CN1486525A - 用于从架空线上清除如积雪和冰之类的外来物质的装置和方法 - Google Patents

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�������ɭ
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Abstract

为了从高架线(1)上清除雪和冰，在两杆塔之间的导线上半固定连接一个可操作控制的机电振动器(5)。最好靠近振动器(5)设置一个冰/雪传感器(8)。振动器最好由靠近安装的电流互感器(4)驱动，以感应延伸来自导线(1)自身的电力，该操作最好通过控制单元(7)控制。

Description

用于从架空线上清除如积雪和 冰之类的外来物质的装置和方法
本发明总体涉及一种用于从电力架空线，如悬挂在两杆塔之间的导线上清除如积雪和冰这样的外来物质的装置和方法。
特别是对于暴露在冬季山区，林区和北方地区的高压电力线，积雪和冰附着在这些电力线上，并因此可能将这些电力线压倒，这将可能会导致电力中断和损坏，即意味着需进行花费巨大的维修。这对于电力公司和线路公司来说，可能构成了一个巨大的问题。在有些情况下，大量的积雪和冰将导致电网中的短路，而在其它一些情况下，可能会损坏电力线高压杆塔。
架空通讯线和数据线也可能会遭遇同样的问题。
目前为止，还没有任何有效的自动化或遥控***，用来探测和清除架空线上的如积雪和冰之类的外来物质。现在最常用的方法是，用绝缘杆人工碰撞这些电力线。在一些电力线较大的情况下，使用来自直升机转子叶片的空气流，吹去积雪和冰块，或者在直升机下面的吊钩上安装一个振动器，随后直升机飞至电力线上空并提拉该电力线，由此振落上面的积雪和冰。该发明可能非常有效，但问题是积雪和冰之所以裹附在电力线上，是由于天气状况的原因，而这样的天气状况也意味着不能使用直升机。通常，电力线也可能载有纤维光缆，在这种情况下，由于直升机吊钩可能会损坏纤维光导体，因此即使在良好的飞行条件下，也不能使用上面提到的最后一个方法。
专利文献对于用以解决上述问题的技术方法也作出了一些尝试。挪威公开的公开物NO.157997中，公开了一种用于清除电力架空线上的积雪和冰的装置，该装置使用悬挂在电线上的弓形装置，用绳索沿着线牵拉该弓形装置，由此去除线上的积雪和冰。换句话说，这更是一个手工方法，该方法与上面提到的用绝缘杆碰撞电力线的方法差别不大。
瑞典专利公开物NO.503724公开了一种用于被冰覆盖的电力线的“除冰装置”，此处所提出的解决办法，也是基于沿着电力线运行的一种装置。该运行装置具有滚筒件，该滚筒件使电力线在滚筒之间弯曲，结果是使冰覆盖层破碎并跌落。由于该装置必须沿着电力线牵拉，因此该方法看起来更象在挪威公开的公开物中的方法。
美国专利5,411,121(挪威专利申请号为1996 3975)公开了一种用于电缆的更具有技术性的自动化除冰装置。该装置包括沿着被除冰的电缆成螺旋型环绕的导线对。这些导线在其一端被连接至在导线内产生电磁脉冲的脉冲装置，在相对的一端，导线被连接在一起。当电磁脉冲进入导线内时，在导线之间将会产生排斥力，该排斥力将使导线震动，因此使可能已经附着在电缆上的冰爆裂。该装置也是基于用于除冰***的探测装置和附属的致动装置。换句话说，设置有一种自动工作的***。然而问题仅是实际测试显示，根据该美国专利的装置，有实际情况下对于解决问题不是非常有效。
这样，对于在实际情况下，可有效地从架空线上自动地或遥控地去除冰/雪这样的外部物质的装置，现在仍存在有需求。本发明的目的就是提供一种解决该问题的装置。
因此，根据本发明，在此提供一种从例如高压线这样的电力架空线上清除雪和冰这样的外来物质的装置，该装置的特征在于它具有一个可操作控制的电磁振动器，半固定地安装在架空线部分(例如，相邻高压电线杆塔之间的线部分)，如权利要求1中所描述的。
从从属权利要求2-21中可看到根据本发明装置的最佳实施例。
