除冰装置”，该除冰装置包括一对导线，连接到电缆上并且沿电缆成螺旋形缠绕。导线在一端连接到一个在导线之内产生电磁脉冲的脉冲发生装置，并且在另一端连接在一起。依靠导线中电磁脉冲的通路，在导线之间产生推斥力，该推斥力振动导线并且震碎附着在电缆上的冰。此外，CN101232165A公开了一种“大截面电缆除冰方法”，其基本构思点是将电缆分裂处的引出端作为加热驱动端，在该处设置低压供电设备，形成低压供电回路，使参与本次导电过程的分裂被加热，达到除冰目的。

机械除冰方式中，中国专利文献CN101202430A公开的是一种“遥控电动机械式线路除冰系统”，它主要由行走驱动单元、控制单元及除冰单元组成，在控制单元控制下，行走驱动单元沿输电线行走，带动除冰单元破碎输电线的冰层。

上述除冰装置各有特点，适用于各种特定环境条件。但是，对四分裂导线覆冰问题来说，还不能说是一种完善的专用解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、自动除冰效果好、不消耗电能的四分裂导线智能除冰装置。

本发明的目的是这样实现的：一种四分裂导线智能除冰装置，底板上设置有一轴，轴上安装有一星形凸轮：凸轮的四个凸头形状相同、均布在圆周上(每个凸头的左、右对称)；星形凸轮与均布在其周围的四根顶杆内端接触、构成凸轮高副，每根顶杆与一滑槽构成移动副、每根顶杆外端固联有一用于固定四分裂导线的绝缘连接件；形状记忆合金一端固定在底板上，另一端固定在星形凸轮的凸头上，弹簧位于该凸头另一侧，并固定在凸头与底板之间；还具有与形状记忆合金同一侧设置的棘爪自锁解锁机构：齿板固定在底板上，齿条一端铰接在凸头上，齿条另一端上的棘爪与齿板啮合，用于拨动棘爪、使齿条上翘而解锁的杠杆设置在齿板外侧。

上述顶杆顶部设置有滚轮。

上述底板上还以轴心为中心对称地设置有另一组弹簧和形状记忆合金。

本发明可以表述为：主要由1、能量吸收模块(通过形状记忆合金将温度的变化转换为运动)；2、能量释放模块(弹簧被压缩或拉伸后施放能量)；3、自锁模块(是棘爪的自锁装置)4、解锁模块(是棘爪解锁脱离装置)；5、能量传输模块(星形凸轮连杆运动装置)；6、滑槽模块(滑槽模块是将连杆的运动转化为直线运动)；7、固定连接模块(是连接和固定四分裂导线的装置，可替代线路中的间隔棒)所组成。

当环境温度和湿度在形状记忆合金所限定的温度范围内变化时，能量吸收模块工作，并使能量释放模块(如弹簧)储存能量，同时使能量传输模块(如星形凸轮)顺时针转动并带动自锁模块(如棘爪)运动。当自锁模块达到所设定的门槛值时，杠杆触发模块触发自锁模块使自锁模块解锁(棘爪脱离)同时能量释放模块突然释放能量，使能量传输模块突然反时针转动。带动固定连接模块工作，使导线产生突然振动，阻止导线上的积冰继续堆积或去除导线上的积冰。

本发明的有益效果是：

本发明利用记忆活金随温度变化产生形变的特性，通过特定机械装置，如弹簧储存起来，当储存能量达到预定要求时，通过解锁机构使弹簧释放能量，产生突然性抖动，从而除去四分裂导线上的覆冰。与化学涂层法、加热法、电磁力法、辐射法、人工敲击法等比较，本发明结构简单，既经济、安全、环保又不消耗电能，达到预防和除去导线上的积冰，而且不需任何附加电源，不需经常维护保养，还可取代现有线路中的间隔棒。

