CN105896441A - 一种超声波高压线防积雪装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力设备技术领域，具体提供了一种超声波高压线防积雪装置，包括震动体组件、陶瓷绝缘体组件、电路仓及装置安装底板，电路仓中放置超声波发生电路和电源装置，电源装置和超声波发生电路直接相连；超声波发生电路通过正极导线和负极导线分别与正极极片和负极极片相连；当接通电源时，超声波发生电路产生的超声波信号通过正极导线和负极导线分别传送到正极极片和负极极片上，压电陶瓷体带动震动体组件产生微米级震动，震动体组件通过陶瓷绝缘体组件变幅，在高压线处产生数十倍的震动，从而达到防止雨雪停留在高压输电线缆上的目的，进而避免了输电线路因雨雪冰冻灾害而故障停运，工作质量高、使用简单，便于推广和应用。

Description

一种超声波高压线防积雪装置

技术领域

本发明属于高压线电力设备技术领域，具体涉及一种超声波高压线防积雪装置。

背景技术

随着我国经济的高速发展，超高压大容量线路越建越多，线路布局的地理环境也越来越复杂，如大面积的水库、湖泊和崇山峻岭等，输电线路在冬季因冰雪灾害引发的供电中断是时常发生的，线路维护工作非常艰巨，尤其是在我国云贵高原和川陕一带，由雾凇和雨凇现象，造成架空输电线路覆盖冰雪尤为严重，其修复难度大，修复周期长，这不但影响铁路交通，而且影响了大众生活以及社会各行各业。

众所周知，2008年的冰雪灾害不但给我国南方的交通造成了极大地破坏，严重地影响了人们的生活，而且对我国的电力系统带来了毁灭性的灾难，使我国的电力设施造成了巨大的损失。在整个冰冻期间，各地多次出现电网解裂和大面积停电现象，其冰冻范围之大，受灾面积之广相当罕见。2011年1月份四川再次发生雨雪冰冻灾害天气，四川电网部分输电线路出现覆盖冰雪情况，致使500千伏超高压线路因故障停运，极大地影响了电网供应区域的人们的生活。

因而，防止输电线路因雨雪冰冻灾害而产生故障停运是保证国家电网电力系统正常运行和人民生活正常用电的最有力的途径，因此解决输电线路冰冻问题，已迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于克服高压线输电线路上因雨雪冰冻灾害而出现故障停运的问题。

为此，本发明提供了一种超声波高压线防积雪装置，包括由上而下依次安装的装置安装底板、电路仓、震动体组件、陶瓷绝缘体组件；所述电路仓和震动体组件的外部均设有金属外壳，所述装置安装底板、金属外壳和陶瓷绝缘体组件之间均用装置紧固件连接；所述电路仓中设有超声波发生电路和与所述超声波发生电路相连的电源装置；

所述震动体组件包括第一压电陶瓷体、第二压电陶瓷体、正极导线、负极导线；所述第一压电陶瓷体与第二压电陶瓷体均安装于震动体组件的内部，且所述第一压电陶瓷体与第二压电陶瓷体之间设有正极极片，所述第一压电陶瓷体的顶部设有第一负极极片，所述第二压电陶瓷体的底部设有第二负极极片；所述第一负极极片的上方设置有顶盖，所述第二负极极片的下方设置有底盖；所述超声波发生电路通过正极导线与正极极片连接，所述超声波发生电路通过负极导线分别与第一负极极片、第二负极极片相连；

所述陶瓷绝缘体组件包括由上而下依次安装的绝缘体安装底板、锥形陶瓷绝缘体及绝缘体前端安装卡。

上述一种超声波高压线防积雪装置，所述震动体组件与金属外壳之间设有尼龙内衬。

上述一种超声波高压线防积雪装置，所述顶盖与装置安装底板的中心处均设有孔眼，正极导线穿过顶盖上的孔眼与正极极片相连，负极导线穿过顶盖上的孔眼分别与第一负极极片、第二负极极片相连。

上述一种超声波高压线防积雪装置，所述绝缘体前端安装卡包括上绝缘体前端安装卡和下绝缘体前端安装卡，所述上绝缘体前端安装卡和下绝缘体前端安装卡通过绝缘体前端安装卡紧固件连接；所述上绝缘体前端安装卡和下绝缘体前端安装卡之间设有高压线护线铝带。

上述一种超声波高压线防积雪装置，所述电源装置可以为大容量电池或者柔性太阳能电池或者由变压器构成的电源装置。

上述一种超声波高压线防积雪装置，所述柔性太阳能电池可以覆盖于金属外壳上，且通过导线与超声波发生电路连接。

上述一种超声波高压线防积雪装置中超声波的产生方法，具体包括如下步骤：

步骤一、由晶振作为频率源，通过起振电路和数字分频电路得到频率和幅度稳定的方波，对所得方波信号进行幅度调整，得到双极性的对称方波，再通过三角波运算电路进行积分运算放大，得到高精度高频三角波；

