配电线除冰装置和方法

技术领域

本申请涉及电力技术领域，特别是涉及一种配电线除冰装置和方法。

背景技术

配电线路覆冰将导致冰闪跳闸、导线舞动、电力设备损坏等问题，当覆冰厚度远远超出线路承载能力时，电力系统甚至会发生杆塔倒塌、配电线路断线、大面积停电等覆冰灾害事故。不仅威胁电网安全，而且破坏电网结构。

传统的人工除冰作业以人工机械敲打为主，除冰效率低下且除冰效果有限。

鉴于此，如何高效率进行配电线除冰成为目前亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够高效率进行配电线除冰的配电线除冰装置和方法。

第一方面，本申请实施例提供了一种配电线除冰装置，该装置包括：

冲击振动器，包括壳体以及设置在所述壳体内的滑动部、冲击振动块和电机，所述滑动部用于在所述电机的驱动下滑动，以驱动所述冲击振动块按照预设冲击频率冲击振动所述壳体；

与所述壳体连接的固定架，用于在所述冲击振动块冲击振动所述壳体的情况下振动，以对所述固定架所固定的配电线进行振动除冰。

在其中一个实施例中，所述滑动部包括：

至少一个导轨，固定连接于所述壳体的两个相对内壁；

至少一个弹簧，套接于所述导轨的表面，所述弹簧的一端与所述冲击振动块的第一端部接触；

滑动块，所述滑动块远离所述第一端部的第二端部与所述弹簧的另一端接触，所述滑动块用于在所述电机的驱动下沿所述导轨滑动，并在滑动过程中挤压所述弹簧产生形变，以使所述弹簧在形变恢复过程中驱动所述冲击振动块按照预设冲击频率冲击振动所述壳体。

在其中一个实施例中，所述滑动部包括：

转轴，用于在所述电机的驱动下转动；

偏心轮，与所述转轴固定连接，所述偏心轮用于随着所述转轴转动进行偏心转动，以驱动所述滑动块沿所述导轨滑动。

在其中一个实施例中，所述弹簧在挤压过程中储存的弹性势能与所述弹簧在形变恢复过程中释放的弹性力分别满足如下约束条件：

F＝kx

x

其中，E为弹性势能，k为所述弹簧的预设劲度系数，x

在其中一个实施例中，所述预设劲度系数的大小与所述配电线表面的冰层厚度正相关。

在其中一个实施例中，所述预设冲击频率根据如下计算公式计算得到：

其中，Δf为所述预设冲击频率，ω为所述转轴的角速度。

在其中一个实施例中，所述配电线除冰装置的安装位置为相邻线路杆塔之间距离的1/3位置处，和/或，所述配电线除冰装置的安装位置为相邻线路杆塔之间距离的2/3位置处。

在其中一个实施例中，所述固定架包括：

固定挂架，所述固定挂架的一端设置有第一夹具；

垂直伸缩挂架，所述垂直伸缩挂架的一端设置有第二夹具，所述第一夹具和所述第二夹具用于配合固定所述配电线。

在其中一个实施例中，配电线除冰装置还包括连接件，所述连接件与所述壳体、所述固定挂架远离所述第一夹具的一端、所述垂直伸缩挂架远离所述第二夹具的一端固定连接。

第二方面，本申请实施例还提供了一种配电线除冰方法，所述方法包括：

滑动部在电机的驱动下滑动，以驱动冲击振动块按照预设冲击频率冲击振动壳体；

固定架在所述冲击振动块冲击振动所述壳体的情况下振动，以对所述固定架所固定的配电线进行振动除冰。

上述配电线除冰装置和方法，通过冲击振动器中的电机驱动滑动部滑动，以驱动冲击振动块按照预设冲击频率冲击振动壳体，与壳体连接的固定架，用于在冲击振动块冲击振动壳体的情况下振动，以对固定架所固定的配电线进行振动除冰。传统的人工除冰作业以人工机械敲打为主，除冰效率低下且除冰效果有限，本申请实施例通过机械振动结构，可以将振动的能量传递到配电线上，大大节约了人力，且通过振动的方式除冰效果好，可以提高配电线除冰的效率。

