CN107240891A - 拼装型输电线路防冰改造装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拼装型输电线路防冰改造装置，包括起重车，起重车的底盘上设有起重作业部分，起重作业部分悬吊有作业斗，作业斗内设有防冰装置存放顶升机构；防冰装置存放顶升机构包括箱体，箱体底部设有千斤顶，千斤顶底座连接有踏板，顶杆向上连接有垫板，垫板向上支撑有滑块，滑块在周向方向上与箱体内壁滑动连接；箱体下部于踏板处设有开口；滑块向上支撑有防冰罩存放架。本发明可以利用起重车沿输电线路调整作业斗的位置，使作业人员始终能够正面进行操作，并且便于升降运送防冰罩和弹性带以及人员。本发明能将现有输电线路改造为被动型防冰输电线路，使冰雪无法附着、累积在防冰罩上，起到主动防冰的作用。

Description

拼装型输电线路防冰改造装置

技术领域

本发明涉及供电技术领域，尤其涉及输电线路的防冰改造装置。

背景技术

现代社会的正常运转离不开电力的正常供应。在冬季，由于气温低，因此在雨雪等天气条件下，输电线路上容易发生覆冰现象。输电线路，尤其是高压输电线路，供电距离长，输电的容量大，一旦发生故障，将会给下游的用电单位和个人造成总量巨大的经济损失。如2005年华中电网的500KV超高压输电线路发生了倒塔并断线的事故，该次事故给下游的用电单位造成的经济损失超过了1000万元。经查，该次事故的主要原因就是输电线路的覆冰厚度超过设计允许的覆冰厚度所导致。当然，除了倒塔断线这种极端情况，输电线路覆冰的危害还可能表现在过负载、不均匀覆冰或不同期脱冰、覆冰导线舞动、绝缘子冰闪等方面。

在现代工业生产中，许多用电大户如电解铝生产企业，根据生产的规模，一次意外停炉事故将会造成少则百万，多则一两千万的经济损失。因此，输电线路稳定供应电力是现代社会正常运转的基础要求，输电线路防冰成为一个具有极强现实意义的研究课题。

目前，国际和国内的研究方向，聚集在除冰技术上，大致分为如下几类：

1、自然外力除冰。这是目前最简单易行也是最成熟的除冰技术。该技术主要利用自然中的大风和温差变化等自然外力去除输电线路覆冰；这是目前最简单易行也是最成熟的除冰技术。

2、机械除冰。机械除冰是通过机械对覆冰直接铲除，主要包括电磁脉冲除冰、滑动铲刮除冰和人工除冰三种方式。这些除冰方法较成熟，但是除净率低，受环境影响大。电磁脉冲除冰充分利用涡流的磁场与线圈磁场感应产生的斥力使导线扩张，待电流脉冲消失后导线收缩的原理，使导线表面的覆冰经导线反复的扩张和收缩后胀裂而掉落。滑动铲刮除冰是将电容器的冲击放电电流通过线圈产生的脉冲磁场转换为执行机构的脉冲力，进而将导线表面的覆冰击裂掉落。

3. 加热融冰法。加热融冰法是利用大于正常电流密度的传输电流通过输电线路时产生的焦耳热来融化导线的覆冰，极端情况为短路融冰。目前主要采用交流电流和直流电流两种加热融冰技术，利用高频高压激励产生的介电损耗融冰技术也有较小范围的应用。2011 年，由湖南大学王耀南所带的研究团队和湖南电力试验研究院、国防科技大学等多个机构联合承担并完成的“输电线路新型融冰、除冰技术及装置”的科研成果在输电线融冰领域中发挥了重要的作用。他们最新研制出来的先进直流融冰装置，已经在多条220 kV输电线路上成功地实现了直流融冰。

这些现有的研究成果，对于输电线路除冰来说具有重要意义，但这些研究都仅将研究方向放在了“覆冰后除冰”之上，目前尚没有如何防止输电线路覆冰的相关研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够将现有输电线路改造为防覆冰型输电线路的装置，使冰雪无法在改造后的输电线路上附着和累积。

