一种防冻式电力电网输电检测装置及其检测方法与流程

1.本发明涉及输电检测技术领域，具体为一种防冻式电力电网输电检测装置及其检测方法。


背景技术：

2.电力系统中各种变压的变电所及输配电线路组成的整体被称为电网，其包括了变电、输电、配电三个环节。输电是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。按结构形式，输电线路分为架空输电线路和地下线路。架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子等构成，架设在地面之上。
3.绝缘子在输电线路中起着重要作用，包括支撑导线以及阻止电流回流，由于其位于室外的使用环境，在气温较低的冬季，被积雪覆盖的绝缘子安全质量受到了极大影响，同时在积雪融化逐渐上冻的过程中，绝缘子的物理性能被大幅削弱，与其连接的输电线也会受到一定影响。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种防冻式电力电网输电检测装置及其检测方法，可在输电设备积雪结冻时自运作防冻功能，促使绝缘子表面的冰雪脱落，以确保在冬季绝缘子仍能正常工作并保障线路的正常运转。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种防冻式电力电网输电检测装置，包括塔体,所述塔体上固定安装有数个重量传感器，且重量传感器的检测端均固定安装有绝缘子的顶端，绝缘子上套装有保护壳，保护壳的侧表面设置有数个呈等距环绕状分布的热融机构，且保护壳内设置有破冰机构。
6.优选的，所述热融机构包括电热环、柔性膜、保温罩、内嵌有铜芯的导热线套、膨胀囊、发热铜片、导热件、弹性筋和刀片，所述电热环固定安装在保护壳的内壁上，且保护壳内壁相对应电热环的位置均开设有与其轴线相互重合并连通自身外部的安装口，柔性膜的外沿粘接在保护壳的内壁上并覆盖安装口，保温罩固定连接在柔性膜相背安装口的一侧，导热线套的数量为两个，且两个导热线套的右端分别固定连接在电热环相背保护壳一侧的上下两侧，膨胀囊的一侧粘接在保温罩内，两个导热线套的相对一端分别贯穿保温罩的上下两侧并与膨胀囊的上下两侧固定连接，导热线套内的铜芯与电热环的输出端电性连接，且两个导热线套内的铜芯均延伸至膨胀囊内与发热铜片焊接，导热件穿插在柔性膜中部并贯穿其左右两侧，且导热件的左端延伸至膨胀囊内，安装口内固定连接有四根呈等距环绕状分布的弹性筋，且弹性筋相背安装口内壁的一端均与导热件固定连接，弹性筋相背柔性膜的一侧均固定连接有刀片。
7.优选的，所述导热件的右端位于安装口内，且导热件的右端呈半球状，电热环的输入端与重量传感器的输出端信号连接。
8.优选的，所述保护壳的侧表面沿纵向等距设置有三组热融机构，且热融机构六个
为一组呈等距环绕状分布。
9.优选的，所述破冰机构包括转杆、第一磁球和冲击件，所述保护壳内壁的上下两侧均固定连接有球轴，且两个球轴之间固定连接有数根呈等距环绕状分布的转杆，转杆的上下两端分别与两个球轴的内圈固定连接，转杆相对同侧热融机构的位置均固定连接有第一磁球，保护壳的内侧壁上沿纵向固定安装有三组冲击件，且冲击件六个为一组呈等距环绕状分布并与热融机构的位置一一对应，保护壳内设置有轴线与绝缘子轴线相互重合的从动齿轮，且转杆相背绝缘子的一侧均与从动齿轮的内圈固定连接，从动齿轮的右侧啮合有主动齿轮，且主动齿轮的下方设置有驱动电机，主动齿轮套装在驱动电机的输出轴上，且驱动电机固定安装在保护壳的内底部，驱动电机的输入端与重量传感器的输出端信号连接。
