基本信息
- 项目名称：
- “越障号”输电线除冰车
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 该输电线除冰车是一种能够自动检测并跨越障碍物的高压线除冰机械。该输电线除冰车主要由除冰装置、行走装置、越障装置、配重装置、电路控制系统等部分组成。整个装置采用三悬臂结构，使装置能够稳定的悬挂在输电线上并完成行走、除冰及越障。
- 详细介绍：
- 除冰机构由切冰片、敲冰锤及升降装置组成，切冰与敲冰结合极大的提高了除冰效率，由齿轮齿条机构带动使其越障时完成升降。电机通过变速箱同时为切冰片和曲柄摆杆机构提供动力，曲柄摆杆机构带动敲冰锤以一定频率敲击覆冰。行走装置主要由固定在每套悬臂上的上、下压紧轮及驱动电机组成。两压紧轮压紧输电线提供足够的摩擦力，两个上压紧轮上的驱动电机提供动力使整个装置前行。越障机构由三套悬臂和光电传感器组成，实现对障碍的自动检测与跨越。在传感器检测到障碍物后，由丝杠带动通过曲柄滑块机构使上压紧轮向外翻转，同时下压紧轮与除冰装置下行。在跨越障碍后，该机构能够使上、下压紧轮返回原位，三套悬臂依次跨越障碍，保证了装置平稳前行。配重机构由配重块及配重丝杠实现时时配重，电机带动丝杠使配重块前后移动，从而使其在不同工况下保持平稳。电路控制系统以单片机为核心，完成信号处理并保证电机的动作控制。此外，远程遥控模块使操作者可根据实际情况手动调整该装置的运行。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 项目背景冰冻灾害作为一种特殊的气象条件，在我们的生活中经常遇到，对农作物和基础设施的危害很大，特别是对电力系统的危害，给世界各地许多架空线路的安全运行造成严重影响。在低温条件下，风力加剧架空线路的振动和舞动，架空线路在悬点处反复拗折，引起金属材料疲劳、导致断股甚至断线；狂风引起电力线路持续大幅摆动或震动，这易引起相间闪络跳闸或烧伤导线等严重设备事故。随着西电东送规模的不断扩大和送电距离的不断提高，输电线路电压等级越来越高，中、重冰区线路将越来越多，覆冰厚度越来越大，这对我国的电力系统也提出了更高的要求，给人们的交通、通信等日常生活各方面构成了影响甚至威胁。鉴于以上的情况，发明出一种行之有效的防灾、减灾的方法或设备迫在眉睫。因此了解和制作具有除冰功能的产品，这对我国电力部门控制冰灾和架空输电线的保护具有非常重要的意义和作用。设计目的根据以上项目背景，我们提出了一种新型的高压输电线除冰车，这种除冰车具有高效、节能、安全、自动化程度高、成本低的特点，能够彻底除冰并能自动检测、跨越障碍物。该除冰装置适用于多种输电线，对外界环境具有良好的适应性。因此能够在气候多变的环境下，拥有广阔的市场价值。
科学性、先进性
- 应用特点（1）除冰与过障同步自动进行，安全高效；（2）切割与敲击组合除冰，除冰彻底、高效节能；（3）自动时时配重，保证产品在平衡状态下工作；（4）单片机控制，自动化程度高，遥控系统的引入，以应对突发情况；（5）越障装置结构简单，稳定可靠。
获奖情况及鉴定结果
- 国家实用新型专利 2010年第四届全国大学生机械创新设计大赛一等奖 2010年第七届山东省大学生机电产品创新设计竞赛一等奖 2010年第四届中国（芜湖）科普产品博览交易会参展作品。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 暂无
作品可展示的形式
- 实物 视频 论文
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 意义与前景 我国地域广阔，随之有一个巨大的输电网，然而冬天雨雪自然灾害时有发生常常导致电网故障，我们的除冰车具有线上“行走”功能并且能自动越障，巧妙的除冰机械结构更是大大提高了除冰的效率，全过程省去了人的参与，提高了安全性，争取了时间，节约了成本，它能在一条高压电线上，通过自动过障完成各线塔间的除冰工作。本产品具有除冰高效、快捷、多功能、组装灵活等特点，适用高空高压电线和其它高空网线除冰。这有利于保障高压电网、国家经济和社会生活的正常秩序。相信这样的除冰车一定会为电力事业做出应有的贡献。目前，除冰方式主要是人力敲击、强电流加热等。而市场上的除冰机构不能越障连续工作，推广受限。因此本产品有广阔的应用前景。
同类课题研究水平概述
- 现有除冰方法概况 热力除冰法 利用附加热源或导线自身发热, 使冰雪在导线上无法积覆, 或是使已经积覆的冰雪熔化。目前应用较多的是低居里铁磁材料, 这种材料在温度小于 0°C时, 磁滞损耗大, 发热可阻止积覆冰雪或熔冰; 当温度大于 0°C时, 不需要熔冰, 损耗很小。这种方法除冰的效果较明显, 低居里热敏防冰套筒和低居里磁热线已投入工程实用。或采用热蒸汽融冰，此装置可直接将水转化成可调式高温高压热蒸汽，对变电设备进行停电热力融冰，热蒸汽出口温度可达100℃；干燥热空气融冰装置则通过高压离心风机，将冷空气送入加热装置，利用加热装置出风口的高温、高压气体，对变电站电气设备进行不停电热力融冰，但此方法是将电能转化为热能，达到除冰的目的，致使能源消耗太大，不利于环保和节能，并且很有局限性，只对覆冰高压线未断电的情况下可以使用。 被动除冰法 此种方法主要是在导线上安装阻雪环、平衡锤等装置可使导线上的覆冰堆积到一定程度时,由风或其它自然力的作用自行脱落。该法简单易行, 但稳定性和可靠性太差，并且还可能因不均匀或不同期脱冰产生的导线跳跃的线路事故，造成更大和不必要的损失。 人工除冰法工人挂在吊滑轮上进行人工除冰，除冰人员配有敲冰剑、敲冰镐、除冰铲、除冰斧等人力除冰工具，防护服、工作鞋、安全帽、手套等除冰专用防护用品，则在普通防护用品的基础上，增强了防寒保暖、防滑、防雨雪、透气等功能，保证在低温雨雪气候条件下的户外、高空作业。这样投入巨额资金、配置专职人员，而且工人易疲劳加大了危险性，而且降低了工作效率。 其它除冰方法 电子冻结、电晕放电和碰撞前颗粒冻结、超声波、电脉冲、可控整流等方法也正在国内外研究。