为实现上述目的，本发明的拼装型输电线路防冰改造装置包括起重车，起重车的底盘上设有起重作业部分，起重作业部分包括转动连接在底盘上的支撑架，支撑架上设有卷扬机和支撑台，支撑台上铰接有伸缩吊臂，伸缩吊臂末端安装有定滑轮组件；卷扬机连接有起重钢丝绳，起重钢丝绳向上绕过定滑轮组件并向下连接有动滑轮组件，动滑轮组件向下通过吊绳悬吊有作业斗，作业斗内设有防冰装置存放顶升机构；

防冰装置存放顶升机构包括顶端敞口的箱体，箱体高1.2－1.5米，箱体底部设有千斤顶，千斤顶包括底座和顶杆，底座连接有踏板，顶杆向上伸出底座，顶杆向上固定连接有垫板，垫板向上支撑有滑块，滑块在周向方向上与箱体内壁滑动连接；箱体下部于踏板处设有用于使用者脚踏踏板的开口；滑块向上支撑有防冰罩存放架，防冰罩存放架上设有防冰罩；

防冰罩包括截面呈半圆形的钢化玻璃制的半圆管，半圆管的内径与输电线路的外径向适配；半圆管两底边分别倾斜向下向外连接有钢化玻璃制的左防护板和钢化玻璃制的右防护板，左防护板的内表面上设有左挂环，右防护板的内表面上设有右挂环；

所述半圆管沿径向向外凸起有若干轴向凸起和径向凸起，轴向凸起和径向凸起围成若干上防冰卡槽，上防冰卡槽在半圆管的外表面上均匀分布，上防冰卡槽内卡设有防冰剂块；

所述左防护板和右防护板上分别向外设有若干下防冰卡槽，下防冰卡槽在左防护板和右防护板的外表面上均匀分布，下防冰卡槽内卡设有防冰剂块；

防冰罩存放架包括呈矩阵排列的若干用于支撑防冰罩的横杆，每列位于同一竖直面的横杆的端部之间通过竖向连杆连接在一起，各竖向连杆之间通过若干水平连杆连接在一起，各水平连杆在上下方向上平行间隔设置，每个横杆上挂设有一个防冰罩。

防冰罩存放架一侧的滑块上叠摞有弹性带，弹性带的两端分别设有左挂钩和右挂钩，弹性带舒张状态下的长度小于左挂环和右挂环之间的直线距离。

所述最下层的水平连杆和竖向连杆分别向下连接有支腿，支腿支撑在所述滑块上；所述千斤顶的顶杆位于上极限位置时，最上层防冰罩的顶端高于箱体底壁1.5－1.7米。

所述左挂环和右挂环分别沿左防护板和右防护板的长度方向均匀间隔设有多组，每组左挂环和右挂环上分别勾接一条弹性带。

所述防冰剂块为氯盐或路丽美；所述氯盐为氯化钠或氯化钙或氯化镁；

所述上防冰卡槽处的轴向凸起上和径向凸起上分别设有连通两个相邻上防冰卡槽的透水通孔，所述透水通孔的顶端位于轴向凸起和径向凸起的上部且其底端位于轴向凸起和径向凸起的底部；所述左防护板和右防护板的底端截面均呈上粗下尖的倒锥形。

本发明具有如下的优点：

在使用本发明改造输电线路时，可以利用起重车方便地沿输电线路调整作业斗的位置，使作业人员始终能够正面进行操作，并且便于升降运送防冰罩和弹性带以及人员。

工作中，作业人员可以方便地通过踏板控制防冰罩存放架的高度，最大程度地方便取拿防冰罩。箱体高1.2－1.5米，适合多数人的身高，便于正常身高的人从箱体内拿取物品。

采用本发明的拼装型输电线路防冰改造装置，可以较为方便地将现有输电线路改造为防冰输电线路，使冰雪无法附着、累积在防冰罩上，起到主动防冰的作用，相比以往只能针对已形成的覆冰层进行除冰操作，本发明能够对输电线路进行改造，在冰雪天气无须出动人力物力在寒冷的室外进行除冰作业，大大节省了人力物力，杜绝了覆冰过厚带来的危害。改造好后的输电线路即可自发产生作用，防覆冰过程自动进行，且防覆冰过程无须动力，不消耗能量，与以往相比节约了除冰时消耗的能量。

