CN107732846A - 一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统，涉及架空输电线缆保护设备技术领域，以解决现有技术中自动化远程控制架空高压输电线路除冰，除冰效果差的缺点，其包括通讯模块、设于除冰装置上的转换控制器、蓄电池和驱动电机，驱动电机连接有机械除冰机构，蓄电池分别与转换控制器和驱动电机电连接；转换控制器与通讯模块双向连接，通过转换控制器控制驱动电机转动而驱动机械除冰机构实现机械破冰；还包括超声波发生器，所述超声波发生器与转换控制器电连接。通过实施本技术方案，以实现自动化远程控制架空高压输电线路除冰，完善除冰效果。

Description

一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统

技术领域

本发明涉及架空输电线缆保护设备技术领域，更具体的是涉及一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统。

背景技术

输电线路冬季覆冰是电力系统的自然灾害之一。由于导线上增加了冰荷载，对导线、铁塔和金具都会带来一定的机械损坏，覆冰严重时会断线、倒杆塔、导线舞动闪络及跳闸，导致大面积停电事故。由于事故发生在严冬季节，大雪封山或公路结冰，使得抢修条件十分艰难，造成长时间停电，严重威胁到电网的安全稳定运行及供电可靠性，对国民经济造成重大损失。

目前，国内外对架空线路覆冰提出了数十种除冰技术方案，申请号为CN201310461054.3的专利公开了一种高压电线上柔击除冰机，包括有机壳，机壳上安装主动轮、从动轮，通过主动轮、从动轮将整个机体悬挂在输电线上，主动轮上设有环形的尖角状沟槽，输电线压于所述尖角状沟槽中；机壳内安装有依次连接的蓄电池、控制器、电动机，电动机传动连接蜗杆，蜗杆的上方设置蜗轮，蜗轮与主动轮通过一根传动皮带传动连接；蜗杆的前端伸出机壳并装一随蜗杆转动而转动的圆柱形旋转体，圆柱形旋转体上装有条状钢片。该技术方案仅用单一的旋转运动带动钢片即可直接除冰，在砸冰过程中飞转的钢片先刚后柔，保证输电线上的冰被有力地敲碎，而随后钢片又能顺着输电线截面柔和地滑过，使输电线不受损伤。然而该技术方案仍然存在以下不足之处：1、仅采用敲击振动的机械除冰方式，对雨凇、混合凇等结合力较强及冰层较厚的覆冰其效果有限，除冰效果不好；2、一般机械除冰无法适应不同直径的架空线路覆冰，除冰机构的刀头无法调整间距或只能在施工现场拆装和调整，操作复杂。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统，以实现自动化远程控制架空高压输电线路除冰，完善除冰效果。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统，包括通讯模块、设于除冰装置上的转换控制器、蓄电池和驱动电机，驱动电机连接有机械除冰机构，蓄电池分别与转换控制器和驱动电机电连接；转换控制器与通讯模块双向连接，通过转换控制器控制驱动电机转动而驱动机械除冰机构实现机械破冰；还包括超声波发生器，所述超声波发生器与转换控制器电连接。

本发明基础方案的工作原理为：通过转换控制器与通讯模块双向连接，可远程控制架空除冰机器人智能除冰；蓄电池分别为转换控制器和驱动电机提供电源；利用机械除冰时，通过转换器控制电机转动而驱动机械除冰机构实现机械破冰；且还设置有超声波发生器，超声波发生器与转换控制器电连接，通过转换控制器控制超声波发生器发出机械波，利用超声波发生器发出的机械波可对输电线上的冰晶进行振动去除，实现二次除冰，实现自动化远程控制架空高压输电线路除冰，并完善除冰效果。

进一步地，所述除冰装置包括机壳，所述机壳上安装有主动轮和从动轮，所述主动轮和从动轮上设有环形的沟槽内，所述超声波发生器设置在机壳上，且超声波发射器发出的超声波正对于所述输电线。超声波发生器随除冰装置移动而移动，可沿除冰装置走向对输电线上的冰晶实现超声波振动除冰。

