專利名稱：架空輸電線路的太陽能防覆冰裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及輸電線供電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種架空輸電線路的導(dǎo)線 防覆冰裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)我國輸電線路的架設(shè)規(guī)范，輸電線路覆冰厚度設(shè)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(wǎng)覆冰是電網(wǎng)事故的罪魁禍首。當(dāng)氣溫都在正負3攝氏度左 右，在這種條件下極易使電網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生冰凍現(xiàn)象。雨雪附著在電網(wǎng)導(dǎo)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(shè)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(dǎo)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(luò)；3、導(dǎo)線不均勻覆冰后，在風(fēng)的 激勵下產(chǎn)生低頻率、大振幅自激振動，導(dǎo)致導(dǎo)線、金具及桿塔損壞。當(dāng)導(dǎo)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(xiàn)大風(fēng)的情況下，很多導(dǎo)線出現(xiàn) 了大幅度舞動，“共振”效應(yīng)足以拉倒重達幾十噸的鋼制塔架，加劇了對輸變電設(shè)備的破壞。 另外，輸電設(shè)備上產(chǎn)生覆冰后，絕緣水平大大下降，很多設(shè)備產(chǎn)生“冰閃，，放電現(xiàn)象，大量設(shè) 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(luò)事故，對電 網(wǎng)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(zāi)事故更有愈演愈烈之勢。覆 冰現(xiàn)象導(dǎo)致電網(wǎng)結(jié)構(gòu)遭到嚴重破壞，電網(wǎng)安全受到威脅，受災(zāi)損失嚴重。隨著“西電東送、南 北互供、全國聯(lián)網(wǎng)”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(shè)，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(wǎng)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(zāi)害的問題，現(xiàn)有電氣化鐵路的輸電采用接觸網(wǎng) 輸電技術(shù)，其輸電線路包括架線塔桿，架線塔桿上設(shè)有接觸網(wǎng)的平挽臂，導(dǎo)線經(jīng)絕緣材料連 接安裝在平挽臂下，導(dǎo)線正上方連接有承力索，承力索和導(dǎo)線之間設(shè)有多點懸吊設(shè)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。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實用新型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(dǎo)線在冬季環(huán)境溫度達到結(jié)冰條件時主動避免導(dǎo)線覆冰，避免輸 電線路因?qū)Ь€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(shù)問題，本實用新型提供的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(shè)有支架，導(dǎo)線經(jīng)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(gòu)，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(gòu)。本實用新型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(jīng)控制系 統(tǒng)驅(qū)動振動機構(gòu)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?qū)Ь€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(shù)方案中，振動機構(gòu)可以有如下技術(shù)方案其一，振動機構(gòu)為振動電機。振 動電機轉(zhuǎn)動時，其直接引起與其連接的支架的振動，使得承力索、導(dǎo)線均一起振動，使覆冰 脫落。其二，所述振動機構(gòu)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(yīng)設(shè)置有沖擊板。電機轉(zhuǎn)動帶動柔性擺錘不斷敲擊沖擊板，利用沖擊產(chǎn)生的振動， 使導(dǎo)線、承力索和支架上的覆冰脫落。上述兩技術(shù)方案均有實施方便、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點。作為本實用新型的進一步改進，所述導(dǎo)線經(jīng)絕緣材料連接安裝在電氣化鐵路接觸 網(wǎng)的平挽臂下，導(dǎo)線正上方連接有承力索，承力索和導(dǎo)線之間設(shè)有多點懸吊設(shè)置。該技術(shù)方 案主要適用于電氣化鐵路上。作為本實用新型的進一步改進，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，為減輕重量、延長使用壽命，還可以采用鋰電池。作為本實用新型的進一步改進，所述控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、冰雪感應(yīng)器、兩個 列車探測器和信號處理單元，溫度傳感器、冰雪感應(yīng)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(yīng)器和列車探測器來的信號經(jīng)運算、 判斷，信號處理單元的信號輸出端連接振動機構(gòu)。信號處理單元可人為設(shè)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(qū)動振動機構(gòu)工作，實現(xiàn)除冰的功能。該裝置 適用于電氣化鐵路接觸網(wǎng)的架空輸電線路的除冰。作為本實用新型的進一步改進，所述控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、冰雪感應(yīng)器和信 號處理單元，溫度傳感器、冰雪感應(yīng)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(yīng)器來的信號經(jīng)運算、判斷，信號處理單元的信號輸出端連接振動機 構(gòu)。信號處理單元可人為設(shè)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(qū) 動振動機構(gòu)工作，實現(xiàn)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(wǎng)的太陽能防覆冰裝置的結(jié)構(gòu)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(wǎng)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(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1太陽能電池板，2控制箱，3冰雪感應(yīng)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(dǎo)線，13沖擊板，14振動電機， 15絕緣子。