10.优选的，所述冲击件包括短管、弧形连杆、撞击头、连接杆、弹性膜、拉伸软杆和第二磁球，所述短管的轴线与保温罩的轴线相互重合，且短管的上下两侧均固定连接有弧形连杆，弧形连杆远离短管的一端与保护壳的内壁固定连接，撞击头滑动连接在短管内并与保温罩的外侧贴合，弹性膜的外沿与短管的内壁粘接，且弹性膜与撞击头之间固定连接有连接杆，拉伸软杆固定连接在弹性膜相背连接杆的一侧，且第二磁球固定连接在拉伸软杆相背弹性膜的一端，第二磁球与第一磁球之间磁力相吸。
11.一种防冻式电力电网输电检测装置的检测方法，包括以下步骤，
12.s1，保护壳表面覆冰时重量增加并使得绝缘子由于增重向下移动，从而拉动重量传感器检测端，通过重量传感器发出信号启动电热环，电热环工作将热量经由导热线套内的铜芯传递至发热铜片，发热铜片升温过程中加热膨胀囊使其膨胀，膨胀囊膨胀过程中推动导热件向外移动与保护壳表面的覆冰贴合，膨胀囊内的热量经由导热件传递至覆冰并使其融化。
13.s2，在膨胀囊持续膨胀过程中推动导热件移动并促使弹性筋被拉伸，刀片与覆冰接触并对其产生挤压，覆冰被分裂后即从保护壳上脱落。
14.s3，驱动电机运作带动主动齿轮与从动齿轮啮合，转杆在从动齿轮带动下转动，转动过程中第一磁球接近短管时对第二磁球产生吸引力，第二磁球在受到磁力吸引下移动并牵引拉伸软杆，同时拉动弹性膜并带动连接杆与撞击头朝向短管内移动。
15.s4，第一磁球移动至超出对第二磁球磁力影响范围的位置时，第二磁球失去磁吸力后通过拉伸软杆基于弹性膜的弹力复位，在惯性作用下连接杆带动撞击头碰撞保温罩，保温罩推动柔性膜并使导热件撞击覆冰，使导热件挤压覆冰被加热处，进一步促进被分裂后的覆冰从保护壳上脱落。
16.本发明提供了一种防冻式电力电网输电检测装置及其检测方法。具备以下有益效果。
17.(1)、该防冻式电力电网输电检测装置，相较于传统输电线路中的绝缘子，可通过热融机构与破冰机构相配合实现对于暴露在户外的绝缘子的保护效果，避免冰雪直接与绝缘子表面接触的同时，能够在冰雪覆盖绝缘子导致重量增加时将该信号作为启动信号传递至热融机构与破冰机构，从而及时对绝缘子上覆盖的冰雪进行清除，以减轻绝缘子负重并保证线路的正常运行。
18.(2)、该防冻式电力电网输电检测装置，通过热融机构对绝缘子表面覆盖的冰雪进行加热，利用热传递的方式促进冰雪融化并从绝缘子上脱落，同时，相较于传统的化冰方
式，热融机构采用多点式的热传递方式，将热量聚集并对绝缘子表面冰层进行加热时，削减其多点处厚度，以破坏覆冰结构完整性，利于冰雪从绝缘子表面滑落。
19.(3)、该防冻式电力电网输电检测装置，利用多点式分布的热融机构，在起到导热效果促进绝缘子表面冰雪融化的过程中，通过热量加剧的分子运动促使相应结构产生的形变，能够对绝缘子表面覆冰的加热处进行挤压，从而在配合削弱覆冰厚度的同时，进一步促进覆冰分裂破坏其结构完整性，促进覆冰从绝缘子表面脱落。
20.(4)、该防冻式电力电网输电检测装置，基于破冰机构的参与，可反复蓄力并对绝缘子表面的覆冰产生冲击，从而促进覆冰结构完整性的破坏速度，同时冲击部位与热融机构加热部位相同，可进一步加速覆冰分裂的速度，进而提高对于绝缘子表面冰雪的清理效率。
21.(5)、该防冻式电力电网输电检测装置，破冰机构在对绝缘子表面覆冰形成冲击的过程中，配合热融机构内部结构受热产生的相应膨胀，进一步提高了对于覆冰表面的挤压范围，使得挤压效果得到提升的同时，促进了覆冰分裂速度，使得绝缘子表面冰雪在热融机构和破冰机构相配合下被快速清除，从而达到对绝缘子的保护效果。
附图说明
22.图1为本发明结构示意图；
23.图2为本发明保护壳的正剖图；