融化的水由防冰罩的半圆管、左防护板和右防护板向下流动，最终由左防护板和右防护板的底端流下。由于左防护板和右防护板分别沿半圆管两底边分别倾斜向下向外设置，且左防护板和右防护板的底端截面均呈上粗下尖的倒锥形，因此水会由倒锥形部分的尖端处流下，不会经过左防护板和右防护板后又吸附到输电线路上，进一步杜绝水附着在输电线路上结冰附着的可能性。

输电线路中经常性地通过较大电流，防冰剂融化后具有一定的腐蚀性，安装位置暴露在室外也要求输电线路的防护装置具有较高的强度。半圆管、左防护板和右防护板均由钢化玻璃制成，绝缘性能好、耐腐蚀且具有较高的强度，非常适于输电线路防冰使用。

弹性带舒张状态下的长度小于左挂环和右挂环之间的直线距离，从而使弹性带在压住输电线路时会被拉伸，使半圆管和弹性带压紧输电线路。

左挂环和右挂环分别沿左防护板和右防护板的长度方向均匀间隔设有多组，每组左挂环和右挂环上分别勾接一条弹性带。这样，可以通过多条弹性带固定一个防冰罩，使防冰罩与输电线路结合得更为牢固，不会因为振动等因素造成防冰罩相对输电线路转动。

附图说明

图1是本发明改造后的输电线路的截面示意图；

图2是轴向凸起和径向凸起的截面示意图；

图3是弹性带的结构示意图；

图4是图1中半圆管的俯视示意图；

图5是本发明的整体结构示意图；

图6是作业斗的结构示意图；

图7是防冰罩存放架的结构示意图；

图8是图7的左视示意图。

为使图面简洁便于阅读，图8中未示出上防冰卡槽和下防冰卡槽。图1中，上防冰卡槽12的位置与径向凸起11的位置相重合，未在图1中单独指示出上防冰卡槽12的位置。

具体实施方式

如图1至图8所示，本发明的拼装型输电线路防冰改造装置包括起重车21，起重车21的底盘22上设有起重作业部分，起重作业部分包括转动连接在底盘22上的支撑架23，支撑架23上设有卷扬机24和支撑台25，支撑台25上铰接有伸缩吊臂26，伸缩吊臂26末端（上端）安装有定滑轮组件27；卷扬机24连接有起重钢丝绳28，起重钢丝绳28向上绕过定滑轮组件27并向下连接有动滑轮组件29，动滑轮组件29向下通过吊绳悬吊有作业斗30，作业斗30内设有防冰装置存放顶升机构；

伸缩吊臂26、卷扬机24、定滑轮组件27和动滑轮组件29等部件为现有常规结构，图未详示其具体结构。

防冰装置存放顶升机构包括顶端敞口的箱体31，箱体31高1.2－1.5米，箱体31底部设有千斤顶，千斤顶包括底座32和顶杆33，底座32连接有踏板34，顶杆33向上伸出底座32，顶杆33向上固定连接有垫板35，垫板35向上支撑有滑块36，滑块36在周向方向上与箱体31内壁滑动连接；箱体31下部于踏板34处设有用于使用者脚踏踏板34的开口37；滑块36向上支撑有防冰罩存放架；防冰罩存放架上设有防冰罩；千斤顶为常规结构，具体结构不再详述。

防冰罩包括截面呈半圆形的钢化玻璃制的半圆管2，半圆管2的内径与输电线路3的外径向适配；半圆管2两底边分别倾斜向下向外连接有钢化玻璃制的左防护板4和钢化玻璃制的右防护板5，左防护板4的内表面上设有左挂环6，右防护板5的内表面上设有右挂环7；

所述半圆管2沿径向向外凸起有若干轴向凸起10和径向凸起11，轴向凸起10和径向凸起11围成若干上防冰卡槽12，上防冰卡槽12在半圆管2的外表面上均匀分布，上防冰卡槽12内卡设有防冰剂块；