附图说明

图1为一个实施例中的配电线除冰装置的示意图；

图2为一个实施例中配电线除冰装置滑动部的示意图；

图3为一个实施例中配电线除冰装置固定架的示意图；

图4为一个实施例中配电线除冰方法的流程示意图；

图5为另一个实施例中配电线除冰方法的流程示意图。

附图标记说明：

固定挂架：101；第一夹具：102；第二夹具：103；垂直伸缩挂架：104；配电线：105；连接件：106；冲击振动块：201；弹簧：202；滑动块：203；偏心轮：204；导轨：205；导轨：206；转轴：207；弹簧：208；壳体：209。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种配电线除冰装置，该装置包括冲击振动器，冲击振动器包括壳体209以及设置在壳体内的滑动部、冲击振动块和电机(滑动部、冲击振动块和电机在图1中未示出)，滑动部用于在电机的驱动下滑动，以驱动冲击振动块201按照预设冲击频率冲击振动壳体209。

请继续参见图1，该配电线除冰装置还包括与冲击振动器的壳体209连接的固定架，用于在冲击振动块冲击振动壳体209的情况下振动，以对固定架所固定的配电线105进行振动除冰。

本申请实施例中，在需要对配电线105进行除冰的情况下，可以将该配电线除冰装置安装在相邻线路杆塔之间，壳体209的形状可以是规则形状(例如为长方体、正方体等)，也可以是不规则形状，依据壳体209形状的不同，选择相应的安装方式进行固定安装。配电线除冰装置安装完成后，利用固定架固定配电线105。

固定好配电线105之后，将电机上电，电机上电后开始以预设的转速转动，电机在转动过程中驱动滑动部滑动，示例性地，滑动部可以通过相关的啮合部件将旋转量转换成平移量，从而进行滑动。

滑动部在滑动过程中，带动冲击振动201块按照预设冲击频率冲击振动壳体209，该预设冲击频率在实施时可以自行按需设定，这样，冲击振动块201按照预设冲击频率冲击振动壳体209时，壳体209则也同步规律振动。

壳体209在振动的过程中，带动与壳体209连接的固定架振动，固定架振动时则可以对其固定的配电线105进行振动除冰，以实现配电线105的快速除冰。

在一种可能的实施方式中，每相邻线路杆塔之间可以安装一个配电线除冰装置，在另一种可能的实施方式中，每相邻线路杆塔之间也可以间隔安装多个配电线除冰装置，在除冰的过程中，各相邻线路杆塔之间的各配电线除冰装置可以同步振动除冰，也可以异步振动除冰，在此不做具体限制。

整体而言，上述配电线除冰装置，通过冲击振动器中的电机驱动滑动部滑动，以驱动冲击振动块按照预设冲击频率冲击振动壳体，与壳体连接的固定架，用于在冲击振动块冲击振动壳体的情况下振动，以对固定架所固定的配电线进行振动除冰。传统的人工除冰作业以人工机械敲打为主，除冰效率低下且除冰效果有限，本申请实施例通过机械振动结构，可以将振动的能量传递到配电线上，大大节约了人力，且通过振动的方式除冰效果好，可以提高配电线除冰的效率。

在一个实施例中，对配电线除冰装置的滑动部的结构进行介绍。滑动部包括至少一个导轨、至少一个弹簧、滑动块、转轴、偏心轮。

其中，至少一个导轨固定连接于壳体的两个相对内壁。至少一个弹簧套接于导轨的表面，弹簧的一端与冲击振动块的第一端部接触；滑动块远离第一端部的第二端部与弹簧的另一端接触，滑动块用于在电机的驱动下沿导轨滑动，并在滑动过程中挤压弹簧产生形变，以使弹簧在形变恢复过程中驱动冲击振动块按照预设冲击频率冲击振动壳体。转轴用于在电机的驱动下转动；偏心轮与转轴固定连接，偏心轮用于随着转轴转动进行偏心转动，以驱动滑动块沿导轨滑动。