进一步地，还包括继电器、加热片和设置在加热片上的温度传感器，所述加热片设置在主动轮与输电线接触一侧，所述继电器与蓄电池电连接，温度传感器与转换控制器电连接，加热片通过转换控制器控制继电器关闭而控制为输电线提供热量。且在加热片上设置温度传感器，温度传感器与转换控制器电连接，当温度传感器感应的温度大于或等于设定温度时，转换控制器控制继电器打开，停止为加热片提供电能；当温度传感器感应的温度小于设定值时，通过转换控制器控制继电器关闭，继续为加热片提供电能；如此，在主动轮和从动轮滚压输电线的过程中，可利用温度在设定范围内的加热片为输电线实施热力除冰，进一步完善除冰效果，且避免热力除冰机构因容易持续发热产生高温对输电线内部造成损害。

进一步地，还包括定位传感器、距离传感器以及设置机壳前端的微型摄像头和与微型摄像头连接的存储模块，定位传感器、距离传感器和存储模块分别与转换控制器连接；且转换控制器与微型摄像头电连接，控制微型摄像头关闭。转换控制器将定位传感器、距离传感器以及通过存储模块收集的微型摄像头的信息传输至通讯模块，远程监控除冰装置的路况和除冰效果。

进一步地，还包括通过支架架设在机壳上的涂料机构，所述涂料机构包括涂料瓶、输料管和控制输料管与涂料瓶连通的电磁阀，所述涂料瓶内盛有憎水防冰涂料，所述输料管下端呈弧形状绕输电线周向设置，且输料管弧形状端部靠近输电线的内侧设有数个输料软管，所述数个输料软管与输料管连通；所述电磁阀与转换控制器电连接。在高压输电线上喷涂憎水防冰涂料制得的涂层表面具有超疏水效果，可防止高压输电线在恶劣的环境下迅速结冰；具体地，设有智能控制输料管与涂料瓶连通的电磁阀，需要涂设憎水防冰涂料的时候，可打开电磁阀并通过转换控制器控制电磁阀打开角度控制憎水防冰涂料的流量，涂料瓶内的憎水防冰涂料由于重力作用经过呈弧形状绕输电线周向设置的输料管上密集的输料软管涂设在输电线上，可适应不同直径的架空线路。

进一步地，所述输料管内设有流量计，所述流量计与转换控制器电连接。转换控制器将输料管内流量计测定的信息传输至通讯模块，便于实时监测输料管内憎水防冰涂料的流量。

进一步地，还包括用于检测输电线湿度的湿度传感器，所述湿度传感器设置所述输料管前端，所述湿度传感器与转换控制器电连接。输料管前端设置的湿度传感器将输电线湿度的检测信息传输至转换控制器和通讯模块，当输电线上湿度在设定的湿度范围内时，通过转换控制器控制输料管内电磁阀的打开，适时地将憎水防冰涂料涂设在输电线上。

进一步地，所述机械除冰机构的前端设有止进杆，所述止进杆的前端设有行程开关，行程开关与转换控制器电连接。当除冰装置接近输电线终端，可通过止进杆先触及绝缘瓷瓶，通过行程开关切断电源，使得除冰装置停止工作。

如上所述，本发明的有益效果如下：

1、本发明可通过转换器控制电机转动而驱动机械除冰机构实现机械破冰，且利用超声波发生器发出的机械波可对输电线上的冰晶进行振动去除，实现二次除冰，实现自动化远程控制架空高压输电线路除冰，并完善除冰效果。

2、本发明在机壳上还设置有超声波发生器，超声波发生器随除冰装置移动而移动，可沿除冰装置走向对输电线上的冰晶实现超声波振动除冰。

3、本发明在加热片上设置温度传感器，温度传感器与转换控制器电连接，当温度传感器感应的温度大于或等于设定温度时，转换控制器控制继电器打开，停止为加热片提供电能；当温度传感器感应的温度小于设定值时，通过转换控制器控制继电器关闭，继续为加热片提供电能；如此，在主动轮和从动轮滚压输电线的过程中，可利用温度在设定范围内的加热片为输电线实施热力除冰，进一步完善除冰效果，且避免热力除冰机构因容易持续发热产生高温对输电线内部造成损害。