步骤二、通过基本振荡电路得到三角波，再利用正弦波整形电路得到高精度正弦波，通过前置放大电路将得到的正弦波信号放大至需要的幅值；

步骤三、将所述高精度高频三角波与所述高精度正弦波通过比较器的比较，得到PWM信号；

步骤四、将所述PWM信号通过驱动电路整形变换成互补对称的输出驱动信号，推动H桥开关功放电路将PWM信号中的调制信号解调出来，并采用4阶Butterworth低通滤波器滤除载波，最终得到所需要的超声波。

本发明的有益效果：本发明提供的这种超声波高压线防积雪装置，通过增加电路仓的设计，实现了电源接通时超声波发生电路产生的超声波信号通过正极导线和负极导线分别传送到正极极片和负极极片上，进而压电陶瓷体带动震动体组件产生微米级震动，同时震动体组件通过陶瓷绝缘体组件变幅，在高压线处产生数十倍的震动，从而达到防止雨雪停留在高压输电线缆上的目的，进而避免了输电线路因雨雪冰冻灾害而出现的故障停运现象；因此，该超声波高压线防积雪装置，具有工作质量高、使用简单的优点，便于推广和应用。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明一种超声波高压线防积雪装置的结构示意图。

图2是本发明一种超声波高压线防积雪装置的A-A剖面示意图。

图3是本发明一种超声波高压线防积雪装置的震动体组件的结构示意图。

图4是本发明一种超声波高压线防积雪装置的陶瓷绝缘体组件的结构示意图。

图5是本发明一种超声波高压线防积雪装置中超声波的产生方法中步骤一即产

生三角波的电路图。

图6是本发明一种超声波高压线防积雪装置中超声波的产生方法中步骤二即产

生正弦波的电路图。

图7是本发明一种超声波高压线防积雪装置中超声波的发生电路图。

附图标记说明：1、装置安装底板；2、金属外壳；3、电路仓；4、震动体组件；5、陶瓷绝缘体组件；6、装置紧固件；401、正极导线；402、尼龙内衬；403、顶盖；404、第一压电陶瓷体；405、正极极片；406、底盖；407、第一负极极片；408、负极导线；409、第二压电陶瓷体；410、第二负极极片；501、绝缘体安装底板；502、锥形陶瓷绝缘体；503、上绝缘体前端安装卡；504、高压线护线铝带；505、下绝缘体前端安装卡；506、绝缘体前端安装卡紧固件。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1：

结合图1和图2所示，一种超声波高压线防积雪装置，包括由上而下依次安装的装置安装底板1、电路仓3、震动体组件4、陶瓷绝缘体组件5；其中，电路仓3和震动体组件4的外部均设有金属外壳2，装置安装底板1、金属外壳2和陶瓷绝缘体组件5之间均用装置紧固件6连接。

其中，电路仓3中设有超声波发生电路和与超声波发生电路相连的电源装置；又如图3所示，震动体组件4包括第一压电陶瓷体404、第二压电陶瓷体409、正极导线401、负极导线408；第一压电陶瓷体404与第二压电陶瓷体409均安装于震动体组件4的内部，且第一压电陶瓷体404与第二压电陶瓷体409之间设有正极极片405，第一压电陶瓷体404的顶部设有第一负极片407，第二压电陶瓷体409的底部设有第二负极极片410；第一负极极片407的上方设置有顶盖403，第二负极极片410的下方设置有底盖406；超声波发生电路通过正极导线401与正极极片405连接，超声波发生电路通过负极导线408分别与第一负极极片407、第二负极极片410相连。

如图4所示，陶瓷绝缘体组件5包括由上而下依次安装的绝缘体安装底板501、锥形陶瓷绝缘体502及绝缘体前端安装卡；绝缘体前端安装卡包括上绝缘体前端安装卡503和下绝缘体前端安装卡505，上绝缘体前端安装卡503和下绝缘体前端安装卡505通过绝缘体前端安装卡紧固件506连接；上绝缘体前端安装卡503和下绝缘体前端安装卡505之间设有高压线护线铝带504。

其中，震动体组件4与金属外壳2之间设有尼龙内衬402；顶盖403与装置安装底板1的中心处均设有孔眼，正极导线401穿过顶盖403上的孔眼与正极极片405相连，负极导线408穿过顶盖403上的孔眼分别与第一负极极片407、第二负极极片410相连。