24.图3为本发明图2中的a处结构放大图；
25.图4为本发明图2中的b处结构放大图；
26.图5为本发明图2中的c处结构放大图；
27.图6为本发明冲击件的结构示意图。
28.图中：1塔体、2重量传感器、3绝缘子、4保护壳、5热融机构、6破冰机构、51电热环、52柔性膜、53保温罩、54导热线套、55膨胀囊、56发热铜片、57导热件、58弹性筋、59刀片、61转杆、62第一磁球、63冲击件、631短管、632弧形连杆、633撞击头、634连接杆、635弹性膜、636拉伸软杆、637第二磁球。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
30.所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
31.请参阅图1
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6，本发明提供一种技术方案：一种防冻式电力电网输电检测装置，包括塔体1,塔体1上固定安装有数个重量传感器2，且重量传感器2的检测端均固定安装有绝缘子3的顶端，绝缘子3上套装有保护壳4，保护壳4的侧表面设置有数个呈等距环绕状分布的热融机构5，且保护壳4内设置有破冰机构6。
32.热融机构5包括电热环51、柔性膜52、保温罩53、内嵌有铜芯的导热线套54、膨胀囊55、发热铜片56、导热件57、弹性筋58和刀片59，电热环51固定安装在保护壳4的内壁上，且
保护壳4内壁相对应电热环51的位置均开设有与其轴线相互重合并连通自身外部的安装口，柔性膜52的外沿粘接在保护壳4的内壁上并覆盖安装口，保温罩53固定连接在柔性膜52相背安装口的一侧，导热线套54的数量为两个，且两个导热线套54的右端分别固定连接在电热环51相背保护壳4一侧的上下两侧，膨胀囊55的一侧粘接在保温罩53内，两个导热线套54的相对一端分别贯穿保温罩53的上下两侧并与膨胀囊55的上下两侧固定连接，导热线套54内的铜芯与电热环51的输出端电性连接，且两个导热线套54内的铜芯均延伸至膨胀囊55内与发热铜片56焊接，导热件57穿插在柔性膜52中部并贯穿其左右两侧，且导热件57的左端延伸至膨胀囊55内，安装口内固定连接有四根呈等距环绕状分布的弹性筋58，且弹性筋58相背安装口内壁的一端均与导热件57固定连接，弹性筋58相背柔性膜52的一侧均固定连接有刀片59，导热件57的右端位于安装口内，且导热件57的右端呈半球状，电热环51的输入端与重量传感器2的输出端信号连接，保护壳4的侧表面沿纵向等距设置有三组热融机构5，且热融机构5六个为一组呈等距环绕状分布。
33.破冰机构6包括转杆61、第一磁球62和冲击件63，保护壳4内壁的上下两侧均固定连接有球轴，且两个球轴之间固定连接有数根呈等距环绕状分布的转杆61，转杆61的上下两端分别与两个球轴的内圈固定连接，转杆61相对同侧热融机构5的位置均固定连接有第一磁球62，保护壳4的内侧壁上沿纵向固定安装有三组冲击件63，且冲击件63六个为一组呈等距环绕状分布并与热融机构5的位置一一对应，保护壳4内设置有轴线与绝缘子3轴线相互重合的从动齿轮，且转杆相背绝缘子3的一侧均与从动齿轮的内圈固定连接，从动齿轮的右侧啮合有主动齿轮，且主动齿轮的下方设置有驱动电机，主动齿轮套装在驱动电机的输出轴上，且驱动电机固定安装在保护壳4的内底部，驱动电机的输入端与重量传感器2的输出端信号连接。