4、本发明中设有智能控制输料管与涂料瓶连通的电磁阀，需要涂设憎水防冰涂料的时候，可打开电磁阀并通过转换控制器控制电磁阀打开角度控制憎水防冰涂料的流量，涂料瓶内的憎水防冰涂料由于重力作用经过呈弧形状绕输电线周向设置的输料管上密集的输料软管涂设在输电线上，可适应不同直径的架空线路；且转换控制器将输料管内流量计测定的信息传输至通讯模块，便于实时监测输料管内憎水防冰涂料的流量。

5、本发明中还设有用于检测输电线湿度的湿度传感器，湿度传感器设置输料管前端，湿度传感器与转换控制器电连接。输料管前端设置的湿度传感器将输电线湿度的检测信息传输至转换控制器和通讯模块，当输电线上湿度在设定的湿度范围内时，通过转换控制器控制输料管内电磁阀的打开，适时地将憎水防冰涂料涂设在输电线上。

附图说明

图1为本发明一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统的模块连接示意图；

图2为本发明一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统中除冰装置的示意图；

图3为本发明一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统中主动轮的示意图；

图4为本发明一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统中涂料机构的示意图。

附图标记：01-机壳、02-主动轮、03-从动轮、04-蓄电池、05-控制器、06-驱动电机、07-蜗杆、08-涡轮、09-传动带、10-旋转体、12-机械除冰机构、13-超声波发生器、14-加热片、15-温度传感器、16-微型摄像头、17-流量计、18-湿度传感器、19-行程开关、20-沟槽、21-防滑凸起、22-涂料瓶、23-输料管、24-电磁阀、25-输料软管、26-输电线、27-支架、28-破冰轮、29-止进杆。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细描述。

请参考图1所示，本实施例提供一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统，包括通讯模块、设于除冰装置上的转换控制器05、蓄电池04和驱动电机06，驱动电机06连接有机械除冰机构12，蓄电池04分别与转换控制器05和驱动电机06电连接；转换控制器05与通讯模块双向连接，通过转换控制器05控制驱动电机06转动而驱动机械除冰机构12实现机械破冰；且还设置有超声波发生器13，超声波发生器13与转换控制器05电连接，通过转换控制器05控制超声波发生器13发出机械波，利用超声波发生器13发出的机械波可对输电线26上的冰晶进行振动去除，实现二次除冰，实现自动化远程控制架空高压输电线26路除冰，并完善除冰效果。

具体地，如图2所示，除冰装置包括机壳01，机壳01上安装有主动轮02和从动轮03，主动轮02和从动轮03上设有环形的尖角状沟槽20，输电线26压于尖角状沟槽20内，从而通过主动轮02和从动轮03将整个除冰机器人悬挂在输电线26上，机壳01内安装有为机器人提供动力的蓄电池04和控制器05，机壳01内设有驱动电机06和涡轮08蜗杆07机构，蜗杆07与驱动电机06输出轴连接，涡轮08设置在蜗杆07上方且与蜗杆07啮合，涡轮08与主动轮02通过传动带09传动连接，蜗杆07前端伸出机壳01并连接有随蜗杆07转动而转动的旋转体10，旋转体10上设有机械除冰机构12；从而可通过同一驱动电机06驱动除冰机器人在高压输电线26上移动的同时驱动机械除冰机构12实现机械除冰。

此外，超声波发生器13设置在机壳01上，且超声波发射器发出的超声波正对于输电线26；超声波发生器13随除冰装置移动而移动，可沿除冰装置走向对输电线26上的冰晶实现超声波振动除冰。

