CN120262294A - 一种配电架空地线振动除冰装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种配电架空地线振动除冰装置，包括吊挂组件、破冰机构和控制器；吊挂组件包括挂钩基体、挂钩闭合杆、联动悬挂件以及导向滑轮，挂钩闭合杆随联动悬挂件升降围绕其铰接点旋转以展开或闭合挂钩开口；破冰机构包括电池、振动筒体、振动体以及提升机构，振动筒体设于挂钩基体的下方并与挂钩基体固定连接，振动体可升降滑动设于振动筒体内，提升机构的提升端与振动体活动连接，振动体受自重/提升机构作用上下升降带动破冰机构振动破冰，电池为提升机构供电；控制器与提升机构电连接，用于控制振动体往复升降。本发明的振动除冰装置，可提升局部架空地线除冰效率，同时有效解决架空地线除冰难题，降低装置成本。

Description

一种配电架空地线振动除冰装置

技术领域

本发明涉及架空输配电线缆保护设备技术领域，具体涉及一种配电架空地线振动除冰装置。

背景技术

在全球气候变化的大背景下，极端天气频发，寒冷地区的输电线路面临着严峻的覆冰挑战。输电线路覆冰会显著增加架空地线和杆塔的重量，致使架空地线弧垂增大，严重时可能引发断线、塔倒等恶性事故，极大地威胁电网的安全稳定运行。以2008年华中、华东地区遭受的长时间低温雨雪冰冻天气为例，多地电网遭受重创，13省被迫拉闸限电，17个省级电网电力供应紧张，受灾人口超过1亿，经济损失超1100亿元。经国家电网公司对2008年输电线路冰灾事故的深入分析，大部分输电线路因覆冰倒塔，主要原因是“杆塔两侧不同档距的架空地线覆冰后重量差异过大，导致杆塔不均衡张力超出设计标准，引发架空地线支架变形，进而致使杆塔扭转失稳后折断”。

目前，输电线路架空地线直流融冰技术虽已相对成熟，但在解决架空地线除冰和局部架空地线除冰方面仍存在难题。现有的一些除冰技术，如中国发明专利(申请号CN202310013515.4)公开的山区配电架空地线除冰装置及方法，借助无人机携带自动除冰机构开展除冰作业，然而，该装置的自动除冰装置为除冰机器人，在局部架空地线除冰时效率较低，并且无人机与自动除冰装置需一一对应配置，导致装置整体造价高昂，难以大规模推广应用。

相比之下，亟待研发的新技术与装置以有效解决架空地线和局部架空地线除冰问题，同时具备合理成本与较高效率，以弥补现有技术的不足。

发明内容

本发明旨在提供一种配电架空地线振动除冰装置，以提升局部架空地线除冰效率，同时有效解决架空地线除冰难题，降低装置成本，提高其适用性和推广价值。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种配电架空地线振动除冰装置，包括吊挂组件、破冰机构和控制器；所述吊挂组件包括挂钩基体、挂钩闭合杆、联动悬挂件以及导向滑轮，所述挂钩基体为挂钩开口朝下的半包围结构，所述挂钩闭合杆的第一端铰接于挂钩开口的一端，所述导向滑轮可转动设于挂钩基体的内侧，所述联动悬挂件绕过导向滑轮、且其下端与挂钩闭合杆的中部连接，上端活动穿过挂钩基体并用于与无人机连接，所述挂钩闭合杆随联动悬挂件升降围绕其铰接点旋转以展开或闭合挂钩开口；所述破冰机构包括电池、振动筒体、振动体以及提升机构，所述振动筒体设于挂钩基体的下方并与挂钩基体固定连接，所述振动体可升降滑动设于振动筒体内，所述提升机构的提升端与振动体活动连接，所述振动体受自重/提升机构作用上下升降带动破冰机构振动破冰，所述电池为提升机构供电；所述控制器与提升机构电连接，用于控制振动体往复升降。

