專利名稱：一種架空輸電線路的太陽能防覆冰裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及輸電線供電設備技術領域，特別是涉及一種架空輸電線路的導線防覆 冰裝置。
背景技術：
根據我國輸電線路的架設規(guī)范，輸電線路覆冰厚度設計標準規(guī)定一個標準值。持 續(xù)的雨雪、冰凍天氣帶來的電網覆冰是電網事故的罪魁禍首。當氣溫都在正負3攝氏度左 右，在這種條件下極易使電網設備產生冰凍現象。雨雪附著在電網導線表面不斷形成覆冰， 冰凍嚴重時，覆冰厚度每小時就增加1毫米。按標準設計的輸電線路難于抵擋60毫米以上 的覆冰。由覆冰引起的冰害事故主要有三種形式1、覆冰使得導線和桿塔荷載過重形成的 倒塔斷線事故；2、覆冰絕緣子在運行電壓下發(fā)生線路閃絡；3、導線不均勻覆冰后，在風的 激勵下產生低頻率、大振幅自激振動，導致導線、金具及桿塔損壞。當導線上綴滿了沉重的 冰凌后，對電架線塔桿塔的橫向拉力非常巨大，特別是在出現大風的情況下，很多導線出現 了大幅度舞動，“共振”效應足以拉倒重達幾十噸的鋼制塔架，加劇了對輸變電設備的破壞。 另外，輸電設備上產生覆冰后，絕緣水平大大下降，很多設備產生“冰閃，，放電現象，大量設 備因故障跳閘，特別是在氣溫回升，線路覆冰融化的過程中，極易發(fā)生線路閃絡事故，對電 網安全運行和可靠供電將造成嚴重威脅。近年來，我國的輸電線路覆冰事故不斷發(fā)生，重大冰災事故更有愈演愈烈之勢。覆 冰現象導致電網結構遭到嚴重破壞，電網安全受到威脅，受災損失嚴重。隨著“西電東送、南 北互供、全國聯網”電力發(fā)展戰(zhàn)略的實施和1000KV交流特高壓、士800KV直流特高壓輸電線 路的建設，覆冰問題將成為影響高壓、超特高壓輸電線路安全運行的嚴重隱患之一，如何保 證在持續(xù)的雨雪、冰凍天氣帶來的電網覆冰的惡劣環(huán)境狀況下保證架空輸電線路的安全、 可靠已成為迫切需要解決的問題。在電氣化鐵路上，同樣存在覆冰災害的問題，現有電氣化鐵路的輸電采用接觸網 輸電技術，其輸電線路包括架線塔桿，架線塔桿上設有接觸網的平挽臂，導線經絕緣材料連 接安裝在平挽臂下，導線正上方連接有承力索，承力索和導線之間設有多點懸吊設置。目前的手段只有在斷電的情況下進行人工清理，這不僅效率低下，同時會影響供 電和鐵路的正常運行。
發(fā)明內容
針對現有技術中的缺陷，本發(fā)明提供一種架空輸電線路的太陽能防覆冰裝置，保 證架空輸電線路的導線在冬季環(huán)境溫度達到結冰條件時主動避免導線覆冰，避免輸電線路 因導線覆冰而發(fā)生事故，使輸電線路運行更加安全。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的一種架空輸電線路的太陽能防覆冰裝置，包 括架線塔桿，架線塔桿上設有支架，導線經絕緣材料安裝在支架上，所述架線塔桿上固定有太陽能供電裝置，支架上固定振動機構，太陽能供電裝置與控制系統(tǒng)相連，控制系統(tǒng)的輸出 端連接振動機構。本發(fā)明的有益效果在于該裝置可通過太陽能供電裝置提供電能，經控制系統(tǒng)驅 動振動機構振動，使得輸電線路上的初始覆冰能因振動而脫落，可主動避免輸電線路因導 線覆冰而發(fā)生事故，使輸電線路運行更加安全，保證架空輸電線路的運行安全。上述技術方案中，振動機構可以有如下技術方案其一，振動機構為振動電機。振動電機轉動時，其直接引起與其連接的支架的振動，使得承力索、導線均一起振動，使覆冰 脫落。其二，所述振動機構包括電機，電機的輸出軸端連接有柔性擺錘，支架上與柔性擺錘 的錘頭對應設置有沖擊板。電機轉動帶動柔性擺錘不斷敲擊沖擊板，利用沖擊產生的振動， 使導線、承力索和支架上的覆冰脫落。上述兩技術方案均有實施方便、結構簡單的優(yōu)點。作為本發(fā)明的進一步改進，所述導線經絕緣材料連接安裝在電氣化鐵路接觸網的 平挽臂下，導線正上方連接有承力索，承力索和導線之間設有多點懸吊設置。該技術方案主 要適用于電氣化鐵路上。作為本發(fā)明的進一步改進，所述太陽能供電裝置包括太陽能電池板、蓄電池和控 制系統(tǒng)，太陽能電池板與蓄電池相連，蓄電池與控制系統(tǒng)的電源端相連。