CN205407200U - 高压输电线压弯除冰装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高压输电线压弯除冰装置，机架两端分别设有第一行走装置和第二行走装置，第一行走装置和第二行走装置的行走轮挂在高压输电线上；第一行走装置或/和第二行走装置的行走轮与行走驱动装置连接；在机架的中部设有第三升降轮，第三升降轮中，破冰轮与升降装置连接，升降装置与升降驱动装置连接；破冰轮与破冰轮电机连接；机架上还设有控制装置。本实用新型利用覆冰层较脆的特性，通过采用静力压弯的方式进行除冰，结构相对简单，能耗较低，且除冰效果稳定，在除冰过程中也不会对高压输电线造成损伤。

Description

高压输电线压弯除冰装置

技术领域

本实用新型涉及高压输电线除冰领域，特别是一种高压输电线压弯除冰装置。

背景技术

电网中架空输电线路的安全运行问题一直是国际上普遍关注的问题，随着近几年极端天气的频繁发生，架空输电线路冰灾事故频有发生，当覆冰厚度超过线路设计冰厚时，线路极易出现断线、倒塌等事故。

目前常用于输电线路除冰的有效方法主要有两种：一种是热力融冰法，通过对导线通直流生热融冰；另一种是机械式除冰。电热融冰具有较好的融冰效果，但是在融冰期间覆冰线路需要停电，会造成较大经济损失；采用直流电热融冰需要直流换流站，设备价格十分昂贵；对于大档距线路，覆冰的大面积无规律的脱落会发生脱冰跳跃等情况，严重时会发生到倒塔事故。机械式除冰中，目前常有的为振动除冰以及冰刀碾压式除冰。对于振动式除冰，导线处于振动状态极易发生疲劳破坏，危害线路；对于冰刀碾压式或铣削式除冰，运用冰刀先破冰再用碾压轮压碎覆冰，为了冰刀达到破冰功能，需要消耗大量的能量来驱动除冰装置，除冰效果不稳定。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高压输电线压弯除冰方法及装置，能够降低能耗，确保除冰效果。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种高压输电线压弯除冰装置，机架两端分别设有第一行走装置和第二行走装置，第一行走装置和第二行走装置的行走轮挂在高压输电线上；

第一行走装置或/和第二行走装置的行走轮与行走驱动装置连接；

在机架的中部设有第三升降轮，第三升降轮中，破冰轮与升降装置连接，升降装置与升降驱动装置连接；

破冰轮与破冰轮电机连接；

机架上还设有控制装置。

在行走轮的下方，还设有碎冰轮，碎冰轮与升降装置连接，升降装置与升降驱动装置连接。

所述的升降装置中，螺纹套筒通过轴承支承，升降螺杆与螺纹套筒螺纹连接；

升降驱动装置中，驱动电机通过蜗杆蜗轮传动机构或齿轮传动机构与螺纹套筒连接。

在机架的中部设有中部纵向支架，中部纵向支架上设有纵向的滑槽，碎冰轮的轴沿着滑槽滑动。

碎冰轮与套筒固定连接，套筒与升降杆套接，套筒与升降杆之间设有弹簧。

在机架两端设有端部纵向支架，行走轮支承在端部纵向支架内，在端部纵向支架的一侧设有锁定盖，锁定盖一端与端部纵向支架铰接，另一端通过锁紧螺钉与端部纵向支架固定连接。

在第三升降轮上设有压力传感器。

本实用新型提供的一种高压输电线压弯除冰装置，利用覆冰层较脆的特性，通过采用静力压弯的方式进行除冰，结构相对简单，能耗较低，且除冰效果稳定，在除冰过程中也不会对高压输电线造成损伤。本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

其一，本实用新型采用压弯应力使导线上覆冰破碎的原理，运用行走轮约束覆冰高压输电线两端，对高压输电线中间部位施加弯曲位移使高压输电线上的覆冰层受到压弯应力，当覆冰层受到的压弯应力达到极限应力时，覆冰破碎，达到除冰的目的，此方法相对于使用破冰刀或者碾压轮之类的直接使覆冰压碎的方法有更好的除冰效果，同时，本实用新型弯曲除冰的方法和装置更节省能源，提升本实用新型装置的续航能力。

