CN114353678B - 一种基于测距的配电网架空线覆冰检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于测距的配电网架空线覆冰检测装置，包括：机架，所述机架上设有行走轮，所述行走轮位于架空线的外侧，所述机架通过行走轮在架空线上移动；测距机构，所述测距机构安装在机架的底部，所述测距机构的下方设有接收平台，所述接收平台安装在地面上，所述测距机构测量与接收平台之间的距离变化从而测量架空线的覆冰程度；驱动机构，所述驱动机构安装在机架内，本发明通过红外发射器与红外接收器的距离变化情况，结合公式就可以直接计算出架空线上的覆冰情况，人员不用外出再去观察线缆覆冰情况，减小人员的劳动强度，减小成本，计算得到的数据较为准确，方便对覆冰情况的监测。

Description

一种基于测距的配电网架空线覆冰检测装置

技术领域

本发明涉及配电网维保技术领域，具体为一种基于测距的配电网架空线覆冰检测装置。

背景技术

架空线路主要指架空明线，架设在地面之上，是用绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上以传输电能的输电线路。架设及维修比较方便，成本较低，但容易受到气象和环境(如大风、雷击、污秽、冰雪等)的影响而引起故障，同时整个输电走廊占用土地面积较多，易对周边环境造成电磁干扰。

架空输电线路超设计条件覆冰是影响送电线路安全运行的突出问题之一。近年来，国内电网受大气候和微地形、微气象条件的影响，冰害事故时有发生。冻雨覆冰使输电线路的荷重增加，对导线、铁塔、绝缘子和金具带来不同程度的机械损坏，严重时会导致断线和倒杆塔，造成大面积停电事故，目前，检测线路覆冰的方法主要有人工巡视、无人机拍摄和观冰站等，也就是人工在架空输电线的底部直接观察输电线路结冰状况，在某些人员无法直达的位置使用无人机进行拍摄，或者在输电线附近建造观冰站，利用人工直接在观冰站上对架空线观测。

但是，部分山区需要人员沿着山路对输电线定时巡查，人员劳动强度较大，无人机观测需要采购无人机，观冰站需要在观测地区建造建筑，投资成本较高，无人机拍摄和人员直接观察不能较为准确的确定结冰厚度，检测结果偏差较大，为此，我们提出一种基于测距的配电网架空线覆冰检测装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于测距的配电网架空线覆冰检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于测距的配电网架空线覆冰检测装置，包括：

机架，所述机架上设有行走轮，所述行走轮位于架空线的外侧，所述机架通过行走轮在架空线上移动；

测距机构，所述测距机构安装在机架的底部，所述测距机构的下方设有接收平台，所述接收平台安装在地面上，所述测距机构测量与接收平台之间的距离变化从而测量架空线的覆冰程度；

驱动机构，所述驱动机构安装在机架内，所述驱动机构可推动机架从架空线上移动至两侧的电线杆处，

所述测距机构包括安装在机架底部的连接筒，所述连接筒的内部设有红外发射器，所述接收平台内设有红外接收器。

优选的，所述连接筒内设有隔板，所述红外发射器的端部设有球状块，所述球状块可在隔板内转动。

优选的，所述红外发射器的外侧设有配重块，所述隔板的顶部设有橡胶环，所述橡胶环的内部呈中空状，所述橡胶环的内部设有水银。

优选的，所述连接筒的内壁设有加热丝，所述加热丝位于配重块的上方。

优选的，所述驱动机构包括安装在机架内的电机，所述电机输出轴的自由端设有齿轮一，所述齿轮一的一侧设有齿轮二，所述齿轮二安装在机架上，所述机架内设有驱动轮，所述驱动轮与架空线处于分离状态，所述驱动轮的两端设有两个齿轮三，其中一侧的所述齿轮三与齿轮二啮合。

优选的，所述行走轮通过辅助机构安装在机架的一侧，所述辅助机构与驱动机构之间设有解锁机构，所述辅助机构包括安装在行走轮转轴上的套环，所述套环的底部设有导柱，所述机架的顶部设有套筒，所述导柱可在导套内滑动，所述导柱与导套之间设有弹簧，所述弹簧处于拉伸状态。

优选的，所述解锁机构包括安装在行走轮转轴上的转动杆一，所述转动杆一的底部设有转动杆二，所述转动杆一与转动杆二之间转动连接，所述转动杆二与机架转动连接，所述机架的内部设有两个呈对称分布的导向杆，所述导向杆的一侧设有可与齿轮三啮合的齿牙，所述导向杆的外侧设有可推动转动杆一和转动杆二相对转动的凸块。

