CN202535015U - 高压线除冰装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为高压线除冰装置，除冰机构有除冰电机和除冰麻花钻。固定于框体前方与高压线垂直的横板上，2台除冰电机对称布置于高压线两侧，电机轴上各安装一个除冰麻花钻。除冰机构还有左右对称的铲冰刀组件，为铲冰刀和铲冰刀底座，圆弧环铲冰刀环的内缘为刀刃，固定于铲冰刀底座的安装面。左右铲冰刀底座位于高压线左右固定于横板。调节除冰电机底座、铲冰刀底座在横板上的位置，可调节麻花钻和铲冰刀与高压线的距离，适用于不同规格高压线和不同厚度的覆冰。本除冰装置框体分为上下框体，分别安装上下行走轮，方便安装。本装置在高压线上行走，除冰麻花钻破碎高压线上覆冰，铲冰刀铲去剩余的冰，除冰干净。

Description

高压线除冰装置

(一)技术领域

本实用新型涉及电力输电线路的辅助设备技术，具体为一种高压线除冰装置。

(二)背景技术

2008年初，我国南方地区遭受大面积连续特大降雪，高压线路大面积覆冰，导致高压线路不堪重负而断线，使电力设施遭到严重破坏，受灾人口高达1亿之多，直接经济损失超过1100亿元，这种突如其来的冰雪灾害给中华大地输电线路带来了极大破坏。高压线除冰问题因此受到重视。

目前，高压线路除冰方法有以下几种：

1、人工除冰法，目前仍然是我国主要的除冰方法之一，因无需配置相应设备，也就没有投资成本。但是该法效率低，环境对操作限制极大，操作工人的生命安全也难以保证。

2、加热融冰法，是通过增加输电线路中的电流使导线自身产生足够多的热量以避免冰雪的覆积或使已有的覆冰融化脱落，如过电流融冰、短路电流融冰、直流融冰等，但这些方法都存在较大问题。过电流融冰***负荷大，停电时间长，操作难度大。短路电流融冰时短路引起的电压降对输电***影响很大，尤其是220KV及以上高压线路的短路严重影响输电***的正常供电；另一方面，短路融冰耗电量大，还需要修改保护定值，而且还必须在短路情况下保证***安全和重要用户的供电，操作过程复杂、繁琐，对调度员要求高。直流融冰则需要配有特种直流电源向线路供电，该电源必须具有良好的恒流特性，并在负载扰动或试验状态变化时该电源能够快速响应，才能确保直流电的稳定加热。

3、机械除冰法，包括滑轮铲刮法和强力振动法，其中滑轮铲刮法较为实用，它耗能小，价格低廉，但操作困难，安全性能亦需完善。采用电磁力或电脉冲的强力振动法，使导线产生强烈的可控振动来除冰，对雾淞有一定效果，对雨淞效果有限，除冰效果不佳。

4、被动除冰法，在导线上安装阻雪环、平衡锤等装置，使导线上的覆冰堆积到一定程度时，由风或其它自然力的作用自行脱落。该法简单易行，但因线路覆冰不均匀或不同期脱冰，可能引发导线跳跃的线路事故。

5、其它除冰方法，如激光除冰、电子冻结、电晕放电和碰撞前颗粒冻结、加热等方法也正在国内外研究中，但总体投资较大，全面实施存在很大困难。

6、除冰机器人，目前，随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高，使得机器人替代人工完成高危环境下的繁重作业成为可能。利用机器人实现高压线路在线除冰是目前输电线路除冰技术的发展趋势，具有功耗小、效率高、人员无伤亡、无需停电和转移负载等诸多优点。

除冰机器人是解决电力输电线路覆冰的有效设施，目前正在进一步完善中。除冰机器人的主要结构包括行走机构和除冰机构。现有的除冰机构多为铲刀或刮刀，机器人由行走机构带动在高压线上移动时铲刀或刮刀清理导线上的覆冰。但这些除冰机构难以将线缆上的冰清理干净，特别是覆冰较厚时，更难奏效。

(三)实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种高压线除冰装置，除冰机构为安装在最前端的处于电缆两侧的除冰麻花钻，旋转剥除高压线上的覆冰。