本发明还包括用于从电力架空线，如高压线上清除雪和冰这样的外来物质的方法，该方法的特征在于在架空线上半固定安装有一电磁振动器，该振动器根据控制单元的控制进行致动，这样使外来物质从导线上松动的振动，从该振动器开始沿着导线传播。该方法在权利要求22中作出相应的限定。
由从属权利要求23-25可看到根据本发明方法的最佳实施例。
以下，通过对一些具体实施例的描述可更详细的了解本发明，附图中对这些实施例作出了描述，其中：
图1，示出了具有三个架空相线的典型电力线的一个简略部分。
图2，示出了根据本发明装置的一个实施例，该装置连接于架空线。
图3，示出了根据本发明装置的一个替换实施例，该装置使用在适于平行运行的三相导线上。
图4，示出了一替换实施例，该实施例也用在平行运行的三相导线上。
图5，示出了根据本发明的装置的功效。
图1示出了根据本发明装置在架空线上的总体安装。图中示出了载有高压线1的电力线高压杆塔或杆塔14，在图示情况下，有三根这样的线，并且其中的每一根都配备有用于清除两杆塔14之间的高压线上的外来物质的装置20。为了在两个方向上都提供同样的功效，装置20大约装在高压线的中间位置处。但是，本发明并不限于此位置。实际测试表明，装置20对于在两个方向上超过其最近的电力线高压铁塔和杆塔14的高压线铁塔和杆塔也是有效的，因此往往没有必要在两个方向上的下一高架线上配备同样的装置。这意味着在室外地区，每隔一个高架线配置一个除冰装置20就足够了。
图2详细地示出了装置20，可看出在该实施例中，装置20具有三个实体单元，称为振动器5，控制单元7和电流互感器4。此外，需要用以检测外来物质的出现的传感器20，该传感器由附图标记8表示。控制单元7由通过导线9从电流互感器4接收到的电流所操纵。电流互感器还给振动器5提供工作电力，并且控制单元7根据由信号线13接收到的来自传感器8的信号，来控制振动器5的开/关转换。控制单元7位于密封外壳内，并且可具有其形式为微处理器的电子电路，该微处理器具有计数器功能或其他功能，例如从外部发射器开始通过无线(光学的或RF)连接，与遥控的在开/关之间转换的振动器连接。这意味着控制单元7也具有同样类型的信号接收器。
在图2示出的实施例中，振动器5安装在安装支架2上，该安装架又固定安装在高架线1上，但是可以从导线1上拆卸。支架2由连接零件3，例如钳子，刚性安装于高架线1。控制单元7通过振动吸收悬挂装置6安装在安装支架2上。振动器5本身为现货供应部件，可从一些产品中直接获得，例如美国WACKER公司的，Wacker 400w ER型。
在此示出的传感器8，可为常规的或传统型的应变仪。此应变仪8感测高架线内的变形，该变形是高架线上的外来物质重力作用的结果。因此，当测量到超过特定极限值的变形时，控制单元7将认为该测量结果表示外来物质，雪/冰的数量已经达到必须清除的程度。然后，给振动器5提供电流，该振动器5将提供高架线的振动。
可替换的传感器类型可以为直接探测重力或压力的传感器，例如其形式为力敏开关，当它被施加某力时？，例如，。或者，通过光学(IR)测量，检测线上雪和冰厚度的传感器，例如？
可对控制单元7进行预编程，以在预定时间间隔期间维持振动器的动作，或振动器反应于来自传感器8的信号内的变化而被关断。当传感器信号达到表示导线上具有符合要求的少量外来物质的某极限值时刻后，适当的运算法则可将振动维持一段时间。
设置用于控制单元7的振动吸收悬挂装置6的原因是，使来自靠着安装支架的振动器的强烈振动，不会损坏控制单元7内的部件。电流互感器4也可以通过振动吸收悬挂装置安装，以减小电流互感器损坏的可能性。此外，图2中示出的电流互感器的实施例，为最佳形式。该电流互感器构造为具有半月形交叉部分的两部分，这样可以用非常简单的方式将其安装在高压线1上。
控制单元7密封封装在壳体内，其构造为可经受恶劣天气状况的影响。
图3示出了一个实施例，其中三个平行运行的相引线1由仅一个除冰装置同时作用。图3中的许多特征与图2中所示的那些特征相同，例如，电流互感器4，传感器8和振动器5，其通过钳子3被顺次连接于引线1，但是控制单元7的安装与安装支架2稍有不同，虽然它们都带有振动吸收悬挂装置6。
