CN105958412A - 一种接触网除冰装置和自动除冰系统 - Google Patents

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张波
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02G7/00—Overhead installations of electric lines or cables
    • H02G7/16—Devices for removing snow or ice from lines or cables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M1/00—Power supply lines for contact with collector on vehicle
    • B60M1/12—Trolley lines; Accessories therefor
    • B60M1/13—Trolley wires

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Abstract

本发明提供了一种接触网自动除冰系统，包括控制系统和接触网除冰装置，控制系统包括机车速度传感器、执行控制器、人工控制模块、冰情采集模块、信息存储模块和车载电脑；接触网除冰装置包括击打模块和移动模块。本发明的接触网除冰装置和自动除冰系统采用机车供电，机车携行，边行走边除冰，提高了工作效率；而且，本发明的接触网除冰装置和自动除冰系统采用敲击式除冰，施力方向与接触线垂直，与接触线悬挂方向平行，能做到不伤导线，保证人员和设备的安全。

Description

一种接触网除冰装置和自动除冰系统
技术领域
本发明涉及电动机车供电线路领域，特别涉及一种接触网除冰装置，还涉及一种接触网自动除冰系统。
背景技术
接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。受天气的影响，北方接触网常会结冰，冰柱搭结到接触网设备上易短路跳闸、断线，危及供电安全。
现有除冰方式主要靠人工作业，主要是通过机械敲击、震动、冲击、铣削等方式除冰，一方面除冰效率低，另一方面，作业人员工作环境恶劣，再一方面，作业人员容易发生人身伤害事故。
如何用自动化装置代替人工操作对接触网结冰进行除冰作业，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明提出一种接触网除冰装置和接触网自动除冰系统，解决了现有技术中通过人工对接触网结冰进行除冰作业的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种接触网除冰装置，包括：移动模块、击打模块和接触线支撑弹簧；
所述移动模块，包括：接触线导引片、滑轨、滑板；
所述击打模块，包括：变频器模块和两个机电螺线管组；变频器模块向两个机电螺线管组发送电流；两个机电螺线管组分别置于接触网两侧，每个机电螺线管组包括：复位弹簧、内层螺线管、外层螺线管，内层螺线管和外层螺线管采用相同绕制方式，内层螺线管套入外层螺线管中，内层螺线管后部安装复位弹簧；
接触线支撑弹簧安装在两个机电螺线管组中间。
可选地，通过螺线管支撑座将外层螺线管固定在接触网除冰装置外壳上。
本发明还提供了一种接触网自动除冰系统，包括控制系统和上述接触网除冰装置；
所述控制系统包括：机车速度传感器、执行控制器、人工控制模块、冰情采集模块、信息存储模块、车载电脑；
机车速度传感器，与车载电脑相连接，获取机车实时的速度信息；
执行控制器，一端与车载电脑相连接，另一端与变频器模块相连接，将车载电脑的执行指令转换为击打模块的控制信号；
人工控制模块，与车载电脑相连接，依据冰情信息和机车行驶速度人工向车载电脑发出操作指令，车载电脑将相应的执行指令输入到执行控制器，执行控制器输出控制信号控制变频器模块输出电流的大小和频率；
冰情采集模块，与车载电脑相连接，获取接触线上的实时冰情信息；
信息存储模块，与车载电脑相连接，储存冰情采集模块采集到的信息；
车载电脑，分析和管理服务器发出的指令、接触线冰情信息、机车行驶速度和人工发送的指令，向执行控制器发送相应的执行指令；
冰清采集模块为摄像头。
可选地，所述冰清采集模块为3D摄像头。
本发明的有益效果是：
(1)采用机车供电，机车携行，边行走边除冰，提高了工作效率；
(2)采用敲击式除冰，施力方向与接触线垂直，与接触线悬挂方向平行，能做到不伤导线，保证人员和设备的安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种接触网除冰装置的俯视结构示意图；
图2为本发明一种接触网除冰装置的前视结构示意图；
图3为本发明一种接触网自动除冰系统的控制框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明的接触网除冰装置包括移动模块、击打模块和接触线支撑弹簧。
移动模块，包括：接触线导引片1、滑轨2、滑板3。
击打模块，包括：变频器模块和两个机电螺线管组，变频器模块向两个机电螺线管组发送电流，两个机电螺线管组分别置于接触网两侧，每个机电螺线管组包括：复位弹簧4、内层螺线管5、外层螺线管6。
接触线支撑弹簧8安装在两个机电螺线管组中间。