其二，本实用新型的行走轮、碎冰轮和破冰轮的内层采用采用材质轻的铝合金材料，外层采用耐磨的聚氨酯材料，实现结构质量轻且能够避免高压输电线在除冰过程中损伤。

其三，设置有压力传感器，可以在预设压弯高度的基础上根据反馈的压力值对压弯高度进行调整和限制，使得本实用新型的装置在稳定行进中覆冰高压输电线始终保持最佳应力弯曲的状态，相比于热力融冰的方法，除冰装置平稳的行进不会发生覆冰导线大幅度的振动或者舞动，具有较好的稳定性，也避免造成高压输电线的损伤。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构主视示意图。

图2为图1的A-A剖视示意图。

图3为图1的B-B剖视示意图。

图4为本实用新型中升降装置和升降驱动装置的结构示意图。

图5为本实用新型中升降装置和升降驱动装置的另一可选的结构示意图。

图6为本实用新型中高压输电线压弯时的结构示意图。

图7为本实用新型装置进行除冰时的流程示意图。

图8为本实用新型控制装置的结构框图。

图9为本实用新型的除冰流程示意图。

图中：机架1，中部纵向支架101，滑槽102，端部纵向支架103，销轴104，锁定盖105，锁紧螺钉106，第一行走装置2，行走轮21，行走驱动装置22，第二行走装置2'，控制装置3，第三升降轮4，碎冰轮41，升降杆42，套筒43，弹簧44，破冰轮45，升降装置46，升降螺杆461，螺纹套筒462，轴承463，升降驱动装置47，破冰轮电机48，驱动电机471，蜗杆472，蜗轮473，第一齿轮474，第二齿轮475，第一升降轮4'，第二升降轮4'’，高压输电线5，覆冰层6，压弯高度7。

具体实施方式

实施例1：

如图1~7、9中一种高压输电线压弯除冰方法，包括以下步骤：

一、在机架1两端设有挂在高压输电线5的行走装置，通过行走装置使整个除冰装置沿着高压输电线5行走；

二、在机架1中部设有可升降的破冰轮45，破冰轮45位于高压输电线5的下方；

三、根据高压输电线5的导线型号、覆冰层6厚度设定压弯高度7；

四、通过控制装置3使破冰轮45升起，以静力的方式将高压输电线5向上压弯至压弯高度7；在压弯过程中，覆冰层6破裂从高压输电线的表面脱落。随着整个机架总成沿着高压输电线5的行走，高压输电线表面的覆冰层6被持续地分离。

通过以上步骤，以压弯的方式去除高压输电线的覆冰层6。

优选的方案如图3中，破冰轮45与破冰轮电机48电机连接。破冰轮45采用带有凹槽的结构，以对高压输电线5构成较大的包覆角。破冰轮45边缘的线速度可以与行走装置的行走速度相同，以起到提供辅助行走动力的效果。对于覆冰层6较厚的情形，破冰轮45的线速度，也可以采用与行走装置的行走速度不同，以提高破冰的效果。优选的，在破冰轮45的凹槽结构设有凸起的纹理，以避免破冰轮45打滑，增强破冰的效果。

进一步优选的方案中，如图8中，在破冰轮45的升降装置46中设有压力传感器。压力传感器能够反馈破冰轮45对高压输电线5的压力，根据压力调节压弯高度7，即图1中第三升降轮4的升降高度，避免损坏高压输电线5。

优选的方案如图1中，在行走装置的下方还设有可升降的第一升降轮4'和第二升降轮4'’。由此方法，能够对高压输电线5更好的进行约束，从而进一步提高除冰的效果。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图1~8中，一种用于上述的高压输电线压弯除冰方法的装置，机架1两端分别设有第一行走装置2和第二行走装置2'，第一行走装置2和第二行走装置2'的行走轮21挂在高压输电线5上；