本实用新型设计的高压线除冰装置，包括框体、行走机构和除冰机构，行走机构包括安装在框体上的行走电机、传动齿轮和行走轮，行走轮安装于行走轮轴上，行走轮为槽轮，行走电机经传动齿轮与行走轮轴连接、带动行走轮转动，本装置沿高压线行进，所述除冰机构包括除冰电机和除冰麻花钻。除冰机构安装在框体的前端，横板水平固定于框体、位于高压线下方且与高压线垂直。2台除冰电机各固定于横板，位于高压线两侧，二除冰电机的轴上各经联轴器安装有除冰麻花钻，两个除冰麻花钻相对高压线对称布置。除冰麻花钻的中心线与高压线成20～40度角，除冰麻花钻钻尖与高压线的距离为1～5mm。除冰麻花钻直径为5～8mm，总长度为10～16mm。除冰麻花钻伸出联轴器的长度可调节、或者除冰电机在横板上的位置可调节，以调整除冰麻花钻钻尖与高压线的距离以适用于不同规格的高压线，也可以使之适应于不同程度的高压线覆冰。

为了除冰效果更好，所述除冰机构还有铲冰刀组件，铲冰刀组件分为左右对称的两部分，各包括铲冰刀和铲冰刀底座，铲冰刀为圆弧环，其圆心角为170°～190°，环的内缘为刀刃。铲冰刀底座有与铲冰刀相配合的、朝向前方的安装面，铲冰刀固定于铲冰刀底座的安装面，左右铲冰刀底座位于高压线左右固定于横板，左右铲冰刀内环的间距大于高压线线径。

为了提高铲冰效率，铲冰孔内径边缘向前伸出形成刀尖，尖端向外侧倾斜成圆锥面、与环面相接，圆锥面与铲冰刀主体环面的交角为40度～50度，即铲冰刀主体圆弧环的截面为矩形，其前方连接的刀尖的截面为三角形，该三角形是2个锐角为40度～50度的直角三角形，该直角三角形的一个直角边与铲冰刀主体圆弧环的横截面矩形的一边重合，为铲冰刀的内径面的截面。

为了适应不同规格的高压线，并适应于不同程度的覆冰厚度，除冰麻花钻和铲冰刀与高压线的距离要便于调节，本装置的横板上有2道与高压线垂直的固定槽，固定槽为与螺栓直径相配合的通槽，除冰电机底座和铲冰刀底座均有2个定位孔，2个螺栓穿过除冰电机底座的定位孔和横板的固定槽，底部的螺母紧固横板和除冰电机底座。同样，另外2个螺栓穿过铲冰刀底座定位孔和横板的固定槽，底部的螺母紧固横板和铲冰刀底座。松动螺栓即可调节除冰电机底座和/或铲冰刀底座的位置，从而调节麻花钻和铲冰刀与高压线的距离。

为了让铲冰刀牢固地固定于铲冰刀底座，铲冰刀底座的安装面上有与铲冰刀相配合的高低不同的环面、形成台阶，台阶的高度与铲冰刀环面厚度相配合，铲冰刀嵌于较低的环面，铲冰刀外缘靠抵台阶，至少2个螺钉固定连接铲冰刀和铲冰刀底座，增大铲冰刀的径向稳固性。

为了便于安装，本除冰装置框体分为上框体和下框体，上框体和下框体主体均为矩形框架，前后2根上轮轴平行安装于上框体，上轮轴与高压线垂直，2根上轮轴分别可转动地安装一个上行走轮；行走电机固定于下框体，前后2根下轮轴可转动地安装于下框体，下轮轴平行于上轮轴，2根下轮轴上各固定安装1个下行走轮，上、下行轮上、下相对。行走电机输出轴经传动齿轮组分别与2根下轮轴连接。横板固定于下框体前方，其上安装除冰机构。上、下框体与其上的部件组装后，在除冰现场，先将上框体架在高压线上，下框体在高压线下、由螺栓固定连接于上框体下方。高压线处于上、下行走轮之间，行走电机经传动齿轮组带动下行走轮转动，从而使本装置在高压线上行走。

本实用新型高压线除冰装置的优点为：1、本装置的除冰机构有可破碎高压线上厚覆冰的除冰麻花钻，还配有铲冰刀，进一步铲去剩余的覆冰，以保证除冰干净；2、通过调节除冰电机在横板上的位置或除冰麻花钻***联轴器的长度、可调节除冰麻花钻刀尖与高压线的距离，通过调节铲冰刀底座在横板上的位置、可调节铲冰刀刀刃与高压线的距离，从而使本装置的除冰机构适用于不同规格高压线和不同厚度的的覆冰；3、框体分为上下部分，机构简单，方便安装。