本发明以现有机车前弓为依托，利用其弓头的滑板部分进行技术改造。现有技术条件下，为了使接触网与滑板间摩擦均匀，一般将接触网布置为S型或“之”字型，使其与中心线形成夹角。
因此，为了使本发明的接触网除冰装置更具应用价值，就必须使击打模块可以随接触网移动。覆冰情况下，将机车前弓滑板部分的石墨板去除，并在两条滑板3上加装滑轨2，后将击打模块放置在滑轨上，并在击打模块的前端设置接触线导引片1，使之能顺利的引导击打模块左右滑动。
机电螺线管由一个围绕不可移动的空心钢或铁芯的电磁感应线圈绕组组成。螺线管的主要电特性是一种电感器，拥有电感，具有对抗电流变化的特性。螺线管以集中磁场的方式存储能量，只要线路或者导体内存在电流，就会在线路周围形成磁场，把线路绕成一个线圈以后，磁场便变得非常集中。若将两个同向绕制的螺线管套在一起，同时产生的排斥力会推动两个螺线管做相反方向的相对运动。若两个运动螺线管组相向运动，产生的击打力就会击碎覆冰，达到接触网除冰目的。
如图1和图2所示，将采用相同的绕制方式的内层螺线管5套入外层螺线管6中，通过螺线管支撑座23将外层螺线管6固定在除冰装置外壳25上，并在内层螺线管5后部安装一个复位弹簧4。
当变频器模块发送一个电流时，内层螺线管5和外层螺线管6会同时感应出一个相同的磁场，磁场相互排斥，内层螺线管5会顺势向前运动。当电流足够大且线圈足够密实时，内层螺线管5产生的打击力会足够强大，以击碎覆冰。内层螺线管5到达预定位置后，复位弹簧4也已达到最大伸长，复位弹簧4收缩，将内层螺线管5复位。
而且，机电螺线管有变化极为迅速的特性，因此，通入合适频率的电流，机电螺线管的击打频率会发生变化，可以根据结冰程度的不同，控制变频器模块输出电流的频率，以控制机电螺线管的击打频率，实现不同的除冰效果。
本发明同时采用两个螺线管组分别置于接触网两侧，同时击打。如图1和图2所示，因击打的方向与接触线7垂直，与接触线7悬挂方向平行，所以接触网不会发生大的波动，不会影响后弓受流。
基于上述接触网除冰装置，如图3所示，本发明还提供了一种接触网自动除冰系统，包括控制系统和上述的除冰装置，控制系统包括：机车速度传感器、执行控制器、人工控制模块、冰情采集模块、信息存储模块、车载电脑。
机车速度传感器，与车载电脑相连接，获取机车实时的速度信息。
执行控制器，一端与车载电脑连接，另一端与变频器模块相连接，将车载电脑的执行指令转换为击打模块可读取的控制信号。
人工控制模块，与车载电脑连接，可依据冰情信息和机车行驶速度人工向车载电脑发出操作指令，车载电脑将相应的执行指令输入到执行控制器，执行控制器输出控制信号控制变频器模块输出电流的大小和频率。
冰情采集模块，与车载电脑连接，获取接触线上的实时冰情信息
信息存储模块，与车载电脑连接，储存冰情采集模块采集到的信息。
车载电脑，用于分析和管理服务器发出的指令、接触线冰情信息、机车行驶速度和人工发送的操作指令，向执行控制器发送相应的执行指令。
冰清采集模块为摄像头，优选地，本发明采用3D摄像头对接触网上的冰清进行采集。
本发明提供了一种接触网自动除冰系统，包括控制系统和除冰装置，控制系统包括机车速度传感器、执行控制器、人工控制模块、冰情采集模块、信息存储模块和车载电脑；除冰装置包括击打模块和移动模块。本发明的接触网除冰装置和自动除冰系统采用机车供电，机车携行，边行走边除冰，提高了工作效率；而且，本发明的接触网除冰装置和自动除冰系统采用敲击式除冰，施力方向与接触线垂直，与接触线悬挂方向平行，能做到不伤导线，保证人员和设备的安全。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种接触网除冰装置，其特征在于，包括：移动模块、击打模块和接触线支撑弹簧；
所述移动模块，包括：接触线导引片、滑轨、滑板；
所述击打模块，包括：变频器模块和两个机电螺线管组；变频器模块向两个机电螺线管组发送电流；两个机电螺线管组分别置于接触网两侧，每个机电螺线管组包括：复位弹簧、内层螺线管、外层螺线管，内层螺线管和外层螺线管采用相同绕制方式，内层螺线管套入外层螺线管中，内层螺线管后部安装复位弹簧；
接触线支撑弹簧安装在两个机电螺线管组中间。
2.如权利要求1所述的接触网除冰装置，其特征在于，通过螺线管支撑座将外层螺线管固定在接触网除冰装置外壳上。
3.一种接触网自动除冰系统，其特征在于，包括控制系统和权利要求1或2中任一项所述的接触网除冰装置；
所述控制系统包括：机车速度传感器、执行控制器、人工控制模块、冰情采集模块、信息存储模块、车载电脑；
机车速度传感器，与车载电脑相连接，获取机车实时的速度信息；
执行控制器，一端与车载电脑相连接，另一端与变频器模块相连接，将车载电脑的执行指令转换为击打模块的控制信号；
人工控制模块，与车载电脑相连接，依据冰情信息和机车行驶速度人工向车载电脑发出操作指令，车载电脑将相应的执行指令输入到执行控制器，执行控制器输出控制信号控制变频器模块输出电流的大小和频率；
冰情采集模块，与车载电脑相连接，获取接触线上的实时冰情信息；
信息存储模块，与车载电脑相连接，储存冰情采集模块采集到的信息；
车载电脑，分析和管理服务器发出的指令、接触线冰情信息、机车行驶速度和人工发送的操作指令，向执行控制器发送相应的执行指令；
冰清采集模块为摄像头。
4.如权利要求3所述的接触网自动除冰系统，其特征在于，所述冰清采集模块为3D摄像头。
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