一种高压线压缩空气冲击除冰装置

摘要

一种高压线压缩空气冲击除冰装置，属于高压线保护设备技术领域，可解决现有除冰方法除冰速度缓慢，效率不高，存在危险性，成本高的问题，包括空气压缩机、一端封闭的绝缘耐高压的充气管、若干用于存储压缩空气的存储器和绝缘卡，所述存储器的一端设有进气口，另一端设有非金属材质的爆破片，充气管的开口端与空气压缩机的出气口连接，存储器的进气口与充气管的侧壁连接，存储器的设有爆破片的另一端位于高压线的正上方，绝缘卡的一端与充气管连接，另一端与高压线连接。本发明通过压缩空气存储器内储存的高压气体除冰，可以快速高效的除去高压线上的覆冰。

权利要求

1.一种高压线压缩空气冲击除冰装置，其特征在于：包括空气压缩机（1）、一端封闭的绝缘耐高压的充气管（2）、若干用于存储压缩空气的存储器（3）以及若干绝缘卡（4），所述存储器（3）的一端设有进气口（6），另一端设有非金属材质的爆破片（7），充气管（2）的开口端与空气压缩机（1）的出气口连接，存储器（3）的进气口（6）与充气管（2）的侧壁连接，存储器（3）的设有爆破片（7）的另一端位于高压线（5）的正上方，绝缘卡（4）的一端与充气管（2）连接，另一端与高压线（5）连接。

2.根据权利要求1所述的一种高压线压缩空气冲击除冰装置，其特征在于：所述存储器（3）设有爆破片（7）的一端截面为锥形。

3.根据权利要求1所述的一种高压线压缩空气冲击除冰装置，其特征在于：所述存储器（3）等间距布置。

4.根据权利要求1所述的一种高压线压缩空气冲击除冰装置，其特征在于：所述绝缘卡（4）与存储器（3）交替布置。

说明书

一种高压线压缩空气冲击除冰装置

技术领域

[0001] 本发明属于高压线保护设备技术领域，具体涉及一种高压线压缩空气冲击除冰装置。

背景技术

[0002] 近年来，随着极端天气的频繁出现，高压线常常遭受覆冰困扰，严重的覆冰现象导致杆塔倾斜、倒 塌、断线及绝缘子闪络，由此引起线路跳闸、供电中断等事故，给社会生产和人民生活造成极大不便。为此，国内外诸多学者对高压线覆冰现象展开了深入研究，并提出了多种除冰方法。但现有技术的高压线除冰设备存在以下缺陷：

[0003] 1. 在进行除冰的过程中，设备通过移动机械手打击及碾压的方式去除高压线上的冰块，此类方法除冰速度缓慢，效率不高，对高压线不能及时除冰，可能造成高压线断线。

[0004] 2. 若采用炸药冲击波除冰，在几百万伏的高压情况下，炸药的操作安全性、起爆可靠性及误爆率都有待验证，可能对操作人员及设备造成伤害及损坏。

[0005] 3. 此外，在使用炸药冲击波除冰的过程中，装置不可重复使用，导致了材料的大量消耗，成本较高。

[0006] 爆破片装置由爆破片和夹持器等组成。爆破片是在标定燥破压力和设计燥破温度下能够迅速爆破而起到泄压作用的元件，夹持器则是具有设计给定的排放口直径，能够保证燥破片边缘牢固夹紧密封，并能使爆破片获得准确燥破压力的一对配合件。

[0007] 爆破片的形式有金属平板型、普通正拱型、开缝正拱型和反拱型爆破片以及石墨爆破片等。

[0008] 平板型爆破片由塑性金属或石墨制成，是一块很薄的平板，通过法兰夹紧或直接用螺栓压紧在容器的短管法兰上。按照爆破元件断裂时受力变形的基本形式可分为拉伸破坏型、剪切破坏型和弯曲破坏型等几种。拉伸破坏型和弯曲破坏型的爆破元件一般做成等厚的圆形薄片，而剪切破坏型的爆破元件则做成中间厚边缘薄的圆形薄片，使其在边缘受剪切而断裂。

[0009] 这种形式的爆破片结构简单，安装方便，但爆破元件的抗疲劳性能较差，一般只用于操作压力稳定以及压力不高的场合。

[0010] 拱型金属爆破元件是经液压加工成凸型薄片，夹持器用沉头螺钉将其夹紧，然后装在容器的接口管法兰上，如图所示.直径较大、要求不太严的爆破元件可直接利用接管的法兰将其夹紧。但其安装比较困难，容易装偏和在不大的操作压力下滑脱。按照破裂的形式，拱型金属爆破片可分为拉伸型和压缩型两种。对于拉伸型爆破片，它的爆破元件凹面处于动作时的高压侧，爆破时该元件因塑性拉伸面破裂而压缩型爆破片，它的爆破元件凸面处于动作时的高压侧，爆破时该元件因弹性压缩失稳而翻转破裂或者脱落。所以，压缩型爆破片又分为压缩致破型和压缩脱落型，前者因失稳后翻转触及刀刃(或额齿)或因刻槽开裂而爆破后者因失稳翻转而脱落。

[0011] 普通正拱型爆破片为拉伸破坏型，它由单层塑性金属材料制成。片的凹面侧向着介质，受载后引起拉伸破坏。

[0012] 开缝正拱型爆破片也为拉伸破坏型,它由两片曲率相同的普通正拱型爆破元件组合而成。片的凹面侧向着介质，组合片中与介质接触的一片由金属或非金属材料制成，另一片由金属材料制成并在拱形部分开若干条穿透的槽隙，组合片受载后引起拉伸破坏。