第一行走装置2或/和第二行走装置2'的行走轮21与行走驱动装置22连接；如图1中，行走轮21的驱动电机在图中未示出，驱动电机与行走驱动装置22的小齿轮固定连接，小齿轮与大齿轮啮合连接，大齿轮与行走轮21同轴固定连接。驱动电机采用直流电机。本例中采用两个第一行走装置2和第二行走装置2'的行走轮21都设置行走驱动装置22的方案，以增强行走装置的行走性能。在行走轮21与高压输电线5接触的轮槽中，设有凸起的花纹，以增强摩擦力，避免打滑。

优选的方案如图1、3~5中，在机架1的中部设有第三升降轮4，第三升降轮4中，破冰轮45与升降装置46连接，升降装置46与升降驱动装置47连接；破冰轮45采用带有凹槽的结构，以对高压输电线5构成较大的包覆角。根据覆冰层6的厚度，破冰轮45采用可更换的结构。

优选方案如图3中，破冰轮45与破冰轮电机48连接；破冰轮45边缘的线速度可以与行走装置的行走速度相同，以起到提供辅助行走动力的效果。对于覆冰层6较厚的情形，破冰轮45的线速度，也可以采用与行走装置的行走速度不同，以提高破冰的效果。

机架1上还设有控制装置3。控制装置3包含电源开关42、蓄电池和系统控制模块，蓄电池采用直流电源，系统控制模块如图8所示，包含输入与显示模块、信号传输模块、驱动机构、升降装置、压力传感器、数据处理模块和电源管理模块，其中电池管理模块与蓄电池采用电气连接，数据处理模块和数据储存模块采用电气连接，机箱外安装有用于显示和相关参数输入的显示屏和输入键盘。使用时，通过控制装置3控制第一行走装置2、第二行走装置2'、第一升降轮4'、第二升降轮4'’和第三升降轮4的动作。

如图1、2中，在行走轮21的下方，还设有碎冰轮41，碎冰轮41与升降装置46连接，升降装置46与升降驱动装置47连接。由此结构，通过碎冰轮41的升降能够配合行走轮21将高压输电线5夹紧，从而更好的约束高压输电线5。通过在碎冰轮41的轮槽中设置花纹，也能够进一步起到防滑的作用，从而确保整个装置沿着高压输电线5的行走过程中避免打滑。

如图4、5中，所述的升降装置46中，螺纹套筒462通过轴承463支承，升降螺杆461与螺纹套筒462螺纹连接；

升降驱动装置47中，驱动电机471通过蜗杆蜗轮传动机构或齿轮传动机构与螺纹套筒462连接。

在机架1的中部设有中部纵向支架101，中部纵向支架101上设有纵向的滑槽102，碎冰轮41的轴沿着滑槽102滑动。

通过控制装置3控制驱动电机471旋转，驱动电机471通过蜗杆蜗轮传动机构或齿轮传动机构带动螺纹套筒462旋转，由于螺纹套筒462的旋转，且破冰轮45在滑槽102内滑动，并被滑槽限位不能随之旋转，破冰轮45实现升降动作。

碎冰轮41的升降结构与破冰轮45的升降结构相同，由于碎冰轮41需要配合行走轮沿着高压输电线5行走，而高压输电线5的表面覆盖有厚度不规整的覆冰层6，因此优选的方案如图2中，碎冰轮41与套筒43固定连接，套筒43与升降杆42套接，套筒43与升降杆42之间设有弹簧44。由此结构，碎冰轮41能够在一定范围内自适应的升降，从而适应高压输电线5的表面状况。

如图1、2中，在机架1两端设有端部纵向支架103，行走轮21支承在端部纵向支架103内，在端部纵向支架103的一侧设有锁定盖105，锁定盖105一端与端部纵向支架103铰接，另一端通过锁紧螺钉106与端部纵向支架103固定连接。由此结构，便于将整个装置挂在高压输电线5上，且通过锁紧螺钉106能够避免脱落，避免发生安全事故。