其中，电源装置可以为大容量电池，正极导线401、负极导线408的分别与大容量电池相应的正负极相连接，从而为整个防积雪装置供电。

实施例2：

在实施例1的基础上，结合图5、图6、图7，该防积雪装置中超声波可通过如下方法产生：具体包括如下步骤：

步骤一、由晶振作为频率源，通过起振电路和数字分频电路得到频率和幅度稳定的方波，对所得方波信号进行幅度调整，得到双极性的对称方波，再通过三角波运算电路进行积分运算放大，得到高精度高频三角波；

步骤二、通过基本振荡电路得到三角波，再利用正弦波整形电路得到高精度正弦波，通过前置放大电路将得到的正弦波信号放大至需要的幅值；

步骤三、将所述高精度高频三角波与所述高精度正弦波通过比较器的比较，得到PWM信号；

步骤四、将所述PWM信号通过驱动电路整形变换成互补对称的输出驱动信号，推动H桥开关功放电路将PWM信号中的调制信号解调出来，并采用4阶Butterworth低通滤波器滤除载波，最终得到所需要的超声波。

实施例3：

在实施例1的基础上，电源装置还可以为柔性太阳能电池，柔性太阳能电池因其技术先进、性能优良、成本低廉等优点而得到了广泛应用；此处，柔性太阳能电池可以覆盖于金属外壳2上，并通过导线与超声波发生电路相连。

实施例4：

在实施例1的基础上，电源装置还可以由变压器构成，其中，变压器的输入端通过碳刷与高压输电线相连，变压器的输出端与超声波发生电路相连。

综上，该超声波高压线防积雪装置，具体在使用时：可以固定在高压线架上面，当接通电源时，超声波发生电路产生的超声波信号通过正极导线401和负极导线408分别传送到正极极片405和第一负极极片407与第二负极极片410上，因此压电陶瓷体带动震动体组件4产生微米级震动，震动体组件4通过陶瓷绝缘体组件5变幅，在高压线处产生数十倍的震动，从而达到防止雨雪停留在高压输电线缆上的目的，进而避免了输电线路因雨雪冰冻灾害而故障停运。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种超声波高压线防积雪装置，其特征在于：包括由上而下依次安装的装置安装底板（1）、电路仓（3）、震动体组件（4）、陶瓷绝缘体组件（5）；所述电路仓（3）和震动体组件（4）的外部均设有金属外壳（2），所述装置安装底板（1）、金属外壳（2）和陶瓷绝缘体组件（5）之间均用装置紧固件（6）连接；所述电路仓（3）中设有超声波发生电路和与所述超声波发生电路相连的电源装置；

所述震动体组件（4）包括第一压电陶瓷体（404）、第二压电陶瓷体（409）、正极导线（401）、负极导线（408）；所述第一压电陶瓷体（404）与第二压电陶瓷体（409）均安装于震动体组件（4）的内部，且所述第一压电陶瓷体（404）与第二压电陶瓷体（409）之间设有正极极片（405），所述第一压电陶瓷体（404）的顶部设有第一负极极片（407），所述第二压电陶瓷体（409）的底部设有第二负极极片（410）；所述第一负极极片（407）的上方设置有顶盖（403），所述第二负极极片（410）的下方设置有底盖（406）；所述超声波发生电路通过正极导线（401）与正极极片（405）连接，所述超声波发生电路通过负极导线（408）分别与第一负极极片（407）、第二负极极片（410）相连；

所述陶瓷绝缘体组件（5）包括由上而下依次安装的绝缘体安装底板（501）、锥形陶瓷绝缘体（502）及绝缘体前端安装卡。

2.根据权利要求1所述的一种超声波高压线防积雪装置，其特征在于：所述震动体组件（4）与金属外壳（2）之间设有尼龙内衬（402）。

3.根据权利要求1所述的一种超声波高压线防积雪装置，其特征在于：

所述顶盖（403）与装置安装底板（1）的中心处均设有孔眼。

4.根据权利要求1所述的一种超声波高压线防积雪装置，其特征在于：所述绝缘体前端安装卡包括上绝缘体前端安装卡（503）和下绝缘体前端安装卡（505），所述上绝缘体前端安装卡（503）和下绝缘体前端安装卡（505）通过绝缘体前端安装卡紧固件（506）连接；所述上绝缘体前端安装卡（503）和下绝缘体前端安装卡（505）之间设有高压线护线铝带（504）。

5.根据权利要求1所述的一种超声波高压线防积雪装置，其特征在于：所述电源装置可以为大容量电池或者柔性太阳能电池或者由变压器构成的电源装置。

6.根据权利要求5所述的一种超声波高压线防积雪装置，其特征在于：所述柔性太阳能电池可以覆盖于金属外壳（2）上。