所述左防护板4和右防护板5上分别向外设有若干下防冰卡槽13，下防冰卡槽13在左防护板4和右防护板5的外表面上均匀分布，下防冰卡槽13内卡设有防冰剂块；为使图面清晰，图中未示出防冰剂块。

防冰罩存放架包括呈矩阵排列的若干用于支撑防冰罩的横杆38，每列位于同一竖直面的横杆38的端部之间通过竖向连杆39连接在一起，各竖向连杆39之间通过若干水平连杆40连接在一起，各水平连杆40在上下方向上平行间隔设置，每个横杆38上挂设有一个防冰罩。

防冰罩存放架一侧的滑块36上叠摞有弹性带1，弹性带1的两端分别设有左挂钩8和右挂钩9，弹性带1舒张状态下的长度小于左挂环6和右挂环7之间的直线距离。

所述最下层的水平连杆40和竖向连杆39分别向下连接有支腿41，支腿41支撑在所述滑块36上；所述千斤顶的顶杆33位于上极限位置时，最上层防冰罩的顶端高于箱体31底壁1.5－1.7米。这样，正常身高范围内的工作人员，都可以通过踏板34来控制防冰罩存放架起升到合适操作的高度，便于使用。

所述左挂环6和右挂环7分别沿左防护板4和右防护板5的长度方向均匀间隔设有多组，每组左挂环6和右挂环7上分别勾接一条弹性带1。

这样，在对输电线路3改造后，可以通过多条弹性带1固定一个防冰罩，使防冰罩与输电线路3结合得更为牢固，不会因为振动等因素造成防冰罩相对输电线路3转动。所述防冰剂块为氯盐或路丽美；所述氯盐为氯化钠或氯化钙或氯化镁。

所述上防冰卡槽12处的轴向凸起10上和径向凸起11上分别设有连通两个相邻上防冰卡槽12的透水通孔14，所述透水通孔14的顶端位于轴向凸起10和径向凸起11的上部且其底端位于轴向凸起10和径向凸起11的底部；所述左防护板4和右防护板5的底端截面均呈上粗下尖的倒锥形。

使用本发明对现有输电线路3进行改造时，依次按以下步骤进行：

第一步骤是预告步骤；在待施工的输电线路段下游区域，通过张贴停电公告以及发送通知短信的方式提前7天至2个月预告停电改造日期及时间段（如凌晨1点至5点），使下游的用电单位和家庭作好准备；

第二步骤是预备步骤；在预告时间段前5－24小时，将改造方法所需的设备及物资（主要是起重车21、作业斗30、防冰罩和弹性带1）运输至改造现场；设备和物资提前进场一是为了保证预定的停电时间段到来时，能够立即开始改造，二是为了一旦发生意外情况出现设备或物资延迟的情况，组织者还有5－29小时的时间进行应急处理，排除意外情况，或者重新组织设备或物资的运输，保证在停电时段到来前设备或物资运输至改造现场。检查各防冰罩的上防冰卡槽12和下防冰卡槽13内是否卡满防冰剂块，去除防冰剂块未装满的防冰罩，保留装满防冰剂的防冰罩待用；

第三步骤是开始步骤，预告时间段到来时，对待施工的输电线路段实施断电操作；将起重车21开至待施工的输电线路段一侧端部，升起伸缩吊臂26，使其顶端位于待施工的输电线路3处，控制卷扬机24将作业斗30向下放至地面，然后作业人员在作业斗30内的防冰罩存放架的横杆38上挂满防冰罩，在每根横杆38上挂一个防冰罩，并在防冰罩存放架一侧的滑块36上叠摞堆放弹性带1，最后作业人员进入作业斗30内；

第四步骤是提升步骤；控制卷扬机24提升作业斗30至待施工的输电线路3处；

第五步骤是作业步骤；作业人员拿起防冰罩存放架最顶部的防冰罩，将其开口37朝下挂到输电线路3上，然后作业人员从滑块36上取出弹性带1，将弹性带1的左挂钩8挂到本步骤上述防冰罩的左挂环6上，将弹性带1的右挂钩9挂到本步骤上述防冰罩的右挂环7上，从而将该防冰罩固定在输电线路3上；在该防冰罩的每一组左挂环6和右挂环7之间安装一条弹性带1，完成该防冰罩的安装工作；