为更好的实现上述技术方案，可选地，所述挂钩基体的一段竖向设置且该段具有朝向挂钩基体内的条形装配槽，所述条形装配槽的顶端开设有竖向延伸的导向滑孔；所述导向滑轮可转动装设在条形装配槽内，且位于挂钩闭合杆铰接点的上方；所述联动悬挂件包括开闭牵引绳、升降拉杆以及连接吊环，所述升降拉杆与导向滑孔上下滑动配合，且该升降拉杆的上端与连接吊环连接，所述连接吊环用于连接无人机，所述升降拉杆的下端与开闭牵引绳的一端连接，所述开闭牵引绳的另一端绕过导向滑轮与挂钩闭合杆连接。

可选地，所述升降拉杆上固设有拉杆上挡块和拉杆下挡块，所述拉杆上挡块和拉杆下挡块分别位于导向滑孔的上下侧，当挂钩闭合杆闭合挂钩开口时，该拉杆上挡块抵在导向滑孔上端面；当挂钩闭合杆旋转至最大角度时，该拉杆下挡块抵在导向滑孔下端面。

可选地，所述挂钩基体还开设有与挂钩闭合杆第二端抵接配合的闭合限位槽。

可选地，所述挂钩基体上端的下侧面中心具有架空地线定位槽，所述架空地线定位槽用于容纳置于挂钩基体内的架空地线。

可选地，所述连接吊环呈正六边形结构，所述升降拉杆的上端固接在连接吊环的一边角点上。

可选地，所述挂钩基体具有多个减重槽。

可选地，所述破冰机构还包括上安装板、下承载板以及振动导向杆，所述振动导向杆沿振动筒体中心轴固设在振动筒体内，所述上安装板和下承载板上下间隔固定套设在振动导向杆上且位于振动筒体内，所述振动体滑动套设在振动导向杆上且位于上安装板和下承载板之间，所述提升机构包括固设在上安装板上端面的卷绳电机，所述卷绳电机的动力输出端驱动设有收线盘，所述收线盘上缠绕有升降牵引绳，所述升降牵引绳的下端活动穿过上安装板并与振动体连接。

可选地，所述振动体包括铁质振动环和电磁铁，所述开闭牵引绳的下端与电磁铁固定连接，所述电磁铁与电池电连接，当电磁铁得电时，所述铁质振动环吸附在电磁铁上，所述卷绳电机驱动收线盘转动带动升降牵引绳卷绕，使电磁铁带动铁质振动环上升至最高位，所述电磁铁失电，所述铁质振动环受重力作用自由滑落冲击下承载板。

可选地，所述控制器包括远程控制器和装设在破冰机构上的控制盒，所述远程控制器与控制盒通信连接，所述控制盒与卷绳电机、电磁铁电连接。

本发明的有益效果：

1、采用机械振动技术，在合理的能量输入下实现高效除冰。通过控制振动体的升降产生冲击力，避免了对架空地线表面过度的能量施加，既保证了除冰效果，又降低了对架空地线的潜在损伤风险。

2、该装置搭载于无人机进行远程作业，操作人员无需直接接触输电线路，有效规避了传统人工除冰作业中的触电、高空坠落等安全隐患，保障了作业人员的人身安全。同时，无人机与振动除冰装置一对多的设置方式，降低了成本。