上述蓄電池可以采 用普通鉛酸電池，為減輕重最、延長使用壽命，還可以采用鋰電池。作為本發(fā)明的進一步改進，所述控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、冰雪感應器、兩個列 車探測器和信號處理單元，溫度傳感器、冰雪感應器和列車探測器的輸出端連接信號處理 單元的輸入端，信號處理單元將溫度傳感器、冰雪感應器和列車探測器來的信號經運算、判 斷，信號處理單元的信號輸出端連接振動機構。信號處理單元可人為設定其需要進行除冰 的信號條件，在條件符合時，信號處理單元驅動振動機構工作，實現除冰的功能。該裝置適 用于電氣化鐵路接觸網的架空輸電線路的除冰。作為本發(fā)明的進一步改進，所述控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、冰雪感應器和信號處 理單元，溫度傳感器、冰雪感應器的輸出端連接信號處理單元的輸入端，信號處理單元將溫 度傳感器、冰雪感應器來的信號經運算、判斷，信號處理單元的信號輸出端連接振動機構。 信號處理單元可人為設定其需要進行除冰的信號條件，在條件符合時，信號處理單元驅動 振動機構工作，實現除冰。該裝置適用于高壓、超特高壓輸電線路架空輸電線路的除冰。
圖1為一種適用于電氣化鐵路接觸網的太陽能防覆冰裝置的結構示意圖。圖2為圖1的A向局部視圖。圖3為適用于電氣化鐵路接觸網的太陽能防覆冰裝置的電氣工作原理框圖。圖4為一種適用于高壓、超特高壓輸電線路的太陽能防覆冰裝置結構示意圖。圖中，1太陽能電池板，2控制箱，3冰雪感應器，4溫度傳感器，5架線塔桿，6支架， 7電機，8列車探測器，9柔性擺錘，10平挽臂，11承力索，12導線，13沖擊板，14振動電機， 15絕緣子。
具體實施例方式實施例1
如圖1-3所示，為一種電氣化鐵路輸電線路的太陽能防覆冰裝置，包括架線塔桿 5，架線塔桿5在鐵路沿線間隔設置，架線塔桿5上設有支架6，為保證穩(wěn)定，支架6 —般呈 三角形設置，導線12經絕緣材料安裝在支架6上，支架6的端部經平挽臂10連接有承力索 11，導線12位于承力索11正下方，承力索11和導線12之間多點懸吊設置，使導線的張力、 重量部分由承力索承受，架線塔桿5上固定有太陽能供電裝置，支架6上固定振動機構，該 振動機構包括電機7，電機7的輸出軸端連接有柔性擺錘9，支架6上與柔性擺錘9的錘頭 對應設置有沖擊板13，電機7帶動柔性擺錘9轉動時，錘頭可敲擊在沖擊板13上，因此輸電 線路的振動，太陽能供電裝置與控制系統(tǒng)相連，控制系統(tǒng)的輸出端連接振動機構，控制系統(tǒng) 設置在控制箱2中。太陽能供電裝置由太陽能電池板1、蓄電池等組成，太陽能電池板1與蓄電池相 連，蓄電池與控制系統(tǒng)的電源端相連。蓄電池采用壽命長、重量輕的鋰電池。控制系統(tǒng)包括溫度傳感器4、冰雪感應器3、兩個列車探測器8和信號處理單元，溫 度傳感器4、冰雪感應器3、列車探測器8的輸出端連接信號處理單元的輸入端，信號處理單 元將溫度傳感器4、冰雪感應器3、兩個列車探測器8來的信號經運算、判斷，信號處理單元 的信號輸出端連接振動機構。信號處理單元采用單板機，其編程方便、運行可靠且成本低 廉；列車探測器8采用超聲波雷達，探測距離控制在50米-100米，采用兩個列車探測器可 分別從鐵路的兩個方向上探測列車；冰雪感應器3采用重量感應開關控制，當其表面覆冰 或積雪達到一定重量后，冰雪感應器3動作。通過單板機程序設計，當溫度傳感器4上溫度低于0°C時，冰雪感應器3上積雪或 覆冰重量超過設計標準值時，且超聲波雷達測到50米外未有列車到達的情況下，單板機按 照設計程序，每隔一段時間啟動一次電機7轉動，例如每間隔一小時動作一次，電機7帶動 柔性擺錘9轉動，連續(xù)一段時間敲擊沖擊板13，激發(fā)輸電線路產生高頻振動，將初始產生的 覆冰或雪花震碎散落，避免覆冰。而當有列車通過時，或其他條件未達到時，單板機使電機 7處于斷電狀態(tài)，避免無謂工作，保證列車安全通過。