实施例3：

更为完整的除冰步骤如下：

一、通过查阅覆冰线路资料得到高压输电线5的导线型号，覆冰层6的厚度由覆冰监测装置或人工测量得到；

压弯高度7根据导线型号、冰层6的厚度通过有限元方法计算导线覆冰层6达到破碎压弯应力时得到；

二、检查各部件结构连接是否正常，打开控制装置3的电源开关，进行装置调试；

并通过控制装置3的键盘，向系统输入导线型号、覆冰层厚度和覆冰导线约束长度等参数，求解计算得出压弯高度7；

三、通过滑车将除冰装置吊至铁塔，吊装后打开前、后锁定盖105，将除冰装置挂在高压输电线5上，启动第一升降轮4'和第二升降轮4'’，将高压输电线5夹紧在碎冰轮41和行走轮21之间，关上锁定盖105，上紧锁紧螺钉106。

四、启动第三升降轮4，升降驱动装置47驱动升降装置46将破冰轮45顶起，根据压弯高度7，将高压输电线5压弯。

五、同时启动第一行走装置2和第二行走装置2'，配合启动破冰轮电机48，实现除冰装置沿着高压输电线5行走。实现持续的高压输电线5除冰作业。

由于高压输电线5表面的覆冰层6厚度不均匀，除冰装置上第三升降轮4的压力传感器对破冰轮45承受的压力值进行监测并实时反馈，当压力值过大，超过预设值时，系统控制升降驱动装置47动作，使升降装置46的高度降低，压力值过小时，系统控制降装置46的高度升高，使高压输电线5达到最佳碎冰弯曲挠度。除冰装置在稳定行进的过程中进行弯曲除冰，直至完成整个高压输电线5的除冰。然后利用滑车越过电塔，继续下一段的除冰作业。对于悬挂的冰凌，通过除冰装置三处电机产生的行走动力，即可使其脱落，确保除冰效果。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的技术特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高压输电线压弯除冰装置，其特征是：机架（1）两端分别设有第一行走装置（2）和第二行走装置（2'），第一行走装置（2）和第二行走装置（2'）的行走轮（21）挂在高压输电线（5）上；第一行走装置（2）或/和第二行走装置（2'）的行走轮（21）与行走驱动装置（22）连接；在机架（1）的中部设有第三升降轮（4），第三升降轮（4）中，破冰轮（45）与升降装置（46）连接，升降装置（46）与升降驱动装置（47）连接；破冰轮（45）与破冰轮电机（48）连接；机架（1）上还设有控制装置（3）。

2.根据权利要求1所述的一种高压输电线压弯除冰装置，其特征是：在行走轮（21）的下方，还设有碎冰轮（41），碎冰轮（41）与升降装置（46）连接，升降装置（46）与升降驱动装置（47）连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种高压输电线压弯除冰装置，其特征是：所述的升降装置（46）中，螺纹套筒（462）通过轴承（463）支承，升降螺杆（461）与螺纹套筒（462）螺纹连接；升降驱动装置（47）中，驱动电机（471）通过蜗杆蜗轮传动机构或齿轮传动机构与螺纹套筒（462）连接。

4.根据权利要求1所述的一种高压输电线压弯除冰装置，其特征是：在机架（1）的中部设有中部纵向支架（101），中部纵向支架（101）上设有纵向的滑槽（102），碎冰轮（41）的轴沿着滑槽（102）滑动。

5.根据权利要求2所述的一种高压输电线压弯除冰装置，其特征是：碎冰轮（41）与套筒（43）固定连接，套筒（43）与升降杆（42）套接，套筒（43）与升降杆（42）之间设有弹簧（44）。

6.根据权利要求2所述的一种高压输电线压弯除冰装置，其特征是：在机架（1）两端设有端部纵向支架（103），行走轮（21）支承在端部纵向支架（103）内，在端部纵向支架（103）的一侧设有锁定盖（105），锁定盖（105）一端与端部纵向支架（103）铰接，另一端通过锁紧螺钉（106）与端部纵向支架（103）固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种高压输电线压弯除冰装置，其特征是：在第三升降轮（4）上设有压力传感器。