3、与加热法和化学除冰法相比，该装置仅依赖自身机械结构和振动源运作，无需复杂的加热设备或化学药剂，前期投资成本、使用成本和维护成本都较低，具有良好的经济性。

4、装置不受气候条件限制，能在严寒、风雪、潮湿等环境下稳定运行，且除冰过程中不会排放有害物质，也不会对导线造成化学腐蚀或物理损伤，具有较高的环保性和线路保护性。

5、对于大面积覆冰的输电线路，可根据实际情况选择对多条线路或多个线路段同时开展除冰作业，有效缩短整体除冰时间，提高除冰效率，展现出良好的作业灵活性和机动性。

附图说明

图1是本发明实施例一种配电架空地线振动除冰装置的正视图；

图2是图1中吊挂组件的立体示意图；

图3是图2的爆炸图；

图4是图1中破冰机构的爆炸图；

图5是图4中振动体位于高位的示意图；

图6是图4中振动体位于低位的示意图

附图标记：

吊挂组件10、挂钩基体11、挂钩开口110、条形装配槽111、导向滑孔112、闭合限位槽113、架空地线定位槽114、减重槽115、盖板116、挂钩闭合杆12、开闭牵引绳13、升降拉杆14、连接吊环15、导向滑轮16、拉杆上挡块17、拉杆下挡块18、破冰机构20、振动筒体201、上安装板202、下承载板203、振动导向杆204、电池21、铁质振动环221、电磁铁222、卷绳电机23、收线盘24、升降牵引绳25、控制盒26。

具体实施方式

以下结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。

请参阅图1至图6，本发明实施例公开一种配电架空地线振动除冰装置，包括吊挂组件10、破冰机构20和控制器，其中，吊挂组件10用于将该振动除冰装置卡装在架空地线上，也可实现从架空地线上的移除；破冰机构20用于振动破碎覆着在架空地线上的冰，控制器则可实现对破冰机构20的远程控制，以便操作人员在安全距离外完成除冰作业。

如图1至图3所示，吊挂组件10包括挂钩基体11、挂钩闭合杆12、联动悬挂件以及导向滑轮16，挂钩基体11为挂钩开口110朝下的半包围结构，挂钩闭合杆12的第一端铰接在挂钩开口110的一端，导向滑轮16可转动设于挂钩基体11的内侧，联动悬挂件绕过导向滑轮16、且其下端与挂钩闭合杆12的中部连接，上端活动穿过挂钩基体11并用于与无人机连接，挂钩闭合杆12随联动悬挂件升降围绕其铰接点旋转以展开或闭合挂钩开口110。

具体操作过程如下，将联动悬挂件悬挂在无人机的载物部，无人机携带振动除冰装置飞行至目标架空地线处，在吊挂组件10吊挂的过程中，联动悬挂件受无人机向上拉动作用力，挂钩闭合杆12的第二端呈向上旋转状态，挂钩开口110呈打开状态，此时，无人机缓慢移动，使架空地线经挂钩开口110进入挂钩基体11的内部腔体，随后，无人机与联动悬挂件脱离连接或无人机向下移动，挂钩闭合杆12在自身重力的作用下，自然下落并闭合挂钩开口110，完成装置在架空地线上的安装。当需要将吊挂组件10从架空地线上移除时，无人机移动至吊挂组件10处并将其钩住，然后向上移动，带动联动悬挂件上升，进而使挂钩闭合杆12的第二端再次向上旋转，打开挂钩开口110，最后无人机继续上升，直至架空地线完全脱离挂钩基体11。

本发明实施例配电架空地线振动除冰装置中的吊挂组件10，由于整个振动除冰装置具有一定的自重，架空地线会处于挂钩闭合杆12的上方位置。在破冰机构20进行振动破冰作业时，该结构使得吊挂组件10能够稳定地固定在架空地线上，不会轻易脱离。只有当无人机向上拉升吊挂组件10，且挂钩闭合杆12完全打开挂钩开口110时，整个吊挂组件10才会整体上升并脱离架空地线。因此，该吊挂组件10挂线操作简单、便捷，且能够确保装置牢固地挂在架空地线上，不易脱落。在复杂的高空环境下，能够快速、准确地将装置安装到架空地线上，为后续的破冰作业做好准备。

如图2和图3所示，挂钩基体11的一段竖向设置且该段具有朝向挂钩基体11内的条形装配槽111，条形装配槽111的左右两侧均为开口端，条形装配槽111的顶端开设有竖向延伸的导向滑孔112，导向滑轮16可转动装设在条形装配槽111内，且位于挂钩闭合杆12铰接点的上方；联动悬挂件包括开闭牵引绳13、升降拉杆14以及连接吊环15，升降拉杆14与导向滑孔112上下滑动配合，且该升降拉杆14的上端与连接吊环15连接，连接吊环15用于连接无人机，升降拉杆14的下端与开闭牵引绳13的一端连接，开闭牵引绳13的另一端绕过导向滑轮16与挂钩闭合杆12连接，联动悬挂件的结构设计简单合理，具有较强的适配性，并且装配过程也相对简便。