沿输电线路3的长度方向重复进行第五步骤，在输电线路3上依次安装防冰罩，并使相邻防冰罩之间紧密配合；在此过程中，地面人员操作起重车21，使起重车21根据作业进度带动作业斗30沿输电线路3移动，保证作业人员始终能够正面面对输电线路3安装防冰罩；当作业斗30内的防冰罩或弹性带1用尽时，地面人员操作卷扬机24放下作业斗30，重新向防冰罩存放架的横杆38上挂满防冰罩，并在防冰罩存放架一侧的滑块36上叠摞堆放弹性带1，然后地面人员操作卷扬机24，将作业斗30提升至输电线路3处，继续进行第五步骤；

第六步骤是结束步骤；当待施工的输电线路段上装满防冰罩后，停止进行第五步骤，地面人员操作卷扬机24放下作业斗30，然后恢复该段输电线路3的供电，撤离人员和物资。

在重复进行第五步骤的过程当中，当防冰罩存放架上部的防冰罩已被取出后，作业人员根据自身身高，用脚踩踏千斤顶的踏板34，使千斤顶的顶杆33通过垫板35将滑块36向上顶升至合适拿取防冰罩的高度。

本发明改造后的输电线路，输电线路3本体被防冰罩罩住，在冬季遇到雨雪天气时，雨或雪只能落在防冰罩上。防冰罩上的上防冰卡槽12和下防冰卡槽13内卡设的防冰剂块与雨雪接触，水的凝固点降低（通常会降低至零下20℃左右）。由于对于冰雪来说，实际上其表面不断发生着融化和凝固的过程，因为融化与凝固的速度相等（融化的速度没有超过凝固的速度），因此整体表现为固态。这样，凝固点下降后，冰雪融化的速度就会超过凝固的速度，即便与防冰剂块接触的是固态的冰雪，其也会逐渐融化，融化部分的水在沿防冰罩向下流动时，会带动其上的固体部分一并脱落，从而使冰雪无法附着、累积在防冰罩上，起到主动防冰的作用。

当然，气温极端低温，低于防冰剂溶液的凝固点后，本发明也会失去作用。但我国绝大部分地区在北温带，很难遇到极端低温，因此这种极端情况可以不予考虑。

当本发明中的防冰输电线路使用较长时间、各上防冰卡槽12内的防冰剂有所消耗之后，透水通孔14将会露出。透水通孔14能够平衡各防冰卡槽内防冰剂的量，消耗较少的防冰卡槽内有水时，该处的溶有一定量防冰剂的水会通过透水通孔14进入防冰剂消耗较多的的防冰卡槽中，使得各上防冰卡槽12内的防冰剂的消耗量趋于均衡。由于左防护板4和右防护板5设置在半圆管2两底边处并向下倾斜向外倾斜设置，因此左防护板4和右防护板5的坡度较大，冰雪难以在其上附着，水则会迅速通过左防护板4和右防护板5滴落，因此下防冰卡槽13内的防冰剂块的消耗速度大大小于上防冰卡槽12内的防冰剂块的消耗速度，无须在下防冰卡槽13的槽壁上设置透水通孔14来平衡各处防冰剂的消耗。

总之，采用本发明，可以使冰雪无法附着、累积在防冰罩上，起到主动防冰的作用，相比以往只能针对已形成的覆冰层进行除冰操作，本发明在冰雪天气无须出动人力物力在寒冷的室外进行除冰作业，大大节省了人力物力，进一步杜绝了覆冰过厚带来的危害。本发明安装好后即可自发产生作用，防覆冰过程自动进行，且防覆冰过程无须动力，不消耗能量，与以往相比节约了除冰时消耗的能量（电能和机械能）。

