[发明专利]架空输电线路覆冰的绳波共振除冰装置

说明书

本发明公开了一种架空输电线路覆冰的绳波共振除冰装置，解决了如何用便捷的方式高效对输电线路上的覆冰进行清除的问题，属输电电缆技术领域；通过无人机将闭锁式卡线器卡接在导线覆冰层上，在闭锁式卡线器上连接绝缘绳；在地面上设置水平旋转盘，将绝缘绳的下端连接在旋转盘上，在绝缘绳的中部设置橡胶绝缘重锤，通过旋转盘将绝缘绳和其上的橡胶绝缘重锤甩起，使其作圆周运动，即像跳大绳一样，绳波会使闭锁式卡线器产生振动；通过控制旋转盘的旋转速度来调整绝缘绳的圆周摆动频率，使闭锁式卡线器产生的振动频率等于覆冰段的固有频率，即营造一个覆冰段与闭锁式卡线器共振的现象，即绳波共振，从而实现对导线上覆冰的快速清除。

技术领域

本发明涉及一种架空输电线路，特别涉及一种架空输电线路覆冰的绳波共振除冰装置。

背景技术

受大气候、微地形和微气象条件的影响，许多地区的雨雪冰冻天气极易引起架空输电线路出现覆冰现象，使输电导线的荷重增加，甚至造成倒塔、断线、闪络等事故，造成巨大的经济损失；例如：2022年1月下旬，受低温天气影响，晋城主网线路遭受到史无前例的冰冻灾害，先后有21条110千伏及以上线路发生不同程度覆冰，由于冰害造成跳闸有七条次之多，严重危及晋城主网安全运行和城区的可靠供电；针对架空输电线路的覆冰，国内外已开展过积雪理论、覆冰厚度、导线监测和杆塔补强等方面的研究工作，建立了大量的观冰站和气象站，进行现场观察和有关数据的收集，出现了大量覆冰监测和导线除冰等技术。

专利公布号为CN113595007A，名称为《一种用于输电线路的除冰装置和除冰方法》的专利文献公开了一种除冰装置，该装置用于去除输电线路上的覆冰，该除冰装置包括空气压缩机、除冰器和无人机，所述除冰器上连接有牵引绳和绝缘气管，所述无人机用于将牵引绳绕过输电线路并降落至地面，所述牵引绳用于将所述除冰器拉至输电线路下方，所述绝缘气管的另一端与空气压缩机相连接，所述除冰器设有活塞，所述空气压缩机提供气流带动活塞进行往复运动，所述绝缘气管与空气压缩机的连接处设有控制器组件，所述控制器组件用于控制气流输出的启停和输出量，所述除冰器上表面设有导向装置，除冰装置可以更加有效的去除输电线路上的覆冰；这种除冰装置存在以下问题：一是架空线路地处野外山地，导地线动辄几十米的高度，需要连接同等长度的绝缘气管来产生气流，其往复运动效果将会大打折扣；二是除冰装置上的多根导向柱对于线路轻冰区（覆冰厚度不低于10毫米）和中冰区（覆冰厚度不低于20毫米）可能适合，但对于线路重冰区（覆冰厚度不低于30毫米）来讲，受其宽度影响，很难将活塞引导至导地线的下方；三是该专利未从如何锁定覆冰区段考虑，无法及时发现覆冰位置，除冰时效性有待提高。

发明内容

本发明提供了一种架空输电线路覆冰的绳波共振除冰装置，解决了如何采用便捷的方式高效对输电线路上的覆冰进行清除的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明的总体构思：通过无人机将闭锁式卡线器运送并牢固地卡接在高空中的输电导线的覆冰层上，该闭锁式卡线器为一个抱箍式金属卡环；将绝缘绳的上端连接在闭锁式卡线器上，在地面上设置水平旋转盘，将绝缘绳的下端连接在旋转盘上，在绝缘绳的中部设置橡胶绝缘重锤；通过旋转盘的旋转将绝缘绳和其上的橡胶绝缘重锤甩起，使其作圆周运动，即，像跳大绳一样将绝缘绳荡起，荡起的做圆周运动的绝缘绳及橡胶绝缘重锤会产生往复振动波，即绳波，该绳波作用在绝缘绳上端的闭锁式卡线器上，使闭锁式卡线器产生左右往复振动；通过控制旋转盘的旋转速度，调整绝缘绳的圆周摆动频率，使在闭锁式卡线器上产生的振动频率，等于导线及其上覆冰段的固有频率，即营造一个覆冰段与闭锁式卡线器共振的现象，即绳波共振，从而实现对导线上覆冰的快速清除；固有频率是指结构系统在外界激励产生运动时，将按特定频率发生自然振动，这个特定频率被称为该结构的固有频率，固有频率又叫自然频率；本发明的结构系统是指覆冰段导线，外界激励为绝缘绳、橡胶绝缘重锤和闭锁式卡线器组成的发生绳波振动的外界激励系统。