具体而言，条形装配槽111的左侧通过多个螺钉连接有盖板116，盖板116可封闭条形装配槽111的左侧开口，从而减少条形装配槽111侧开口的数量，增强装置的整体性和稳定性。

在发明的实施例中，升降拉杆14上固设有拉杆上挡块17和拉杆下挡块18，拉杆上挡块17和拉杆下挡块18分别位于导向滑孔112的上下侧，当挂钩闭合杆12闭合挂钩开口110时，该拉杆上挡块17抵在导向滑孔112上端面；当挂钩闭合杆12旋转至最大角度时，该拉杆下挡块18抵在导向滑孔112下端面，从而保证了挂钩闭合杆12开闭合挂钩开口110的准确性和可靠性。

如图3所示，在本发明的实施例中，挂钩基体11还开设有与挂钩闭合杆12第二端抵接配合的闭合限位槽113，设置闭合限位槽113可为挂钩闭合杆12在闭合挂钩开口110时提供一个稳定的支撑位置，有效减少了挂钩闭合杆12因意外触碰而发生不必要旋转的可能性，进一步提高了装置的稳定性。

在本发明的实施例中，挂钩基体11的上端下侧面中心具有架空地线定位槽114，架空地线定位槽114用于容纳置于挂钩基体11内的架空地线，通过设置架空地线定位槽114，能够对架空地线在挂钩基体11内的位置进行引导和限制，方便后续的安装和使用操作。

在本发明的实施例中，连接吊环15为正六边形结构，升降拉杆14的上端固接在连接吊环15的一边角点上，当然，在其他的实施例中，连接吊环15也可以采用正三角形、正四边形、正五边形等正多边形结构，甚至可以是圆形结构，具体形状可根据实际的使用需求和无人机的连接要求进行选择。

在本发明的实施例中，挂钩基体11具有多个减重槽115，减重槽115的设置目的是在不影响挂钩基体11结构强度的前提下，有效减少吊挂组件10的整体重量，从而降低无人机的负载压力，提高装置的便携性和使用效率。

如图1、图4-图6所示，破冰机构20包括电池21、振动筒体201、振动体以及提升机构，振动筒体201设于挂钩基体11的下方并与挂钩基体11固定连接，振动体可升降滑动设于振动筒体201内，提升机构的提升端与振动体活动连接，振动体受自重/提升机构作用上下升降带动破冰机构20振动破冰，电池21为提升机构供电；控制器与提升机构电连接，用于控制振动体往复升降。

破冰机构20的破冰原理为：提升机构启动，将振动体提升至振动筒体201的最高位，此时控制器向提升机构发出指令，使振动体失去提升力。振动体在自身重力作用下自由下落，形成向下的冲击力，该冲击力传递到整个破冰机构20，带动其整体振动，实现对架空地线上冰层的破碎。当振动体下落至振动筒体201的最低位置时，提升机构再次启动，将振动体重新提升至最高位置，如此循环往复，持续产生振动，达到高效破冰的目的。

具体而言，在本发明的实施例中，破冰机构20还包括上安装板202、下承载板203以及振动导向杆204，振动导向杆204沿振动筒体201中心轴固设在振动筒体201内，上安装板202和下承载板203上下间隔固定套设在振动导向杆204上且位于振动筒体201内，振动体滑动套设在振动导向杆204上且位于上安装板202和下承载板203之间，提升机构包括固设在上安装板202上端面的卷绳电机23，卷绳电机23的动力输出端驱动设有收线盘24，收线盘24上缠绕有升降牵引绳25，升降牵引绳25的下端活动穿过上安装板202并与振动体连接。

更具体地，上安装板202和下承载板203分别通过螺钉固定在振动筒体201的上下端，振动导向杆204的下端固设在下承载板203的中心，振动导向杆204的上端固定贯穿上安装板202的中心并与挂钩基体11竖向端的下部连接，从而使吊挂组件10与破冰机构20固定形成整体结构。

