[发明专利]高压输电线路的超声波除冰装置及其除冰方法

说明书

技术领域

本发明属于输电线路维护技术领域，尤其涉及一种高压输电线路的超声波除冰装置及其除冰方法。 

背景技术

电网输电线的覆冰灾害是国际上普遍关注的问题。当覆冰厚度超过输电线强度极限时，将造成断线、倒塔等事故。1932年，世界上首次记录了输电线路的覆冰灾害。在我国，最近几年电网的覆冰灾害尤为严重，2005年、2008年以及2011年年初的输电线路覆冰灾害都给电网系统带来了严重的破坏。其中，08年1月中旬我国华中、华东、南方等区域遭遇了罕见的持续雨雪和冰冻的恶劣天气，致使14个省级电网遭受不同程度的破坏和影响，119条500KV和343条220KV输电线路受冰灾停运，分别占冰灾区域同等电压级别线路总条数的19.01％和9.38％，江西电网多次与华中主网列解，500KV网架基本停运，220KV一度面临瓦解，其它受灾区域也出现了大面积的停电事故。因此，随着国家电网规划建设1000KV和±800KV特高压电网，为保证电网系统安全运行，输电线除冰已经成为一个日益紧迫的课题。 

目前常用的输电线除冰方法主要有两种：一种是大电流脉冲融冰法，通过电热融冰；另一种是机械力振动除冰。高压输电线通常采用的是钢芯铝绞线，鉴于导线自身的材质和导热属性及热容，大电流电热融冰法电能消耗非常巨大，而且对发电侧和输电线也有不可忽略的损害。大档距脱冰会引起输电线跳跃和舞动；另外由于绞线材质不均造成的输电线电阻热阻差异和外界 气象条件的不同，使得局部融冰效果欠佳。机械力除冰往往也容易造成输电线的舞动以及相间闪络，有可能造成除冰时更严重的倒塔事故。因此，发明一种局部集中的高频振动能量基本被覆冰所接受的除冰方法势在必行。 

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高压输电线路的超声波除冰装置及其除冰方法，用以解决现有输电线路除冰技术存在的问题。 

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是，一种高压输电线路的超声波除冰装置，用于除去输电线路上的覆冰，其特征是所述装置包括双滑轮组夹持系统、超声波除冰系统和动力系统； 

所述双滑轮组夹持系统包括前端夹持滑轮系和后端夹持滑轮系，每个夹持滑轮系都包括上滑轮(1)、与上滑轮对应的下滑轮(2)、支撑上滑轮轮轴(3)的上支撑杆(4)和支撑下滑轮轮轴(5)的下支撑杆(6)； 

所述上支撑杆(4)上端设置止动弹簧插槽(7)，上支撑杆(4)下端固定高度定位销(8)，高度定位销(8)上设置销孔(9)；所述下支撑杆(6)设置可插入高度定位销(8)的高度定位销插槽(10)，高度定位销插槽(10)外侧设置配合销孔(9)的插孔(11)； 

所述止动弹簧插槽(7)内安装止动弹簧(12)，止动弹簧(12)的顶部固定在止动弹簧插槽(7)顶端，止动弹簧(12)的底部与上滑轮轮轴(3)固定连接； 

所述前端夹持滑轮系的下支撑杆(6)和后端夹持滑轮系的下支撑杆(6)通过连接板(13)连接； 

所述超声波除冰系统安装在连接板(13)中部，超声波除冰系统包括顺序连接的超声换能器(14)、变幅杆(15)和超声波发射端(16)； 

所述动力系统包括电源(17)、驱动电机(18)、驱动轮(19)和从动轮(20)； 其中，电源(17)分别与驱动电机(18)和超声波除冰系统连接，电源(17)和驱动电机(18)分别安装在连接板(13)上，驱动轮(19)固定在下支撑杆(6)底部并与驱动电机(18)相连，从动轮轮轴与下滑轮轮轴(5)相连，驱动轮(19)和从动轮(20)连接。 

所述装置包括安装于连接板中部的工作垫(21)，工作垫(21)位于覆冰(22)下侧且工作垫(21)与覆冰(22)接触。 

所述前端夹持滑轮系和后端夹持滑轮系之间的距离为0.5-2米。 

所述超声波发射端(16)与覆冰(22)的距离为8-20毫米。 

所述驱动轮(19)和从动轮(20)通过传动带或者传动链连接。 

一种高压输电线路的超声波除冰方法，用于除去输电线路上的覆冰，其特征是所述方法包括： 

步骤1：确定待除冰的输电线路； 

步骤2：确定所述待除冰的输电线路上的覆冰厚度和固有频率； 

步骤3：根据覆冰厚度调节上滑轮轮轴和下滑轮轮轴之间的距离； 

步骤4：控制整个装置移动到待除冰的输电线路上； 

步骤5：超声波除冰系统的超声换能器根据覆冰的固定频率，通过超声波发射端向覆冰发出Lamb波和SH波。