经本发明改造后的输电线路3遇到冰雪天气时，融化的水由防冰罩的半圆管2、左防护板4和右防护板5向下流动，最终由左防护板4和右防护板5的底端流下。由于左防护板4和右防护板5分别沿半圆管2两底边分别倾斜向下向外设置，且左防护板4和右防护板5的底端截面均呈上粗下尖的倒锥形，因此水会由倒锥形部分的尖端处流下，不会经过左防护板4和右防护板5后又吸附到输电线路3上，进一步杜绝水附着在输电线路3上结冰附着的可能性。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.拼装型输电线路防冰改造装置，其特征在于：包括起重车，起重车的底盘上设有起重作业部分，起重作业部分包括转动连接在底盘上的支撑架，支撑架上设有卷扬机和支撑台，支撑台上铰接有伸缩吊臂，伸缩吊臂末端安装有定滑轮组件；卷扬机连接有起重钢丝绳，起重钢丝绳向上绕过定滑轮组件并向下连接有动滑轮组件，动滑轮组件向下通过吊绳悬吊有作业斗，作业斗内设有防冰装置存放顶升机构；

防冰装置存放顶升机构包括顶端敞口的箱体，箱体高1.2－1.5米，箱体底部设有千斤顶，千斤顶包括底座和顶杆，底座连接有踏板，顶杆向上伸出底座，顶杆向上固定连接有垫板，垫板向上支撑有滑块，滑块在周向方向上与箱体内壁滑动连接；箱体下部于踏板处设有用于使用者脚踏踏板的开口；滑块向上支撑有防冰罩存放架，防冰罩存放架上设有防冰罩；

防冰罩包括截面呈半圆形的钢化玻璃制的半圆管，半圆管的内径与输电线路的外径向适配；半圆管两底边分别倾斜向下向外连接有钢化玻璃制的左防护板和钢化玻璃制的右防护板，左防护板的内表面上设有左挂环，右防护板的内表面上设有右挂环；

所述半圆管沿径向向外凸起有若干轴向凸起和径向凸起，轴向凸起和径向凸起围成若干上防冰卡槽，上防冰卡槽在半圆管的外表面上均匀分布，上防冰卡槽内卡设有防冰剂块；

所述左防护板和右防护板上分别向外设有若干下防冰卡槽，下防冰卡槽在左防护板和右防护板的外表面上均匀分布，下防冰卡槽内卡设有防冰剂块；

防冰罩存放架包括呈矩阵排列的若干用于支撑防冰罩的横杆，每列位于同一竖直面的横杆的端部之间通过竖向连杆连接在一起，各竖向连杆之间通过若干水平连杆连接在一起，各水平连杆在上下方向上平行间隔设置，每个横杆上挂设有一个防冰罩。

2.根据权利要求1所述的拼装型输电线路防冰改造装置，其特征在于：防冰罩存放架一侧的滑块上叠摞有弹性带，弹性带的两端分别设有左挂钩和右挂钩，弹性带舒张状态下的长度小于左挂环和右挂环之间的直线距离。

3.根据权利要求1或2所述的拼装型输电线路防冰改造装置，其特征在于：所述最下层的水平连杆和竖向连杆分别向下连接有支腿，支腿支撑在所述滑块上；所述千斤顶的顶杆位于上极限位置时，最上层防冰罩的顶端高于箱体底壁1.5－1.7米。

4.根据权利要求3所述的拼装型输电线路防冰改造装置，其特征在于：所述左挂环和右挂环分别沿左防护板和右防护板的长度方向均匀间隔设有多组，每组左挂环和右挂环上分别勾接一条弹性带。

5.根据权利要求4所述的拼装型输电线路防冰改造装置，其特征在于：所述防冰剂块为氯盐或路丽美；所述氯盐为氯化钠或氯化钙或氯化镁；

所述上防冰卡槽处的轴向凸起上和径向凸起上分别设有连通两个相邻上防冰卡槽的透水通孔，所述透水通孔的顶端位于轴向凸起和径向凸起的上部且其底端位于轴向凸起和径向凸起的底部；所述左防护板和右防护板的底端截面均呈上粗下尖的倒锥形。