具体地，还包括定位传感器、距离传感器以及设置机壳01前端的微型摄像头16和与微型摄像头16连接的存储模块，定位传感器、距离传感器和存储模块分别与转换控制器05连接；且转换控制器05与微型摄像头16电连接，控制微型摄像头16关闭。转换控制器05将定位传感器、距离传感器以及通过存储模块收集的微型摄像头16的信息传输至通讯模块，远程监控除冰装置的路况和除冰效果。

进一步地，还包括继电器、加热片14和设置在加热片14上的温度传感器15，如图3所示，加热片14设置在主动轮02与输电线26接触一侧，继电器与蓄电池04电连接，温度传感器15与转换控制器05电连接，加热片14通过转换控制器05控制继电器关闭而控制为输电线26提供热量。且在加热片14上设置温度传感器15，温度传感器15与转换控制器05电连接，当温度传感器15感应的温度大于或等于设定温度时，转换控制器05控制继电器打开，停止为加热片14提供电能；当温度传感器15感应的温度小于设定值时，通过转换控制器05控制继电器关闭，继续为加热片14提供电能；如此，在主动轮02和从动轮03滚压输电线26的过程中，可利用温度在设定范围内的加热片14为输电线26实施热力除冰，进一步完善除冰效果，且避免热力除冰机构因容易持续发热产生高温对输电线26内部造成损害。

具体地，主动轮02与从动轮03上的尖角状沟槽20的尖角为45°，且从动轮03上的尖角状沟槽20的尖角为45°，且尖角沟槽20内设有防滑凸起21，防止主动轮02与从动轮03在高压输电线26上移动打滑；防滑凸起21的材料具体可采用硅橡胶，硅橡胶的防滑凸起21具有耐低温和耐辐照等性能，适应高空恶劣环境。

此外，主动轮02与从动轮03上的轮轴上均设有破冰轮28，破冰轮28设于输电线26的上方且位于尖角状沟槽20内，在主动轮02与从动轮03压过输电线26过程中，可通过破冰轮28进一步碾碎输电线26上的细小冰晶，完善除冰效果。

进一步地，还包括通过支架27架设在机壳01上的涂料机构，如图4所示，涂料机构包括涂料瓶22、输料管23和控制输料管23与涂料瓶22连通的电磁阀24，涂料瓶22内盛有憎水防冰涂料，输料管23下端呈弧形状绕输电线26周向设置，且输料管23弧形状端部靠近输电线26的内侧设有数个输料软管25，数个输料软管25与输料管23连通；所述电磁阀24与转换控制器05电连接。在高压输电线26上喷涂憎水防冰涂料制得的涂层表面具有超疏水效果，可防止高压输电线26在恶劣的环境下迅速结冰；具体地，设有智能控制输料管23与涂料瓶22连通的电磁阀24，需要涂设憎水防冰涂料的时候，可打开电磁阀24并通过转换控制器05控制电磁阀24打开角度控制憎水防冰涂料的流量，涂料瓶22内的憎水防冰涂料由于重力作用经过呈弧形状绕输电线26周向设置的输料管23上密集的输料软管25涂设在输电线26上，可适应不同直径的架空线路，可有效利用憎水防冰涂料实现均匀涂设，并不会造成材料浪费。

此外，输料管23弧形状端部的材质为聚偏氟乙烯。聚偏氟乙烯制成的输料管23弧形状端部具有良好的拉伸强度，便于将输料管23弧形状端部绕输电线26周向固定在输电线26上，适于不同直径的输电线26，且聚偏氟乙烯具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能，可适应高空恶劣环境。

进一步地，输料管23内设有流量计17，流量计17与转换控制器05电连接，转换控制器05将输料管23内流量计17测定的信息传输至通讯模块，便于实时监测输料管23内憎水防冰涂料的流量。

具体地，还包括用于检测输电线26湿度的湿度传感器18，湿度传感器18设置所述输料管23前端，所述湿度传感器18与转换控制器05电连接。输料管23前端设置的湿度传感器18将输电线26湿度的检测信息传输至转换控制器05和通讯模块，当输电线26上湿度在设定的湿度范围内时，通过转换控制器05控制输料管23内电磁阀24的打开，适时地将憎水防冰涂料涂设在输电线26上。