优选的，所述电机安装在驱动轮的底部。

优选的，所述机架远离齿牙的一侧设有磁石，所述磁石与机架固定连接，所述磁石的顶部位于齿牙的侧面。

本发明至少具备以下有益效果：

通过测距机构可以在架空线的外侧直接测量架空线与地面之间的距离，在距离缩短时架空线上覆冰，通过缩短距离的长度得到覆冰冰层的厚度，相对于现有技术中，部分山区需要人员沿着山路对输电线定时巡查，人员劳动强度较大，无人机观测需要采购无人机，观冰站需要在观测地区建造建筑，投资成本较高，无人机拍摄和人员直接观察不能较为准确的确定结冰厚度，检测结果偏差较大，本发明通过红外发射器与红外接收器的距离变化情况，结合公式就可以直接计算出架空线上的覆冰情况，人员不用外出再去观察线缆覆冰情况，减小人员的劳动强度，减小成本，计算得到的数据较为准确，方便对覆冰情况的监测。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明局部结构图；

图3为本发明另一视角局部图；

图4为图3中A区域放大图；

图5为本发明局部剖视图；

图6为本发明测距机构局部剖视图；

图7为图6中B区域放大图；

图8为本发明解锁机构局部爆炸图；

图9为本发明架空线整体图。

图中：1-机架；2-行走轮；3-架空线；4-测距机构；41-连接筒；42-红外发射器；43-隔板；44-球状块；45-配重块；46-橡胶环；47-水银；48-加热丝；5-接收平台；6-驱动机构；61-电机；62-齿轮一；63-齿轮二；64-齿轮三；65-驱动轮；7-辅助机构；71-套环；72-导柱；73-导套；74-弹簧；8-解锁机构；81-转动杆一；82-转动杆二；83-导向杆；84-齿牙；85-凸块；9-磁石。

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。

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种基于测距的配电网架空线3覆冰检测装置，包括：

机架1，所述机架1上设有行走轮2，所述行走轮2位于架空线3的外侧，所述机架1通过行走轮2在架空线3上移动；

测距机构4，所述测距机构4安装在机架1的底部，所述测距机构4的下方设有接收平台5，所述接收平台5安装在地面上，所述测距机构4测量与接收平台5之间的距离变化从而测量架空线3的覆冰程度；

驱动机构6，所述驱动机构6安装在机架1内，所述驱动机构6可推动机架1从架空线3上移动至两侧的电线杆处，

所述测距机构4包括安装在机架1底部的连接筒41，连接筒41与机架1固定连接，所述连接筒41的内部设有红外发射器42，所述接收平台5内设有红外接收器。

在冬季需要对架空线3覆冰情况检测时，只需将设备放置在架空线3上，行走轮2位于架空线3的顶部，操作人员松手，设备在行走轮2的作用下滚动至一段架空线3缆的最低点，此时红外发射器42位于机架1的最低部，红外发射器42不断发射红外线，位于地面的红外接收器不断接收信号，从而可以得到红外发射器42距离红外接收器的距离，距离处于较为稳定的状态，当架空线3缆上覆冰时，此时架空线3受到的重力加大，架空线3会向下弯曲，红外发射器42与红外接收器的距离减小，通过距离减小程度结合算法就可以直接得到架空线3上的覆冰情况，人员不用外出再去观察线缆覆冰情况，减小人员的劳动强度，减小成本，计算得到的数据较为准确，方便对覆冰情况的监测，在冬季结束后，需要将设备取下维护时，只需远程启动驱动机构6，驱动机构6推动设备在架空线3上移动，将设备从架空线3上取下，进而更加方便设备的使用，减小夏季高温对设备造成的损耗，设备取电可采用电池、太阳能或者架空线3取电。

所述连接筒41内设有隔板43，隔板43与连接筒41固定连接，所述红外发射器42的端部设有球状块44，球状块44与红外发射器42固定连接，所述球状块44可在隔板43内转动，在设备运动至架空线3的最底端时，此时红外发射器42顶部的球状块44在隔板43内转动，进而自由转动至红外发射器42的端部竖直向下，红外发生器的端部始终处于竖直向下状态，从而保证红外发射器42可以将红外线发射至接收器位置，而且在面对大风天气时，红外发射器42也能正常工作。

所述红外发射器42的外侧设有配重块45，配重块45与红外发射器42固定连接，所述隔板43的顶部设有橡胶环46，橡胶环46的外侧与连接筒41固定连接，橡胶环46的一侧贴合在球状块44的外侧，所述橡胶环46的内部呈中空状，所述橡胶环46的内部设有水银47，水银47处于流动状态，水银47至填充橡胶环46内部空间的一半，配重块45为红外发射器42提供配重，从而使得红外发射器42更加方便转动至竖直状态，橡胶环46为球状块44提供一定的阻力，从而可以保证红外发射器42处于较为缓慢的转动，减小红外发射器42随着大风剧烈摆动所造成的损坏，而且水银47在橡胶环46内随着架空线3的摆动，水银47呈现流动状态，进而在摆动时填充摆动一侧的橡胶环46，增大橡胶环46与球状块44之间的摩擦力，进一步增大红外发射器42相对连接筒41的稳定性，红外发射器42在配重块45的作用下可以沿着橡胶环46缓慢的转动至竖直方向。