(四)附图说明

图1为本高压线除冰装置实施例整体结构示意图；

图2为图1中框体和行走机构结构示意图；

图3为图1中除冰机构结构示意图；

图4为图3中铲冰刀组件结构示意图；

图5为图4中铲冰刀正视示意图；

图6为图5中A-A向剖面放大示意图；

图7为图4中铲冰刀底座结构示意图；

图8为图4中铲冰刀底座正视示意图。

图内标号为：1、横板，2、高压线，3、除冰麻花钻，31、联轴器，4、除冰电机，5、下行走轮，51、下轮轴，6、下框体，7、行走电机，8、上行走轮，81、上轮轴，82、弹簧，9、铲冰刀组件，91、铲冰刀座，911、底座，912、刀架，92、铲冰刀，921、刀尖，10、上框体。

(五)具体实施方式

本高压线除冰装置实施例整体结构如图1所示，包括框体、行走机构和除冰机构。

如图1、2所示，所述框体分为上框体10和下框体6，上框体10和下框体6主体均为矩形框架，前后2根上轮轴81平行安装于上框体10，上轮轴81与高压线2垂直，2个上行走轮8经轴承可转动地分别安装于2根上轮轴10；行走电机7固定于下框体6，前后2根下轮轴51经轴承可转动地安装于下框体6，下轮轴51平行于上轮轴81，2根下轮轴51上各固定安装1个下行走轮5，上行走轮8和下行走轮5上、下相对；行走电机7输出轴经传动齿轮组分别与2根下轮轴51连接；横板1两端固定于下框体6前方，其上安装除冰机构；上框体10架在高压线2上，下框体6在高压线2下、由螺栓固定连接于上框体10下方。上、下行走轮8、5均为槽轮，高压线2处于上、下行走轮8、5之间，行走电机7经传动齿轮组带动下行走轮51转动，从而使本装置在高压线2上行走。

所述除冰机构包括除冰电机4、除冰麻花钻3，还有铲冰刀。

在下框体6的前端水平固定横板1，横板1位于高压线2下方且与高压线2垂直；如图3所示，横板1上有两道与高压线2垂直的固定槽，固定槽为与螺栓直径相配合的通槽，除冰电机4底座和铲冰刀底座91均有2个定位孔，2个螺栓穿过除冰电机4底座的定位孔和横板1的固定槽，底部的螺母紧固横板1和除冰电机4底座。2台除冰电机4位于高压线2两侧，二除冰电机4的轴上的联轴器31安装有除冰麻花钻3，两个除冰麻花钻3相对高压线2为对称，除冰麻花钻3的中心线与高压线2成20～40度角，除冰麻花钻3钻尖与高压线2的距离为1～3mm。本例除冰麻花钻3直径为8mm，总长度为12mm。

如图4所示铲冰刀组件9分为左右对称的两部分，各包括铲冰刀92和铲冰刀底座91，铲冰刀92为圆弧环，其圆心角为180°，即为半圆环，环的内缘为刀刃；本例铲冰刀外径为16mm，内径为Φ11～12mm，厚度为1～2mm。铲冰刀底座91有2个定位孔，2个螺栓穿过铲冰刀底座91定位孔和横板1的固定槽，底部的螺母紧固横板1和铲冰刀底座91。

如图5、6所示，铲冰刀92内径边缘向前伸出形成刀尖921，尖端向外侧倾斜成圆锥面、与铲冰刀92主体环面相接，圆锥面与铲冰刀92主体环面的交角为40度～50度，即垂直于铲冰刀92主体环面且通过圆环的圆心的平面，得到的铲冰刀92主体圆弧环的截面为矩形，其前方连接的刀尖921的截面为三角形，该三角形是2个锐角为40度～50度的直角三角形，该直角三角形的一个直角边与铲冰刀92主体圆弧环的横截面矩形的一边重合。

铲冰刀底座91有与铲冰刀92相配合的、朝向前方的安装面，安装面上有与铲冰刀92相配合的高低不同的2个半圆环面，2个环面之间形成台阶，本例台阶的高度为0.5～1mm，，铲冰刀92嵌于较低的环面，铲冰刀92外缘靠抵台阶，铲冰刀92的环面上和铲冰刀底座安装面上各有3个相配合的固定孔，3个螺钉经固定孔固定连接铲冰刀92和铲冰刀底座91。调节左右铲冰刀底座91在横板1的位置，使左右铲冰刀92内缘与高压线2的距离为0.5～1mm。

本装置工作时，行走电机7带动下行走轮5在高压线2上前进，除冰电机4带动除冰麻花钻3转动、破碎高压线2上的覆冰，前进的铲冰刀92铲掉高压线2上未完全清除掉的碎冰，保证除冰的质量。