进一步地，机械除冰机构12的前端设有止进杆29，止进杆29的前端设有行程开关19，行程开关19与转换控制器05电连接，当除冰装置接近输电线26终端，可通过止进杆29先触及绝缘瓷瓶，通过行程开关19切断电源，使得除冰装置停止工作。

本例中，通过转换控制器05与通讯模块双向连接，可远程控制架空除冰机器人智能除冰，通过转换器控制电机转动而驱动机械除冰机构12实现机械初次破冰，并通过通讯模块远程控制转换控制器05控制超声波发生器13发出的机械波实现振动除冰；进一步地，当温度传感器15感应加热片14的温度小于设定值46°时，通过通讯模块远程控制转换控制器05控制继电器关闭，加热片14将电能转换为热能，实现热力除冰；当温度传感器15感应加热片14的温度大于设定值120°时，通过转换控制器05控制继电器关闭，继续为加热片14提供电能；如此，使得加热片14的温度控制在46°-120°范围内，实现热力除冰，避免热力除冰机构因容易持续发热产生高温对输电线26内部造成损害。

此外，转换控制器05将定位传感器、距离传感器以及通过存储模块收集的微型摄像头16的信息传输至通讯模块，远程监控除冰机器人的路况和除冰效果。

进一步地，湿度传感器18将输电线26湿度的检测信息传输至转换控制器05和通讯模块，当输电线26上相对湿度小于86％时，通过转换控制器05控制输料管23内电磁阀24的打开，适时地将憎水防冰涂料涂设在输电线26上，防止高压输电线26在恶劣的环境下迅速结冰。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统，其特征在于：包括通讯模块、设于除冰装置上的转换控制器、蓄电池和驱动电机，驱动电机连接有机械除冰机构，蓄电池分别与转换控制器和驱动电机电连接；转换控制器与通讯模块双向连接，通过转换控制器控制驱动电机转动而驱动机械除冰机构实现机械破冰；还包括超声波发生器，所述超声波发生器与转换控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统，其特征在于：所述除冰装置包括机壳，所述机壳上安装有主动轮和从动轮，所述主动轮和从动轮上设有环形的沟槽内，所述超声波发生器设置在机壳上，且超声波发射器发出的超声波正对于所述输电线。

3.根据权利要求2所述的一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统，其特征在于：还包括继电器、加热片和设置在加热片上的温度传感器，所述加热片设置在主动轮与输电线接触一侧，所述继电器与蓄电池电连接，温度传感器与转换控制器电连接，加热片通过转换控制器控制继电器关闭而控制为输电线提供热量。

4.根据权利要求2所述的一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统，其特征在于：还包括定位传感器、距离传感器以及设置机壳前端的微型摄像头和与微型摄像头连接的存储模块，定位传感器、距离传感器和存储模块分别与转换控制器连接；且转换控制器与微型摄像头电连接，控制微型摄像头关闭。

5.根据权利要求1所述的一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统，其特征在于：还包括通过支架架设在机壳上的涂料机构，所述涂料机构包括涂料瓶、输料管和控制输料管与涂料瓶连通的电磁阀，所述涂料瓶内盛有憎水防冰涂料，所述输料管下端呈弧形状绕输电线周向设置，且输料管弧形状端部靠近输电线的内侧设有数个输料软管，所述数个输料软管与输料管连通；所述电磁阀与转换控制器电连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统，其特征在于：所述输料管内设有流量计，所述流量计与转换控制器电连接。

7.根据权利要求5所述的一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统，其特征在于：还包括用于检测输电线湿度的湿度传感器，所述湿度传感器设置所述输料管前端，所述湿度传感器与转换控制器电连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于空高压输电线路自动除冰装置的控制系统，其特征在于：所述机械除冰机构的前端设有止进杆，所述止进杆的前端设有行程开关，行程开关与转换控制器电连接。