所述连接筒41的内壁设有加热丝48，加热丝48安装在连接筒41的内部，加热丝48与连接筒41内壁固定连接，在温度降低时可以将加热丝48通电，进而保证红外发射器42的正常使用，所述加热丝48位于配重块45的上方，加热丝48与配重块45组成的空腔方便将热气留存在连接筒41内，减小加热丝48的能耗，使红外发射器42始终处于正常工作状态，同时加热丝48能将球状块44与隔板43之间连接位置处加热，减小球状块44与隔板43之间结冰的可能性，方便红外发射器42始终处于竖直状态。

所述驱动机构6包括安装在机架1内的电机61，电机61与机架1固定连接，所述电机61输出轴的自由端设有齿轮一62，齿轮一62与电机61输出轴的自由端固定连接，所述齿轮一62的一侧设有齿轮二63，齿轮二63与机架1转动连接，所述齿轮二63安装在机架1上，所述机架1内设有驱动轮65，驱动轮65与机架1转动连接，所述驱动轮65与架空线3处于分离状态，所述驱动轮65的两端设有两个齿轮三64，两个齿轮三64与驱动轮65转轴固定连接，其中一侧的所述齿轮三64与齿轮二63啮合，电机61在转动时会带动齿轮一62转动，齿轮一62转动会带动齿轮二63转动，齿轮二63带动齿轮三64转动，齿轮三64在转动后带动驱动轮65在架空线3上行走，从而将机架1从架空线3上移动至电线杆处，从而方便工作人员将设备取下。

所述行走轮2通过辅助机构7安装在机架1的一侧，所述辅助机构7与驱动机构6之间设有解锁机构8，所述辅助机构7包括安装在行走轮2转轴上的套环71，套环71与行走轮2转轴转动连接，所述套环71的底部设有导柱72，导柱72与套环71固定连接，所述机架1的顶部设有套筒，套筒与机架1固定连接，所述导柱72可在导套73内滑动，所述导柱72与导套73之间设有弹簧74，弹簧74的两端分别与导柱72和导套73固定连接，所述弹簧74处于拉伸状态，通过导柱72与导套73限制行走轮2通过机架1移动，弹簧74可以增大行走轮2与架空线3之间的挤压力，进而增大行走轮2与架空线3之间的摩擦力，方便行走轮2在架空线3上滚动，同时行走轮2与驱动轮65形成交错分布，进一步方便电机61推动驱动轮65的移动，进而方便设备在架空线3上的移动，同时行走轮2与驱动轮65位于架空线3的最底端，行走轮2与驱动轮65相对于架空线3不易相对滑动，方便设备较为稳定的安装在架空线3上。

所述解锁机构8包括安装在行走轮2转轴上的转动杆一81，转动杆一81与行走轮2转轴之间转动连接，所述转动杆一81的底部设有转动杆二82，所述转动杆一81与转动杆二82之间转动连接，所述转动杆二82与机架1转动连接，转动杆一81与转动杆二82之间的接触面设有防滑纹，在转动杆一81与转动杆二82呈竖直分布时，此时转动杆一81与转动杆二82在弹簧74的挤压作用力下不易转动，所述机架1的内部设有两个呈对称分布的导向杆83，导向杆83与机架1滑动连接，所述导向杆83的一侧设有可与齿轮三64啮合的齿牙84，齿牙84与导向杆83固定连接，所述导向杆83的外侧设有可推动转动杆一81和转动杆二82相对转动的凸块85，凸块85与导向杆83固定连接，转动杆一81与转动杆二82呈直线分布时，此时弹簧74拉动导柱72向导套73内移动，此时弹簧74的拉力作用在转动杆一81与转动杆二82转动位置处，转动杆一81与转动杆二82不易相对转动，此时驱动轮65与架空线3处于分离状态，行走轮2由于设备的重力压在架空线3的顶部，工作人员松开手臂后，设备在行走轮2的作用下直接滚动至架空线3的最底端，这时启动电机61，电机61转动，电机61带动齿轮一62转动，齿轮一62带动齿轮二63转动，齿轮二63带动齿轮三64转动，齿轮三64通过齿轮推动导向杆83移动，导向杆83在移动时会推动凸块85移动，此时，驱动轮65与架空线3处于分离状态，驱动轮65随着电机61的转动不会对机架1相对于架空线3的位置造成影响，凸块85推动转动杆一81与转动杆二82相对转动，失去转动杆一81与转动杆二82之间的相对支撑力后，弹簧74收缩，弹簧74带动导柱72向导套73内移动，行走轮2相对挤压线缆，驱动轮65在行走轮2挤压作用下同时挤压线缆，行走轮2和驱动轮65将线缆夹紧，进而一方面方便机架1相对于线缆的固定，另一方面在电机61继续转动时，电机61会带动驱动轮65转动，从而整个设备会在架空线3上移动，进而方便设备从架空线3上取下。