在一种可能的实施方式中，如图2所示，提供了一种配电线除冰装置的滑动部，导轨的数量为2个，弹簧的数量也为2个，该滑动部包括弹簧202、滑动块203、偏心轮204、导轨205、导轨206、转轴207、弹簧208。

当然，在其它实施例中，导轨和弹簧的数量也可以分别为1个、3个，等等，在此不做具体限制。

示例性地，弹簧202、滑动块203、偏心轮204、导轨205、导轨206、转轴207、弹簧208的材质可以为金属。请继续参见图2，导轨205和导轨206固定连接于壳体209的两个相对内壁，示例性地，导轨205和导轨206可以竖直安装在壳体209内部，导轨205和导轨206上端固定在壳体209的上端面，导轨205和导轨206下端固定在壳体209的下端面。

弹簧202和弹簧208套接于导轨205和导轨206的表面，弹簧202和弹簧208的一端分别与冲击振动块201的第一端部接触。滑动块203远离第一端部的第二端部与弹簧202和弹簧208的另一端接触，滑动块203用于在电机的驱动下沿导轨205和导轨206滑动，并在滑动过程中挤压弹簧202和弹簧208产生形变，以使弹簧202和弹簧208在形变恢复过程中驱动冲击振动块201按照预设冲击频率冲击振动壳体209。转轴207用于在电机的驱动下转动，偏心轮204与转轴207固定连接，偏心轮204用于随着转轴207转动进行偏心转动，以驱动滑动块203沿导轨205和导轨206滑动。

在一个实施例中，如图3所示，对配电线除冰装置的固定架的结构进行介绍。固定架包括固定挂架101、第一夹具102、第二夹具103、垂直伸缩挂架104、连接件106。

其中，固定挂架101、第一夹具102、第二夹具103、垂直伸缩挂架104、连接件106的材质为金属。固定挂架101的一端设置有第一夹具102，垂直伸缩挂架104的一端设置有第二夹具103，第一夹具102和第二夹具103用于配合固定配电线105。连接件106与壳体109、固定挂架101远离第一夹具102的一端、垂直伸缩挂架104远离第二夹具103的一端固定连接。

当壳体209振动时，会将振动能量通过连接件106传递到固定挂架101和垂直伸缩挂架104连接的第一夹具102和第二夹具103上，对配电线105进行振动除冰。

在一种可能的实施方式中，配电线除冰装置的安装位置为相邻线路杆塔之间距离的1/3位置处，和/或，配电线除冰装置的安装位置为相邻线路杆塔之间距离的2/3位置处，在此不做具体限制。配电线除冰装置的安装方式为挂接。

其中，杆塔是架空线路中用来支撑电线的支撑物。杆塔多由钢材或钢筋混凝土制成，是架空线路的主要支撑结构。

在本实施例中，配电线除冰装置安装在相邻线路杆塔之间，装置的安装拆卸简单，能够高效率进行配电线除冰作业。

在一个实施例中，弹簧202和弹簧208在挤压过程中储存的弹性势能与弹簧在形变恢复过程中释放的弹性力分别满足如下约束条件：

F＝kx

x

其中，E为弹性势能，k为弹簧的预设劲度系数，x

弹簧预设劲度系数k的大小与配电线表面的冰层厚度正相关，对不同厚度的冰层，弹簧劲度系数的选择标准如下：

当转轴207连续转动时，冲击振动块201可以不断的产生冲击振动，预设冲击频率根据如下计算公式计算得到：

其中，Δf为预设冲击频率，ω为所述转轴的角速度，可以通过控制转轴207的转速控制冲击振动器的振动频率，进而控制除冰的速度。示例性地，开启驱动电机，以π/20rad/s的转速带动转轴207转动，此时装置产生两次振动冲击的时间间隔为20s。

在本实施例中，通过根据冰层厚度选择弹簧的预设劲度系数，使配电线除冰装置可以更加可靠的进行配电线除冰作业，提高了除冰的效率。通过控制转轴的转速控制冲击振动器的振动频率，进而控制除冰的速度，提高了装置的可靠性。

