一种自动清雪的线缆架挡板装置的制作方法

1.本发明涉及电力输送领域，具体涉及一种自动清雪的线缆架挡板装置。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
3.持续的降雪天气将在电缆及电缆架上产生积雪。积雪的重量将由电缆、电力金具、绝缘子、杆塔、拉线等结构共同承担，其中一个环节受到破坏，则有极大可能出现输电故障，甚至出现倒塌和断线事故，因此需要及时清理积雪。在持续严寒天气下，底层的积雪往往逐渐转变成更为致密的冰层，牢固粘结在设备/装置的表面，难以自行掉落，并且硬度增加，难以采用机械去除的方式清理。其中电力金具是连接和组合电力系统中的各类装置，起到传递机械负荷、电气负荷及某种防护作用的金属附件。由于其形状不规则，结构复杂，积雪更易在缝隙处积累，转变成的冰层更难清理。
4.线缆架挡板能够设置于电力金具的上方，防止电力金具这一薄弱环节由于大重量的积雪而破坏。但线缆架挡板上的积雪的底层仍会逐渐转变为难以清理的冰层，线缆架挡板同样有被大重量积雪破坏的风险。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种自动清雪的线缆架挡板装置，能够及时清理积雪，避免形成附着力强的冰层，降低清雪难度，避免电力金具的破坏风险。
6.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
7.第一方面，一种自动清雪的线缆架挡板装置，包括:支架、支架所支撑的承雪挡板，与加热装置。
8.所述承雪挡板是双层金属板结构，上面板为预变形的上凸的弧面板，下面板为平面，上面板与下面板通过周围的弹性材料连接，并由弹性材料支撑上面板，上面板与下面板不直接接触。
9.所述加热装置包括电源、开关控制器、温度传感器、应变式位移传感器、电加热丝、导线，电源、开关控制器、电加热丝由导线导通。
10.开关控制器与温度传感器、应变式位移传感器通过导线连接。
11.所述开关控制器被设置为：当应变式位移传感器感知的应变程度大于阈值，且温度传感器感知的环境温度低于阈值，并保持此状态时长大于特定时长后，使加热电路导通。
12.所述应变式位移传感器设置于上面板的悬空部分的下方，当预变形的弧面板受到上方积雪的压力变形或产生位移时，应变式位移传感器感知其变形/位移程度。
13.所述温度传感器能够准确感知环境温度。
14.优选的，所述应变式位移传感器的阈值根据弧面板的变形能力设置。
15.优选的，所述温度传感器的阈值为-2℃。
16.优选的，所述特定时长为3h。
17.优选的，加热丝的加热温度为20-30℃。
18.第二方面，一种安装有上述自动清雪的线缆架挡板装置的线缆架。
19.所述支架使承雪挡板倾斜设置于线缆架上。
20.第三方面，一种上述自动清雪的线缆架装置在自动清雪方面的应用。
21.当环境温度低于温度传感器阈值，表明环境温度无法使积雪自行融化，且有逐渐产生冰层的倾向；应变式位移传感器感知到金属挡板的变形/位移程度大于阈值，表明此时金属挡板上方已积累了较厚的积雪；启动加热功能后，与金属挡板相接触的下层积雪最先融化，与承雪挡板的疏水上表面的结合能力降低，使积雪滑落。
22.本发明的有益效果如下：
23.1)本发明在环境温度低于阈值、上面板位移程度高于阈值，且保持此状态一定时间(3h)后再启动加热功能，能够准确排除积雪无法自主融化的情况条件，防止积雪能够在日光下自主消融的情况下启动加热功能，减小能耗。
24.2)本发明针对底层积雪逐渐转变成更为致密的冰层，难以清理的情况，利用加热的方式从积雪下方开始融化，并且采用高分子疏水表面，当积雪下层部分融化后，即容易从挡板上快速滑落，能够将积累的雪块整体清理掉，清雪效率高，效果好。
25.3)本发明的装置结构简单，成本低，便于安装。
附图说明
26.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