34.冲击件63包括短管631、弧形连杆632、撞击头633、连接杆634、弹性膜635、拉伸软杆636和第二磁球637，短管631的轴线与保温罩53的轴线相互重合，且短管631的上下两侧均固定连接有弧形连杆632，弧形连杆632远离短管631的一端与保护壳4的内壁固定连接，撞击头633滑动连接在短管631内并与保温罩53的外侧贴合，弹性膜635的外沿与短管631的内壁粘接，且弹性膜635与撞击头633之间固定连接有连接杆634，拉伸软杆636固定连接在弹性膜635相背连接杆634的一侧，且第二磁球637固定连接在拉伸软杆636相背弹性膜635的一端，第二磁球637与第一磁球62之间磁力相吸。
35.一种防冻式电力电网输电检测装置的检测方法，包括以下步骤，
36.s1，保护壳4表面覆冰时重量增加并使得绝缘子3由于增重向下移动，从而拉动重量传感器2检测端，通过重量传感器2发出信号启动电热环51，电热环51工作将热量经由导热线套54内的铜芯传递至发热铜片56，发热铜片56升温过程中加热膨胀囊55使其膨胀，膨胀囊55膨胀过程中推动导热件57向外移动与保护壳4表面的覆冰贴合，膨胀囊55内的热量经由导热件57传递至覆冰并使其融化。
37.s2，在膨胀囊55持续膨胀过程中推动导热件57移动并促使弹性筋58被拉伸，刀片59与覆冰接触并对其产生挤压，覆冰被分裂后即从保护壳4上脱落。
38.s3，驱动电机运作带动主动齿轮与从动齿轮啮合，转杆61在从动齿轮带动下转动，转动过程中第一磁球62接近短管631时对第二磁球637产生吸引力，第二磁球637在受到磁力吸引下移动并牵引拉伸软杆636，同时拉动弹性膜635并带动连接杆634与撞击头633朝向
短管631内移动。
39.s4，第一磁球62移动至超出对第二磁球637磁力影响范围的位置时，第二磁球637失去磁吸力后通过拉伸软杆636基于弹性膜635的弹力复位，在惯性作用下连接杆634带动撞击头633碰撞保温罩53，保温罩53推动柔性膜52并使导热件57撞击覆冰，使导热件57挤压覆冰被加热处，进一步促进被分裂后的覆冰从保护壳4上脱落。
40.使用时，当绝缘子3表面的保护壳4在冰雪天气产生覆冰时，保护壳4的重量增加并使得绝缘子3由于增重向下移动，从而拉动重量传感器2检测端，通过重量传感器2发出信号启动电热环51，电热环51工作产生热量并将热量经由导热线套54内的铜芯传递至发热铜片56，发热铜片56升温过程中加热膨胀囊55内的空气分子使其运动活跃并促使膨胀囊55膨胀，膨胀囊55膨胀过程中推动导热件57向外移动与保护壳4表面的覆冰贴合，膨胀囊55内的热量经由导热件57传递至覆冰并使其融化，同时在膨胀囊55持续膨胀过程中推动导热件57移动并促使弹性筋58被拉伸，刀片58与覆冰接触并对其产生挤压，基于热融机构5多点式的分布方式，使得覆冰被融化部位同时受到挤压进一步削减其厚度，覆冰被分裂后即从保护壳4上脱落，同时驱动电机运作带动主动齿轮与从动齿轮啮合，转杆61在从动齿轮带动下转动，转动过程中第一磁球62接近短管631时对第二磁球637产生吸引力，第二磁球637在受到磁力吸引下移动并牵引拉伸软杆636，同时拉动弹性膜635并带动连接杆634与撞击头633朝向短管631内移动，第一磁球62移动至超出对第二磁球637磁力影响范围的位置时，第二磁球637失去磁吸力后通过拉伸软杆636基于弹性膜635的弹力复位，在惯性作用下连接杆634带动撞击头633碰撞保温罩53，使得保温罩53推动柔性膜52并使导热件57撞击覆冰，促使导热件57挤压覆冰被加热处，进一步促进被分裂后的覆冰从保护壳4上脱落。
41.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。