在此处的特定特征为，绝缘子12刚性装设于三个相线之间，以传输来自最左侧导线的振动/晃动，此处振动由振动器5产生。在这种方式中，三个导线的振动被同时获取。
从图4可看出同一思想的另一变形，在该图中，安装支架2的放置不同于前两种情况。在这种情况下，安装支架2也具有直接安装在其上的振动器5，并且刚性固定有三个绝缘子12，通过夹钳11将这三个绝缘子在它们的相对端刚性连接于三导线1。由此，振动从振动器5开始，通过安装支架2和绝缘子12传送到三个导线1。与先前情况相似，驱动功率来自和上述电流互感器类型相同的电流互感器，传感器8与控制单元7一起按照和先前描述的同样的方式工作。在该例中，控制单元也以振动吸收方式装设于安装支架2。
图5示出了根据本发明除冰装置的功效。在图上部示出的情况中，导线1由于雪/冰的重力而垂下，因此开始振动，这样一些靠近装置20的冰/雪开始松动，这随后具有的效果是导线稍微变轻，并且向上稍微移动了一点。由于与正在进行的振动一起作用，因此该效果有助于更进一步使冰向外爆裂，这样通过来自导线的矫直几何作用可使除冰效果增强。
图下部示出了最终情形，即正常的高架线，其仅有少量下垂并且不带有冰或雪负载。
本领域公知，给导线上加载一大的冰负载，则可以使用本发明优选实施例中的双重动作振动器，例如具有两阻碍振动器装置的振动器，当两个这样的振动器装置沿着导线方向连续放置时，在相对相阶段工作时，可产生已被证明是非常有效的特殊振动器的动作。此“线性”振动动作可导致破碎并且清除甚至是由过度冷却的雨引起的坚硬的纯结冰。
由于直接从电力线上获取能量，因此根据本发明的用于清除外来物质的装置对于供给振动器，控制单元和传感器的能量不需要任何特殊限制。在已经讨论过的示范性实施例中，该情形可通过放置在电力线周围的互感器装置以教导性的方式发生。在适用于不传送高压能量的电力线的另一实施例中，可以使用线内电流来驱动振动器，控制单元和传感器。最好，从邻近除冰/雪装置的两相平行运行的相导线处设置一直流出口。在另一使用于通讯线路的实施例中，由最近的杆塔可分别供给控制单元和传感器工作电流。
每次当振动器开始工作时，控制单元也可以启动将信号传送给控制中心的调制解调器，然后控制中心记录哪一装置已经启动，例如在电力线上哪个位置必须进行振动。同时，在启动振动装置前，需要了解已经有多少雪/冰附着在电力线上。除非，根据本发明的装置能通过无线电信号启动，例如，基于来自显示电力线上的雪/冰状况信息的大功率机。
在最常见的形式中，根据本发明的装置具有仅一个安装于高架线上的振动器。工作电力可通过单独的导线供给，如前面提到的那样，然后可将用于开/关转换的控制单元远离振动器放置，例如在工作电力线的端部。优选实施例具有如上所示的和振动器一起的控制单元。
在图中，所示的实施例仅带有一个传感器，但是当然它也可以使用多个放置在杆塔之间的位于高架线不同位置处的传感器，并且与除冰装置相连。
由装置振动器产生的力，振幅，以及频率，必须与导线的主类型相适，并且和杆塔/高压铁塔的主类型相适。众所周知，相比于较小尺寸的导线部分，在杆塔之间的粗导线和长部分之间的连接中必须具有较大的力。
因此，根据本发明，可实现从线网上探测，清除象冰和雪之类的外来物质的可能性。由此，由此类外来物质引起的***崩溃的可能性得以减小。

Claims (25)

1.用于从电力高架线(1)，例如高压线上，清除冰和雪之类的外来物质的装置，其特征在于：
它具有可操作控制的电磁振动器(5)，其半固定地安装在高架线上。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于：
它进一步具有***(4，7)，用于从高架线(1)自身电流分接出工作电力。
3.根据权利要求2的装置，其特征在于：
所述用于分接工作电力的***具有电流互感器(4)，环绕导线(1)安装，靠近振动器(5)。
4.根据权利要求3的装置，其特征在于：
所述***进一步具有控制单元(7)以控制开和关振动器(5)操作的时刻。
5.根据权利要求4的装置，其特征在于：