27.图1是本发明根据一个或多个实施方式承雪挡板结构示意图。
28.其中，1、上面板；2、下面板；3、弹性材料；4、电加热丝；5、应变式位移传感器；6、绝缘层。
具体实施方式
29.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
30.实施例1
31.一种自动清雪的线缆架挡板装置，包括:支架、支架所支撑的承雪挡板，与加热装置。
32.如图1所示，所述承雪挡板是双层金属板结构，上面板1为预变形的上凸的弧面板，下面板2为平面，上面板1与下面板2通过周围的弹性材料3连接，并由弹性材料支撑上面板1，上面板1与下面板2不直接接触。
33.弹性材料3为高分子绝缘材料，具有水密性，封闭双层金属板结构四周的缝隙，防止雨雪渗入装置内部引起损坏。
34.预变形的上面板1为上凸结构，能够增加承担均匀载荷的能力，防止被积雪压得局部产生过大变形；能够提高其抵抗掉落的异物冲击的能力，避免上面板局部变形，使上面板
的位移量能够准确反映积雪量。
35.弹性材料3使上面板1受到上方压力时，能够整体发生位移。
36.承雪挡板平放时，最高点位于中央，且弧面板各处的坡度小于1:100，越接近中央位置，坡度越小。
37.上面板的上表面涂覆有疏水涂层，疏水涂层材质对水的接触角大于90
°
，使得融化后的雪水与上表面的结合能力小，促进上方块状积雪的滑落。
38.加热装置包括电源、开关控制器、电加热丝4、导线，开关控制器与温度传感器、应变式位移传感器5相连。
39.电源能够采用太阳能蓄电池的形式，在天气正常时收集电能，在积雪天气时使用积蓄的电能清雪。
40.应变式位移传感器5设置承雪挡板的上面板1悬空部分的下方，当预变形的上面板1受到上方积雪的压力变形时，应变式位移传感器5感知其变形程度，此处其变形程度表现为新位置相对于原位置变化的位移，但由于弧面的坡度极小，内部空间也小，故采用应变式位移传感器测量位移，核心部件为应变片，厚度便于控制。
41.图1中，电加热丝4埋于绝缘材料中,固定在上面板1的下表面，选用的绝缘材料具有良好的导热效果，绝缘材料形成包覆在电加热丝4外面的绝缘层6，使得电加热丝4与金属材质的上面板1分隔开，增加安全性。
42.加热丝4的排布方式根据实际需要设置，本实施例中，如图中电加热丝中心的“·
”“×”
符号所示，相邻电加热丝4的电流方向相反，以减少能耗。
43.温度传感器设置于远离电加热丝的位置，可以设置于承雪挡板的下面板2的下方，也可以设置于支架上，能够准确感知环境温度。
44.开关控制器被设置为：当应变式位移传感器5感知的应变程度大于阈值，且温度传感器感知的环境温度低于阈值，并保持此状态时间大于特定时长后，使加热电路导通，电加热丝4开始加热。
45.优选的，所述应变式位移传感器5的阈值根据上面板1的变形能力及弹性材料3弹性模量的设置。
46.优选的，应变式位移传感器5设置有多个，均匀分布于封闭双层金属板结构内部，能够通过上面板1各个位置的位移状况，反映上面板1整体的位移或者倾斜状况。
47.当风力较大时，可能会发生积雪集中在承雪挡板的单侧的情况，此时，上面板1积雪多与积雪少的两侧的位移量不一致，则需要多个位移传感器反映上面板1不同位置的位移情况，判断积雪量，启动加热功能。
48.判断方法为：多个应变式位移传感器5的位移值的平均数大于设定阈值。
49.优选的，所述温度传感器的阈值为-2℃；
50.优选的，所述特定时长为3h。
51.开关控制器被设置为传感器感应到的变量值大于阈值的时间大于一定时长后，再导通加热电路，能够排除积雪在阳光下自主消融的情况，减少能量消耗，若大于此时长仍保持积雪状态，则说明此时的天气状况无法使积雪自动消融，只有启动加热功能才能清雪。
52.优选的，加热丝的加热温度为20-30℃。
53.实施例2
54.自动清雪的线缆架挡板装置在自动清雪方面的应用。
55.将上述自动清雪的线缆架挡板装置通过支架设置于线缆架上，并且承雪挡板遮挡在容易积雪的电力金具上方，承雪挡板呈倾斜角度设置。