在本发明的实施例中，振动体包括铁质振动环221和电磁铁222，开闭牵引绳13的下端与电磁铁222固定连接，电磁铁222与电池21电连接，当电磁铁222得电时，铁质振动环221吸附在电磁铁222上，卷绳电机23驱动收线盘24转动带动升降牵引绳25卷绕，使电磁铁222带动铁质振动环221上升至最高位，电磁铁222失电，铁质振动环221受重力作用自由滑落冲击下承载板203，利用电磁铁222控制铁质振动环221的自由滑落，结构设计简单可靠，并且所采用的电磁控制技术成熟，易于实现和维护。

在本发明的实施例中，控制器包括远程控制器和安装在破冰机构20上的控制盒26。远程控制器与控制盒26通过通信连接，实现信息的传输和指令的发送。控制盒26与卷绳电机23、电磁铁222通过电连接，操作人员可以通过远程控制器向控制盒26发送控制指令，进而控制卷绳电机23的运转和电磁铁222的通断电，实现对破冰机构20的远程控制，提高了操作的便捷性和安全性。

本发明实施例所公开的配电架空地线振动除冰装置相较于传统除冰方式而言：

3、采用机械振动技术，在合理的能量输入下实现高效除冰。通过控制振动体的升降产生冲击力，避免了对架空地线表面过度的能量施加，既保证了除冰效果，又降低了对架空地线的潜在损伤风险。

4、该装置搭载于无人机进行远程作业，操作人员无需直接接触输电线路，有效规避了传统人工除冰作业中的触电、高空坠落等安全隐患，保障了作业人员的人身安全。同时，无人机与振动除冰装置一对多的设置方式，降低了成本。

3、与加热法和化学除冰法相比，该装置仅依赖自身机械结构和振动源运作，无需复杂的加热设备或化学药剂，前期投资成本、使用成本和维护成本都较低，具有良好的经济性。

4、装置不受气候条件限制，能在严寒、风雪、潮湿等环境下稳定运行，且除冰过程中不会排放有害物质，也不会对导线造成化学腐蚀或物理损伤，具有较高的环保性和线路保护性。

5、对于大面积覆冰的输电线路，可根据实际情况选择对多条线路或多个线路段同时开展除冰作业，有效缩短整体除冰时间，提高除冰效率，展现出良好的作业灵活性和机动性。

以上，结合具体实施例对本发明的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本发明的思想。本领域技术人员在本发明具体实施例的基础上做出的推导和变形也属于本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种配电架空地线振动除冰装置，其特征在于：包括吊挂组件(10)、破冰机构(20)和控制器；

所述吊挂组件(10)包括挂钩基体(11)、挂钩闭合杆(12)、联动悬挂件以及导向滑轮(16)，所述挂钩基体(11)为挂钩开口(110)朝下的半包围结构，所述挂钩闭合杆(12)的第一端铰接于挂钩开口(110)的一端，所述导向滑轮(16)可转动设于挂钩基体(11)的内侧，所述联动悬挂件绕过导向滑轮(16)、且其下端与挂钩闭合杆(12)的中部连接，上端活动穿过挂钩基体(11)并用于与无人机连接，所述挂钩闭合杆(12)随联动悬挂件升降围绕其铰接点旋转以展开或闭合挂钩开口(110)；

所述破冰机构(20)包括电池(21)、振动筒体(201)、振动体以及提升机构，所述振动筒体(201)设于挂钩基体(11)的下方并与挂钩基体(11)固定连接，所述振动体可升降滑动设于振动筒体(201)内，所述提升机构的提升端与振动体活动连接，所述振动体受自重/提升机构作用上下升降带动破冰机构(20)振动破冰，所述电池(21)为提升机构供电；