控制单元(7)安装在安装支架(2)上，该安装支架(2)通过连接装置(3)又安装在导线(1)上。
6.根据权利要求5的装置，其特征在于：
安装支架(2)也用作振动器(5)的安装，所述连接装置(3)适于提供安装支架(2)和导线(1)之间的刚性和直接接触，同时控制单元(7)通过减震悬挂装置(6)连接于安装支架(2)。
7.根据权利要求4的装置，其特征在于：
由至少一个传感器(8)探测外来物质的出现或数量，并且通过信号线将信号发送给控制单元(7)。
8.根据权利要求7的装置，其特征在于：
所述控制单元(7)适于询问并且可激励所述传感器(8)。
9.根据权利要求7的装置，其特征在于：
由至少一个传感器(8)用于探测沉积在导线上的外来物质的厚度。
10.根据权利要求7的装置，其特征在于：
由至少一个传感器(8)探测导线(1)内的变形，所述变形是导线(1)上的外来物质的重力/负载作用的结果。
11.根据权利要求4的装置，其特征在于：
所述控制单元(7)具有微处理器，其适于根据从传感器(8)接收到的测量信号，来自外部的控制信号，例如以无线方式来自人工操作的和地面附近的手携发射器，或根据预编程，控制从电流互感器(4)至振动器(5)的电力的断开和连接。
12.根据权利要求4的装置，其特征在于：
振动器(5)和控制单元(7)安装在其上刚性安装有绝缘子(12)的安装支架(2)上，其中一个绝缘子刚性装设于导线(1)，其余绝缘子刚性连接于分别平行运行的架空线(1)，最好通过夹钳装置(11)与相引线连接在一起，所述振动器(5)刚性直接安装在所述安装支架(2)上，同时控制单元(7)通过减震悬挂装置(6)安装。
13.根据权利要求3的装置，其特征在于：
用于分接工作电力的***具有连接在导线(1)上的分接点和紧邻从属相引线(1)上的相应分接点之间的直流分接导体。
14.根据权利要求13的装置，其特征在于：
***进一步包括在控制单元(7)处被分接在电流分接导体上，以控制开和关振动器(5)操作的时刻。
15.根据权利要求1的装置，其特征在于：
振动器(5)和相连控制单元(7)适于通过单独的电线接收来自外部电力的工作电力。
16.根据权利要求4的装置，其特征在于：
控制单元(7)适于调整供给振动器(5)的瞬时电力，例如使振幅和振动速度与所探测到的导线(1)上的外来物质的量相适。
17.根据权利要求1的装置，多个导线(1)与所述导线(1)一起平行悬挂于高架构造，其特征在于：
坚硬绝缘子(12)刚性安装于所述导线(1)和多个紧邻于振动器(5)的所述导线(1)之间，通过这种方式，当所述振动器(5)工作时，所述多个导线(1)也进入振动状态。
18.根据权利要求1的装置，其特征在于：
振动器(5)具有两个平行但在相对相工作的振动器组件。
19.根据权利要求1的装置，其特征在于：
振动器(5)大体连接于架空部分的中部，例如两杆塔之间的中部。
20.根据权利要求3的装置，其特征在于：
电流互感器(4)大体构形为具有半月形交叉部分的两部分。
21.根据权利要求4的装置，其特征在于：
控制单元(7)装有将无线信号传送至地平面上的接收器的发射器，以记录象致动率和例如平均致动时间的参数，该信号传送可以通过地平面上的手携接收器的询问而触发。
22.一种用于从电力架空线(1)，例如高压线上清除雪和冰之类的外来物质的方法，其特征在于：
将电机振动器(5)半固定连接在高架线上，
根据来自控制单元(7)的控制启动振动器(5)，振动从振动器(5)开始沿着导线(1)传送，外来物质松动离开导线(1)。
23.根据权利要求22的装置，其特征在于：
根据来自至少一个安装在导线(1)上的传感器(8)的引入信号的控制单元(7)内的值，执行启动。
24.根据权利要求22的装置，其特征在于：
基于由地平面上的手携发射器至控制单元(7)的引入无线信号，执行启动。
25.根据权利要求22的装置，其特征在于：
振动器(5)的工作电力通过安装在接近振动器(5)附近的电流互感器(4)分接自导线(1)本身。
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