附图说明

图1是本发明的结构图(俯视图)(根据情况图中合金1和弹簧2的位置可对换，即合金位于凸头3a左侧，弹簧位于凸头右侧)；

图2是图1所示棘爪自锁解锁机构的结构示意图(主视图)。

具体实施方式

图1中，1、形状记忆合金；2、弹簧；3、星形凸轮；4、顶杆；5、滚轮；6、棘爪自锁解锁机构；7、滑槽；8、底板；9、绝缘连接件；10、导线。

图1示出，底板8上设置有一轴11(轴可转动地安装在底板上)，轴上安装有一星形凸轮3：凸轮的四个凸头形状相同、均布在圆周上；星形凸轮3与均布在其周围的四根顶杆4内端接触、构成凸轮高副，每根顶杆与一滑槽7构成移动副、每根顶杆外端固联有一用于固定四分裂导线10的绝缘连接件9；形状记忆合金1一端固定在底板8上，另一端固定在星形凸轮3的凸头3a上，弹簧2位于该凸头3a另一侧，并固定在凸头3a与底板8之间；还具有与形状记忆合金1同一侧设置的棘爪自锁解锁机构：齿板6b固定在底板8上，齿条一端铰接在凸头3a上，齿条另一端上的棘爪6a与齿板6b啮合，用于拨动棘爪、使齿条上翘而解锁的杠杆6c(杠杆铰接在支柱上)设置在齿板外侧。具体地，形状记忆合金一端经柔性绳(金属绳或尼龙绳)固定在底板上，另一端经柔性绳与星形凸轮连接。一般情况下，四根顶杆4的长度相同。顶杆4最好采用绝缘材料制作。顶杆4顶部设置有滚轮5或滚珠。底板8上还以轴11心为中心对称地设置有另一组弹簧和形状记忆合金。绝缘连接件9为绝缘套管，导线穿入绝缘套管并加以固定。

在图1所示的实施方式中，由于环境温度和湿度的变化，使形状记忆合金1变化(伸长或缩短)，同时使弹簧2变化(被拉长或压缩)。此时，星形凸轮3顺时针转动，随着凸轮的转动，带动顶杆4和齿条6a运动。顶杆4顶端的滚轮5与凸轮接触，以提供一个较小的摩擦力，减少顶杆4接触面的磨损；顶杆4在滑槽7中作直线运动，同时带动连接件使四分裂导线10之间的间距相互分开。当凸轮转到45°时，四分裂导线10之间的距离达最大值(图2中，凸轮位置所对应的四根导线之间的距离为最小值)。此时，棘爪自锁解锁机构的齿条已运动到该装置所设定的门槛值(该门槛值所对应凸轮的转角一般设计在小于45°)，此时，杠杆6c被棘爪6a触及而转动，并使棘爪6a上翘而解锁(棘爪与齿板6b分离)，弹簧2突然释放能量，星形凸轮3和顶杆4突然返回，从而使导线突然产生加速度返回到初始位置，这个极大的负加速度所产生的力去振动导线，导线的不断振动阻止了积冰在导线上的继续堆积或使导线上的积冰脱落。

Claims (5)

1.一种四分裂导线智能除冰装置，其特征是：底板(8)上设置有一轴(11)，轴上安装有一星形凸轮(3)：凸轮的四个凸头形状相同、均布在圆周上；星形凸轮(3)与均布在其周围的四根顶杆(4)内端接触、构成凸轮高副，每根顶杆与一滑槽(7)构成移动副、每根顶杆外端固联有一用于固定四分裂导线(10)的绝缘连接件(9)；形状记忆合金(1)一端固定在底板(8)上，另一端固定在星形凸轮(3)的凸头(3a)上，弹簧(2)位于该凸头(3a)另一侧，并固定在凸头(3a)与底板(8)之间；还具有与形状记忆合金(1)同一侧设置的棘爪自锁解锁机构：齿板(6b)固定在底板(8)上，齿条一端铰接在凸头(3a)上，齿条另一端上的棘爪(6a)与齿板(6b)啮合，用于拨动棘爪、使齿条上翘而解锁的杠杆(6c)设置在齿板外侧。

2.根据权利要求1所述四分裂导线智能除冰装置，其特征是：所述顶杆(4)顶部设置有滚轮(5)。

3.根据权利要求2所述四分裂导线智能除冰装置，其特征是：所述底板(8)上还以轴(11)心为中心对称地设置有另一组弹簧和形状记忆合金。

4.根据权利要求1或2或3所述四分裂导线智能除冰装置，其特征是：所述四根顶杆(4)的长度相同。

5.根据权利要求4所述四分裂导线智能除冰装置，其特征是：所述绝缘连接件(9)为绝缘套管。

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