具體實施方式
實施例1[0021]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(shè)置，架線塔桿5上設(shè)有支架6，為保證穩(wěn)定，支架6 —般呈 三角形設(shè)置，導(dǎo)線12經(jīng)絕緣材料安裝在支架6上，支架6的端部經(jīng)平挽臂10連接有承力索 11，導(dǎo)線12位于承力索11正下方，承力索11和導(dǎo)線12之間多點懸吊設(shè)置，使導(dǎo)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(gòu)，該 振動機構(gòu)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(yīng)設(shè)置有沖擊板13，電機7帶動柔性擺錘9轉(zhuǎn)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(gòu)，控制系統(tǒng) 設(shè)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?？刂葡到y(tǒng)包括溫度傳感器4、冰雪感應(yīng)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(yīng)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(yīng)器3、兩個列車探測器8來的信號經(jīng)運算、判斷，信號處理單元 的信號輸出端連接振動機構(gòu)。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(yīng)器3采用重量感應(yīng)開關(guān)控制，當(dāng)其表面覆冰 或積雪達到一定重量后，冰雪感應(yīng)器3動作。通過單板機程序設(shè)計，當(dāng)溫度傳感器4上溫度低于0°C時，冰雪感應(yīng)器3上積雪或 覆冰重量超過設(shè)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(shè)計程序，每隔一段時間啟動一次電機7轉(zhuǎn)動，例如每間隔一小時動作一次，電機7帶動 柔性擺錘9轉(zhuǎn)動，連續(xù)一段時間敲擊沖擊板13，激發(fā)輸電線路產(chǎn)生高頻振動，將初始產(chǎn)生的 覆冰或雪花震碎散落，避免覆冰。而當(dāng)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(yīng)用，因此，可以沒有平挽臂和承力索，導(dǎo) 線12直接經(jīng)絕緣子15架設(shè)在支架6下，振動機構(gòu)可以是振動電機14，設(shè)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(dǎo)線12高頻振動，實現(xiàn)除冰之功能。相應(yīng)的太 陽能供電裝置可設(shè)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(yīng)器和信號處理單元，溫度傳感器、冰雪感應(yīng)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(yīng)器來的信號經(jīng)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(dǎo)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(dǎo)線12及絕緣子15上的初始覆冰震落。除上述實施例外，本實用新型還可以有其它實施方案。例如采用其他的振動機構(gòu) 替代上述振動機構(gòu)。在不背離本實用新型之精神及實質(zhì)的情況下，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人 員當(dāng)可根據(jù)本實用新型作出各種相應(yīng)的明顯變形和等效替換，但這些變形和替換都落入本 實用新型權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)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(shè)有支架，導(dǎo)線經(jīng)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(gòu)，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(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路的太陽能防覆冰裝置，其特征在于所述振動 機構(gòu)為振動電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路的太陽能防覆冰裝置，其特征在于所述振動 機構(gòu)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(yīng)設(shè)置有沖 擊板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的架空輸電線路的太陽能防覆冰裝置，其特征在 于所述導(dǎo)線經(jīng)絕緣材料連接安裝在電氣化鐵路接觸網(wǎng)的平挽臂下，導(dǎo)線正上方連接有承 力索，承力索和導(dǎo)線之間設(shè)有多點懸吊設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求5所述的架空輸電線路的太陽能防覆冰裝置，其特征在于所述控制 系統(tǒng)包括溫度傳感器、冰雪感應(yīng)器、兩個列車探測器和信號處理單元，溫度傳感器、冰雪感 應(yīng)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(yīng)器和兩個列車探測器來的信號經(jīng)運算、判斷，信號處理單元的信號輸出端連接振動機 構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或5所述的架空輸電線路的太陽能防覆冰裝置，其特征在于 所述控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、冰雪感應(yīng)器和信號處理單元，溫度傳感器、冰雪感應(yīng)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(yīng)器來的信號經(jīng)運 算、判斷，信號處理單元的信號輸出端連接振動機構(gòu)。
專利摘要本實用新型涉及輸電設(shè)備領(lǐng)域內(nèi)的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(shè)有支架，導(dǎo)線經(jīng)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(gòu)，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(gòu)。該裝置可通過太陽能供電裝置提供電能，經(jīng)控制系統(tǒng)驅(qū)動振動機構(gòu)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?qū)Ь€覆冰而發(fā)生事故，使輸電線路運行更加安全。
文檔編號H02G7/16GK201656396SQ201020146918
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者吳利群, 帖榮俊, 談?wù)总?申請人:揚州東方吊架有限公司