56.电源应设置于靠近承雪挡板的位置，防止导线过长，减少导线遭到破坏的风险。
57.当环境温度低于温度传感器阈值，表明环境温度无法使积雪自行融化，且有逐渐产生冰层的倾向；应变式位移传感器5感知到金属挡板的变形程度大于阈值，表明此时金属挡板上方已积累了较厚的积雪；启动加热功能后，与金属挡板相接触的下层积雪最先融化，而不会产生难清理的冰层，融化后的雪水与承雪挡板的疏水上表面的结合能力降低，使积雪滑落。
58.承雪挡板倾斜设置，使掉落在承雪挡板的异物也能够自动滚落或滑落。
59.开关控制器被设置为保持特定状态时间大于一定时长后，再导通加热电路，能够排除积雪在阳光下消融的情况，减少能量消耗。
60.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种自动清雪的线缆架挡板装置，其特征在于，包括:支架、支架所支撑的承雪挡板，与加热装置；所述承雪挡板是双层金属板结构，上面板为预变形的上凸的弧面板，下面板为平面，上面板与下面板通过周围的弹性材料连接，并由弹性材料支撑上面板，上面板与下面板不直接接触；所述加热装置包括电源、开关控制器、温度传感器、应变式位移传感器、电加热丝、导线；电源、开关控制器、电加热丝由导线导通；开关控制器与温度传感器、应变式位移传感器通过导线连接；开关控制器被设置为：当应变式位移传感器感知的应变程度大于阈值，且温度传感器感知的环境温度低于阈值，并保持此状态时长大于特定时长后，使加热电路导通；所述应变式位移传感器设置于金属板的悬空部分的下方，能够感知上面板受到上方积雪的压力而产生位移时的变形/位移程度；所述温度传感器能够感知环境温度。2.如权利要求1所述的自动清雪的线缆架挡板装置，其特征在于，所述温度传感器设置于远离电加热丝的位置。3.如权利要求1所述的自动清雪的线缆架挡板装置，其特征在于，承雪挡板平放时，最高点位于中央，且越接近中央位置，坡度越小。4.如权利要求1所述的自动清雪的线缆架挡板装置，其特征在于，上面板的上表面涂覆有疏水涂层。5.如权利要求1所述的自动清雪的线缆架挡板装置，其特征在于，弹性材料为高分子绝缘材料，具有水密性，封闭双层金属板结构四周的缝隙。6.如权利要求1所述的自动清雪的线缆架挡板装置，其特征在于，电加热丝埋于绝缘材料中,固定在上面板的下表面。7.如权利要求1所述的自动清雪的线缆架挡板装置，其特征在于，相邻的电加热丝的电流方向相反。8.如权利要求1所述的自动清雪的线缆架挡板装置，其特征在于，应变式位移传感器设置有多个，均匀分布于封闭的双层金属板结构内部。9.如权利要求1所述的自动清雪的线缆架挡板装置，其特征在于，加热装置的电源采用太阳能蓄电池。10.一种安装有如权利要求1-9任一所述的自动清雪的线缆架挡板装置的线缆架，其特征在于，支架使承雪挡板倾斜设置于线缆架的电力金具上方。

技术总结
本发明公开了一种自动清雪的线缆架挡板装置，涉及电力输送领域。自动清雪的线缆架挡板装置包括:支架、支架所支撑的承雪挡板，与加热装置；所述承雪挡板是双层金属板结构，上面板为预变形的上凸的弧面板，下面板为平面，上面板与下面板通过周围的弹性材料连接。所述加热装置包括电源、开关控制器、温度传感器、应变式位移传感器、电加热丝、导线。开关控制器被设置为：当应变式位移传感器感知的应变程度大于阈值，且温度传感器感知的环境温度低于阈值，并保持此状态时长大于特定时长后，使加热电路导通；本发明针对底层积雪逐渐转变成更为致密的冰层，难以清理的情况，利用加热的方式从积雪下方开始融化，清雪效果好。清雪效果好。清雪效果好。


技术研发人员：姚素刚 马永明 邱峰 高涛 朱彬彬 许鹏 王艳 屈然
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司济宁供电公司
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/9/22