所述控制器与提升机构电连接，用于控制振动体往复升降。

2.根据权利要求1所述的一种配电架空地线振动除冰装置，其特征在于，

所述挂钩基体(11)的一段竖向设置且该段具有朝向挂钩基体(11)内的条形装配槽(111)，所述条形装配槽(111)的顶端开设有竖向延伸的导向滑孔(112)；

所述导向滑轮(16)可转动装设在条形装配槽(111)内，且位于挂钩闭合杆(12)铰接点的上方；

所述联动悬挂件包括开闭牵引绳(13)、升降拉杆(14)以及连接吊环(15)，所述升降拉杆(14)与导向滑孔(112)上下滑动配合，且该升降拉杆(14)的上端与连接吊环(15)连接，所述连接吊环(15)用于连接无人机，所述升降拉杆(14)的下端与开闭牵引绳(13)的一端连接，所述开闭牵引绳(13)的另一端绕过导向滑轮(16)与挂钩闭合杆(12)连接。

3.根据权利要求2所述的一种配电架空地线振动除冰装置，其特征在于，所述升降拉杆(14)上固设有拉杆上挡块(17)和拉杆下挡块(18)，所述拉杆上挡块(17)和拉杆下挡块(18)分别位于导向滑孔(112)的上下侧，当挂钩闭合杆(12)闭合挂钩开口(110)时，该拉杆上挡块(17)抵在导向滑孔(112)上端面；当挂钩闭合杆(12)旋转至最大角度时，该拉杆下挡块(18)抵在导向滑孔(112)下端面。

4.根据权利要求3所述的一种配电架空地线振动除冰装置，其特征在于，所述挂钩基体(11)还开设有与挂钩闭合杆(12)第二端抵接配合的闭合限位槽(113)。

5.根据权利要求4所述的一种配电架空地线振动除冰装置，其特征在于，所述挂钩基体(11)上端的下侧面中心具有架空地线定位槽(114)，所述架空地线定位槽(114)用于容纳置于挂钩基体(11)内的架空地线。

6.根据权利要求5所述的一种配电架空地线振动除冰装置，其特征在于，所述连接吊环(15)呈正六边形结构，所述升降拉杆(14)的上端固接在连接吊环(15)的一边角点上。

7.根据权利要求6所述的一种配电架空地线振动除冰装置，其特征在于，所述挂钩基体(11)具有多个减重槽(115)。

8.根据权利要求1所述的一种配电架空地线振动除冰装置，其特征在于，所述破冰机构(20)还包括上安装板(202)、下承载板(203)以及振动导向杆(204)，所述振动导向杆(204)沿振动筒体(201)中心轴固设在振动筒体(201)内，所述上安装板(202)和下承载板(203)上下间隔固定套设在振动导向杆(204)上且位于振动筒体(201)内，所述振动体滑动套设在振动导向杆(204)上且位于上安装板(202)和下承载板(203)之间，所述提升机构包括固设在上安装板(202)上端面的卷绳电机(23)，所述卷绳电机(23)的动力输出端驱动设有收线盘(24)，所述收线盘(24)上缠绕有升降牵引绳(25)，所述升降牵引绳(25)的下端活动穿过上安装板(202)并与振动体连接。

9.根据权利要求8所述的一种配电架空地线振动除冰装置，其特征在于，所述振动体包括铁质振动环(221)和电磁铁(222)，所述开闭牵引绳(13)的下端与电磁铁(222)固定连接，所述电磁铁(222)与电池(21)电连接，当电磁铁(222)得电时，所述铁质振动环(221)吸附在电磁铁(222)上，所述卷绳电机(23)驱动收线盘(24)转动带动升降牵引绳(25)卷绕，使电磁铁(222)带动铁质振动环(221)上升至最高位，所述电磁铁(222)失电，所述铁质振动环(221)受重力作用自由滑落冲击下承载板(203)。

10.根据权利要求9所述的一种配电架空地线振动除冰装置，其特征在于，所述控制器包括远程控制器和装设在破冰机构(20)上的控制盒(26)，所述远程控制器与控制盒(26)通信连接，所述控制盒(26)与卷绳电机(23)、电磁铁(222)电连接。