實施例2如圖4所示，與實施例1的不同之處在于該裝置可在高壓、超特高壓輸電線路架 空輸電線路上實施，而并不局限于電氣化鐵路上應用，因此，可以沒有平挽臂和承力索，導 線12直接經絕緣子15架設在支架6下，振動機構可以是振動電機14，設置在絕緣子15的 上方，其工作時，自身振動引起絕緣子15和導線12高頻振動，實現除冰之功能。相應的太 陽能供電裝置可設置在架線塔桿上的任意位置，控制系統(tǒng)中沒有列車探測器，僅包括溫度 傳感器、冰雪感應器和信號處理單元，溫度傳感器、冰雪感應器的輸出端連接信號處理單元 的輸入端，信號處理單元將溫度傳感器、冰雪感應器來的信號經運算、判斷，信號處理單元 的信號輸出端連接振動電機14。在導線初始覆冰時，信號處理單元的間隔一段時間輸出一 次信號，使振動電機14持續(xù)工作一段時間，將導線12及絕緣子15上的初始覆冰震落。除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其它實施方案。例如采用其他的振動機構替代上述振動機構。在不背離本發(fā)明之精神及實質的情況下，所屬技術領域的技術人員當可根 據本發(fā)明作出各種相應的明顯變形和等效替換，但這些變形和替換都落入本發(fā)明權利要求 的保護范圍。
權利要求
一種架空輸電線路的太陽能防覆冰裝置，包括架線塔桿，架線塔桿上設有支架，導線經絕緣材料安裝在支架上，其特征在于所述架線塔桿上固定有太陽能供電裝置，支架上固定振動機構，太陽能供電裝置與控制系統(tǒng)相連，控制系統(tǒng)的輸出端連接振動機構。
2.根據權利要求1所述的一種架空輸電線路的太陽能防覆冰裝置，其特征在于所述 振動機構為振動電機。
3.根據權利要求1所述的一種架空輸電線路的太陽能防覆冰裝置，其特征在于所述 振動機構包括電機，電機的輸出軸端連接有柔性擺錘，支架上與柔性擺錘的錘頭對應設置 有沖擊板。
4.根據權利要求1-3任意一項所述的一種架空輸電線路的太陽能防覆冰裝置，其特征 在于所述導線經絕緣材料連接安裝在電氣化鐵路接觸網的平挽臂下，導線正上方連接有 承力索，承力索和導線之間設有多點懸吊設置。
5.根據權利要求4所述的架空輸電線路的太陽能防覆冰裝置，其特征在于所述太陽 能供電裝置包括太陽能電池板、蓄電池，太陽能電池板與蓄電池相連，蓄電池與控制系統(tǒng)的 電源端相連。
6.根據權利要求5所述的一種架空輸電線路的太陽能防覆冰裝置，其特征在于所述 控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、冰雪感應器、兩個列車探測器和信號處理單元，溫度傳感器、冰 雪感應器、列車探測器的輸出端連接信號處理單元的輸入端，信號處理單元將溫度傳感器、 冰雪感應器和兩個列車探測器來的信號經運算、判斷，信號處理單元的信號輸出端連接振 動機構。
7.根據權利要求1、2、3或5所述的一種架空輸電線路的太陽能防覆冰裝置，其特征在 于所述控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、冰雪感應器和信號處理單元，溫度傳感器、冰雪感應器 的輸出端連接信號處理單元的輸入端，信號處理單元將溫度傳感器、冰雪感應器來的信號 經運算、判斷，信號處理單元的信號輸出端連接振動機構。
全文摘要
本發(fā)明涉及輸電設備領域內的一種架空輸電線路的太陽能防覆冰裝置，包括架線塔桿，架線塔桿上發(fā)有支架，導線經絕緣材料安裝在支架上，所述架線塔桿上固定有太陽能供電裝置，支架上固定振動機構，太陽能供電裝置與控制系統(tǒng)相連，控制系統(tǒng)的輸出端連接振動機構。該裝置可通過太陽能供電裝置提供電能，經控制系統(tǒng)驅動振動機構振動，使得輸電線路上的初始覆冰能因振動而脫落，可避免輸電線路因導線覆冰而發(fā)生事故，使輸電線路運行更加安全。
文檔編號H02K7/065GK101807784SQ20101013712
公開日2010年8月18日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權日2010年4月1日
發(fā)明者吳利群, 帖榮俊, 談兆軍 申請人:揚州東方吊架有限公司