所述电机61安装在驱动轮65的底部，电机61安装在驱动轮65的底部可以方便驱动轮65对电机61的部分遮盖，保护电机61。

所述机架1远离齿牙84的一侧设有磁石9，所述磁石9与机架1固定连接，所述磁石9的顶部位于齿牙84的侧面，在导向杆83与齿牙84脱离齿轮三64后，由于磁石9的作用，磁石9会将齿牙84吸附至磁石9的表面。进而减小齿牙84对齿轮三64转动的阻碍，更加方便设备的使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于测距的配电网架空线覆冰检测装置，其特征在于：包括：

机架(1)，所述机架(1)上设有行走轮(2)，所述行走轮(2)位于架空线(3)的外侧，所述机架(1)通过行走轮(2)在架空线(3)上移动；

测距机构(4)，所述测距机构(4)安装在机架(1)的底部，所述测距机构(4)的下方设有接收平台(5)，所述接收平台(5)安装在地面上，所述测距机构(4)测量与接收平台(5)之间的距离变化从而测量架空线(3)的覆冰程度；

驱动机构(6)，所述驱动机构(6)安装在机架(1)内，所述驱动机构(6)可推动机架(1)从架空线(3)上移动至两侧的电线杆处，

所述测距机构(4)包括安装在机架(1)底部的连接筒(41)，所述连接筒(41)的内部设有红外发射器(42)，所述接收平台(5)内设有红外接收器；

所述连接筒(41)内设有隔板(43)，所述红外发射器(42)的端部设有球状块(44)，所述球状块(44)可在隔板(43)内转动；

所述红外发射器(42)的外侧设有配重块(45)，所述隔板(43)的顶部设有橡胶环(46)，所述橡胶环(46)的内部呈中空状，所述橡胶环(46)的内部设有水银(47)。

2.根据权利要求1所述的一种基于测距的配电网架空线覆冰检测装置，其特征在于：所述连接筒(41)的内壁设有加热丝(48)，所述加热丝(48)位于配重块(45)的上方。

3.根据权利要求1所述的一种基于测距的配电网架空线覆冰检测装置，其特征在于：所述驱动机构(6)包括安装在机架(1)内的电机(61)，所述电机(61)输出轴的自由端设有齿轮一(62)，所述齿轮一(62)的一侧设有齿轮二(63)，所述齿轮二(63)安装在机架(1)上，所述机架(1)内设有驱动轮(65)，所述驱动轮(65)与架空线(3)处于分离状态，所述驱动轮(65)的两端设有两个齿轮三(64)，其中一侧的所述齿轮三(64)与齿轮二(63)啮合。

4.根据权利要求3所述的一种基于测距的配电网架空线覆冰检测装置，其特征在于：所述行走轮(2)通过辅助机构(7)安装在机架(1)的一侧，所述辅助机构(7)与驱动机构(6)之间设有解锁机构(8)，所述辅助机构(7)包括安装在行走轮(2)转轴上的套环(71)，所述套环(71)的底部设有导柱(72)，所述机架(1)的顶部设有套筒，所述导柱(72)可在导套(73)内滑动，所述导柱(72)与导套(73)之间设有弹簧(74)，所述弹簧(74)处于拉伸状态。

5.根据权利要求4所述的一种基于测距的配电网架空线覆冰检测装置，其特征在于：所述解锁机构(8)包括安装在行走轮(2)转轴上的转动杆一(81)，所述转动杆一(81)的底部设有转动杆二(82)，所述转动杆一(81)与转动杆二(82)之间转动连接，所述转动杆二(82)与机架(1)转动连接，所述机架(1)的内部设有两个呈对称分布的导向杆(83)，所述导向杆(83)的一侧设有可与齿轮三(64)啮合的齿牙(84)，所述导向杆(83)的外侧设有可推动转动杆一(81)和转动杆二(82)相对转动的凸块(85)。

6.根据权利要求3所述的一种基于测距的配电网架空线覆冰检测装置，其特征在于：所述电机(61)安装在驱动轮(65)的底部。

7.根据权利要求5所述的一种基于测距的配电网架空线覆冰检测装置，其特征在于：所述机架(1)远离齿牙(84)的一侧设有磁石(9)，所述磁石(9)与机架(1)固定连接，所述磁石(9)的顶部位于齿牙(84)的侧面。