[0013] 反拱型爆破片为压缩破坏型，它由单层塑性金属材料制成。片的凸面侧向着介质，受载后引起失稳破坏。

[0014] 拱型爆破片的设计燥破压力和实际爆破压力(由试验测得)的误差较平板型小，并具有较高的抗疲劳能力，可用于高压或超高压场合。但其结构较平板型复杂，制造成本高，且安装也不很方便。

发明内容

[0015] 本发明针对现有高压线除冰设备在除冰过程中，通过移动机械手打击及碾压的方式去除高压线上的冰块，此类方法除冰速度缓慢，效率不高，对高压线不能及时除冰，可能造成高压线断线；以及采用炸药冲击波除冰，在几百万伏的高压情况下，炸药的操作安全性、起爆可靠性及误爆率都有待验证，可能对操作人员及设备造成伤害及损坏；装置不可重复使用，导致了材料的大量消耗，成本较高的问题，提供一种高压线压缩空气冲击除冰装置。

[0016] 本发明采用如下技术方案：

[0017] 一种高压线压缩空气冲击除冰装置，包括空气压缩机、一端封闭的绝缘耐高压的充气管、若干用于存储压缩空气的存储器和绝缘卡，所述存储器的一端设有进气口，另一端设有非金属材质的爆破片，充气管的开口端与空气压缩机的出气口连接，存储器的进气口与充气管的侧壁连接，存储器的设有爆破片的另一端位于高压线的正上方，绝缘卡的一端与充气管连接，另一端与高压线连接。

[0018] 所述存储器设有爆破片的一端截面为锥形。

[0019] 所述存储器等间距布置。

[0020] 所述绝缘卡与存储器交替布置。

[0021] 本发明的有益效果如下：

[0022] 1. 本发明通过压缩空气存储器内储存的高压气体除冰，可以快速高效的除去高压线上的覆冰。

[0023] 2. 本发明通过空压机充气的方法来代替炸药产生高压气体，可有效地防止炸药受到高压的影响造成的安全问题。

[0024] 3. 本发明可通过更换爆破片实现装置的重复使用，大大节省了材料及安装所需的人力成本。

[0025] 4. 本发明可通过更换不同材质的爆破片可控制压缩空气的冲击力度，对于不同厚度的覆冰，可以使压力可以刚好达到除冰的要求，尽量减少过量压力对电线的冲击。

附图说明

[0026] 图1为本发明的结构示意图；

[0027] 图2为本发明的存储器的结构示意图；

[0028] 其中：1-空气压缩机；2-充气管；3-存储器；4-绝缘卡；5-高压线；6-进气口；7-爆破片。

具体实施方式

[0029] 结合附图，对本发明做进一步说明。

[0030] 如图所示，一种高压线压缩空气冲击除冰装置，包括空气压缩机1、一端封闭的绝缘耐高压的充气管2、若干用于存储压缩空气的存储器3和绝缘卡4，所述存储器3的一端设有进气口6，另一端设有非金属材质的爆破片7，充气管2的开口端与空气压缩机1的出气口连接，存储器3的进气口6与充气管2的侧壁连接，存储器3的设有爆破片7的另一端位于高压线5的正上方，绝缘卡4的一端与充气管2连接，另一端与高压线5连接。

[0031] 所述存储器3设有爆破片7的一端截面为锥形。

[0032] 所述存储器3等间距布置。

[0033] 所述绝缘卡4与存储器3交替布置。

[0034] 其中，充气管2采用质轻、耐压、绝缘材料制成。存储器3的爆破片7由非金属片（膜）材质构成，可以防止爆破产生飞片导致的安全事故。存储器3可通过安装不同型号的爆破片来控制冲击气体压力的大小，对于不同厚度的覆冰都尽可能用最适当压力的空气冲击除去。

[0035] 绝缘卡4将充气管2与存储器3固定在高压线5的正上方，使高压气体在最合适的距离冲击正下方高压线上的覆冰。

[0036] 本发明的工作过程如下：

[0037] 空气压缩机1通过充气管2向存储器3充入气体，控制存储器3内的压强，存储器3在内部压力到达爆破片7的耐压临界值时在高压线5正上方爆破，存储器3内存储的高压气体冲击覆冰使其脱落。

[0038] 其中，爆破片的计算如下：

[0039] 1. 爆破片的排放面积

[0040] 爆破片应有足够的排放面积，以保证膜片破裂时能及时泄放容器内的压力，防止容器继续生压发生爆炸。对于容器内介质的情况，爆破片的排放面积应大于或等于按下式计算所得数值。

[0041] ，其中：A-爆破片的排放面积，m2；G´-容器的安全泄放量，kg/h；C-流量系数，对一般直圆管C=0.71；与容器连接侧装爆破片的接口管具有喇叭型检索扣，则C=0.87；P-爆破片的设计爆破压力，Pa；X-气体的特性系数；M-容器内气体的分子量；T-容器内气体的绝对温度，K；Z-气体压缩系数。

[0042] 不同K值（气体绝热指数）的气体特性系数X的取值如下表。

[0043]

[0044] 2. 爆破片的厚度

[0045] ，

[0046] 其中：S-爆破片的初始厚度，Pb-爆破片设计时确定的爆破压力；σtb-材料在工作温度下的强度极限；D爆破片的夹紧直径。