上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.高压线除冰装置，包括框体、行走机构和除冰机构，行走机构包括安装在框体上的行走电机(7)、传动齿轮和行走轮，行走轮安装于行走轮轴上，行走轮为槽轮，行走电机(7)经传动齿轮组与行走轮轴连接，带动行走轮转动，其特征在于：

所述除冰机构包括除冰电机(4)和除冰麻花钻(3)；除冰机构安装在框体的前端，横板(1)水平固定于框体、位于高压线(2)下方且与高压线(2)垂直；2台除冰电机(4)各固定于横板(1)，位于高压线(2)两侧，二除冰电机(4)的轴上各安装有除冰麻花钻(3)，两个除冰麻花钻(3)相对高压线(2)对称布置，除冰麻花钻(3)的中心线与高压线(2)成20～40度角，除冰麻花钻(3)钻尖与高压线(2)的距离为1～5mm。

2.根据权利要求1所述的高压线除冰装置，其特征在于：

所述除冰麻花钻(3)直径为5～8mm，总长度为10～16mm。

3.根据权利要求1所述的高压线除冰装置，其特征在于：

所述除冰麻花钻(3)经联轴器(31)与除冰电机(4)的轴连接。

4.根据权利要求1所述的高压线除冰装置，其特征在于：

所述横板(1)上有2道与高压线(2)垂直的固定槽，固定槽为与螺栓直径相配合的通槽，除冰电机(4)底座有2个定位孔，2个螺栓穿过除冰电机(4)底座的定位孔和横板(1)的固定槽，底部的螺母紧固横板(1)和除冰电机(4)底座。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的高压线除冰装置，其特征在于：

所述除冰机构还有铲冰刀组件(9)，铲冰刀组件(9)分为左右对称的2部分，各包括铲冰刀(92)和铲冰刀底座(91)，铲冰刀(92)为圆弧环，其圆心角为170°～190°，环的内缘为刀刃；铲冰刀底座(91)有与铲冰刀(92)相配合的、朝向前方的安装面，铲冰刀(92)固定于铲冰刀底座(91)的安装面，左右铲冰刀底座(91)位于高压线(2)左右、固定于横板(1)，左右 铲冰刀(92)内环的间距大于高压线(2)线径。

6.根据权利要求5所述的高压线除冰装置，其特征在于：

所述铲冰刀(92)内径边缘向前伸出形成刀尖(921)，尖端向外侧倾斜成圆锥面、与铲冰刀(92)主体环面相接，圆锥面与铲冰刀主体环面的交角为40度～50度，即铲冰刀(92)主体圆弧环的截面为矩形，其前方接刀尖(921)的截面为三角形，该三角形是2个锐角为40度～50度的直角三角形，该直角三角形的一个直角边与铲冰刀(92)主体圆弧环的横截面矩形的一边重合。

7.根据权利要求5所述的高压线除冰装置，其特征在于：

所述横板(1)上有2道与高压线(2)垂直的固定槽，固定槽为与螺栓直径相配合的通槽，铲冰刀底座(91)有2个定位孔，2个螺栓穿过铲冰刀底座(91)定位孔和横板(1)的固定槽，底部的螺母紧固横板(1)和铲冰刀底座(91)。

8.根据权利要求5所述的高压线除冰装置，其特征在于：

所述铲冰刀底座(91)的安装面上有与铲冰刀(92)相配合的高低不同的环面、形成台阶，台阶的高度与铲冰刀(92)环面厚度相配合，铲冰刀(92)嵌于较低的环面，铲冰刀(92)外缘靠抵台阶，至少2个螺钉固定连接铲冰刀(92)和铲冰刀底座(91)。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的高压线除冰装置，其特征在于：

所述框体分为上框体(10)和下框体(6)，上框体(10)和下框体(6)主体均为矩形框架，前后2根上轮轴(81)平行安装于上框体(10)，上轮轴(81)与高压线(2)垂直，2根上轮轴(10)分别可转动地安装一个上行走轮(8)；行走电机(7)固定于下框体(6)，前后2根下轮轴(51)可转动地安装于下框体(6)，下轮轴(51)平行于上轮轴(81)，2根下轮轴(51)上各固定安装1个下行走轮(5)，上行走轮(8)和下行走轮(5)上、下相对；行走电机(7)输出轴经传动齿轮组分别与2根下轮轴(51)连接；横板(1)固定于下框体(6)前方，其上安装除冰机构；上框体(10)架在高压线(2) 上，下框体(6)在高压线(2)下、由螺栓固定连接于上框体(10)下方；高压线(2)处于上、下行走轮(8、5)之间，行走电机(7)经传动齿轮组带动下行走轮(51)转动，本装置在高压线(2)上行走。 

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