在一个实施例中，配电线除冰装置包括冲击振动器和固定架，冲击振动器包括壳体209以及设置在壳体内的滑动部、冲击振动块201和电机，滑动部用于在电机的驱动下滑动，以驱动冲击振动块201按照预设冲击频率冲击振动壳体。固定架与冲击振动器的壳体209连接，用于在冲击振动块201冲击振动壳体209的情况下振动，以对固定架所固定的配电线105进行振动除冰。

其中，滑动部包括弹簧202、滑动块203、偏心轮204、导轨205、导轨206、转轴207、弹簧208。弹簧202和弹簧208套接于导轨205和导轨206的表面，弹簧202和弹簧208的一端分别与冲击振动块201的第一端部接触。滑动块203远离第一端部的第二端部与弹簧202和弹簧208的另一端接触，滑动块203用于在电机的驱动下沿导轨205和导轨206滑动，并在滑动过程中挤压弹簧202和弹簧208产生形变，以使弹簧202和弹簧208在形变恢复过程中驱动冲击振动块201按照预设冲击频率冲击振动壳体209。转轴207用于在电机的驱动下转动，偏心轮204与转轴207固定连接，偏心轮204用于随着转轴207转动进行偏心转动，以驱动滑动块203沿导轨205和导轨206滑动。

固定架包括固定挂架101，固定挂架101的一端设置有第一夹具102。垂直伸缩挂架104，垂直伸缩挂架104的一端设置有第二夹具103，第一夹具102和第二夹具103用于配合固定配电线105。连接件106，连接件106与壳体109、固定挂架101远离第一夹具102的一端、垂直伸缩挂架104远离第二夹具103的一端固定连接。

上述实施例通过机械振动结构，可以将振动的能量传递到配电线上，大大节约了人力，且通过振动的方式除冰效果好，可以提高配电线除冰的效率。

在一个实施例中，如图4所示，本实施例涉及的是用于上述任一实施例所述的配电线除冰装置的配电线除冰方法，该过程包括以下步骤：

步骤401，滑动部在电机的驱动下滑动，以驱动冲击振动块201按照预设冲击频率冲击振动壳体209。

其中，转轴207在电机的驱动下转动，偏心轮204随着转轴207转动进行偏心转动，使驱动滑动块203沿导轨205和导轨206滑动，并在滑动过程中挤压弹簧202和弹簧208产生形变，以使弹簧在形变恢复过程中驱动冲击振动块201按照预设冲击频率冲击振动壳体209。

步骤402，固定架209在冲击振动块冲击振动壳体209的情况下振动，以对固定架所固定的配电线105进行振动除冰。

其中，壳体209将振动能量通过连接件106传递到固定挂架101和垂直伸缩挂架104连接的第一夹具102和第二夹具103上，对配电线105进行振动除冰。

在进行步骤401之前，如图5所示，还包括以下步骤：

步骤501，根据冰层厚度选择弹簧202和弹簧208的劲度系数k。

弹簧202和弹簧208在挤压过程中储存的弹性势能与弹簧在形变恢复过程中释放的弹性力分别满足如下约束条件：

F＝kx

x

其中，E为弹性势能，k为弹簧的预设劲度系数，x

弹簧预设劲度系数k的大小与配电线表面的冰层厚度正相关，对不同厚度的冰层，弹簧劲度系数的选择标准如下：

步骤502，计算预设冲击频率。

预设冲击频率根据如下计算公式计算得到：

其中，Δf为预设冲击频率，ω为所述转轴的角速度，可以通过控制转轴207的转速控制冲击振动器的振动频率，进而控制除冰的速度。

在一种可能的实施方式中，开启驱动电机，以π/20rad/s的转速带动转轴207转动，此时装置产生两次振动冲击的时间间隔为20s。

在本实施例中，通过根据冰层厚度选择弹簧的预设劲度系数，使配电线除冰装置可以更加可靠的进行配电线除冰作业，提高了除冰的效率。通过控制转轴的转速控制冲击振动器的振动频率，进而控制除冰的速度，提高了装置的可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。