專利名稱：一種用于輸電線路的非接觸式激光除冰裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于輸電線路的非接觸式激光除冰裝置，屬于輸電設備技術領域。
背景技術：
伴隨著全球經濟的持續快速發展，尤其是新興國家經濟的超高速發展，自然環境的承 受能力已經達到極限，最近幾年的自然災害天氣頻繁發生，往往是50年甚至百年一遇， 已有的設計標準在沿用數十年后已經與目前的情況有所出入，對于輸電線路而言，原來設 計的冰雪災害標準已不能符合要求，提高標準參數是應該考慮的一個問題，但是己有的輸 電線路改造不能一蹴而就，同時改造費用巨大，避、防、融、抗是比較好的措施。作為高 海拔、山地、森林為主的云南地區，其輸電線路途徑地域復雜，輸電線路防冰、除冰技術 研究項目開展有極大的優勢及必要性，應用前景可觀。目前輸電線路融冰的技術主要有熱力除冰法，機械除冰法、涂吸熱憎水涂料等方法。 熱力除冰法是利用附加的熱源或利用導線在通過大電流時產生的熱量來融冰；機械除冰法 為通過人力或除冰機械手段來除冰；涂料方法為在導線上涂憎水吸熱的涂料，使降水不易 附著，并依靠自身的吸熱能力使降水不易結冰。發明內容本實用新型的目的是提出一種用于輸電線路的非接觸式激光除冰裝置，利用大功率半 導體激光器作為光源，通過柔性光纖將激光器與光學準直器連接在一起，光學準直器將激 光準直后輸出，對輸電線路、絕緣子、輸電線路塔或其它覆冰物體等進行局部照射，利用 激光的熱效應對冰或除冰目標的表面加熱，從而達到除冰的目的。本實用新型提出的用于輸電線路的非接觸式激光除冰裝置，包括控制器、激光器、光 纖絕緣子、光學準直器、溫度傳感器和距離探測器，所述的激光器與控制器相連，所述的 光學準直器通過光纖與激光器相連，光纖穿過所述的光纖絕緣子；所述的溫度傳感器和距 離探測器與光學準直器相對固定，溫度傳感器和距離探測器分別與控制器相連。上述除冰裝置中，所述的光學準直器由微調電機、傳動桿、多個準直透鏡和升降架組 成，所述的微調電機的輸入端通過光纖與激光器相連，微調電機的輸出端與傳動桿相連； 所述的升降架的一端與傳動桿聯動，所述的多個準直透鏡分別固定在升降架上，多個準直 透鏡分別通過光纖與激光器相連。本實用新型提出的用于輸電線路的非接觸式激光除冰裝置，其優點如下1、 本實用新型裝置實現的是非接觸式除冰，絕緣性較好，線路不中斷供電，不影響 正常電力生產工作。2、 用本實用新型裝置除冰，除冰操作安全簡便，不用攀爬桿塔，既減輕了除冰的工 作強度，又保證了操作人員的人身安全。3、 使用本實用新型裝置，也可以在停電狀態下對地線或輸電導線進行局部除冰，適 用范圍較廣。4、 使用本實用新型裝置，可以對輸電設備進行全方位立體融冰，提高融冰的效率。5、 在本實用新型除冰裝置中，設有距離和溫度監測模塊，能夠即時的顯示和控制加 熱點的溫度，從而在除冰時不傷害被除冰物體，同時又節約能源。
圖1是本實用新型提出的用于輸電線路的非接觸式激光除冰裝置的結構框圖。 圖2是本實用新型除冰裝置中的光學準直器的結構框圖。 圖3是圖2所示的光學準直器中的自動調焦過程示意圖。圖1一圖3中，l是控制器，2是激光器，3是溫度測量信號線，4是距離測量信號線， 5是光纖，6是光纖絕緣子，7是光學準直器，8是激光矩，9是覆冰的高壓輸電線路，10 是溫度傳感器，ll是距離探測器，12是微調電機，13是傳動桿，14是光纖，15是準直透 鏡，16是升降架。
具體實施方式
本實用新型提出的用于輸電線路的非接觸式激光除冰裝置，其結構如圖l所示，包括 控制器l、激光器2、光纖絕緣子6、光學準直器7、溫度傳感器10和距離探測器11。激 光器2與控制器1相連。光學準直器7通過光纖5與激光器2相連，光纖5穿過所述的光 纖絕緣子6。溫度傳感器10和距離探測器11與光學準直器7相對固定，溫度傳感器10 和距離探測器11分別通過信號線3和4與控制器1相連。上述除冰裝置中，光學準直器7的結構和工作示意如圖2和圖3所示，由微調電機 12、傳動桿13、多個準直透鏡15和升降架16組成。微調電機12的輸入端通過光纖14 與激光器2相連，微調電機12的輸出端與傳動桿13相連。升降架16與傳動桿13相互聯 動。多個準直透鏡15分別固定在升降架上，多個準直透鏡分別通過光纖14與激光器2相 連。本實用新型裝置中，光學準直器7與激光器2通過光纖束5連接在一起，栴光纖輸出 的發散激光束準直成為平行光束，使能量更加集中，從而保證在遠距離照射時，光功率密 度也能達到要求。本實用新型裝置中，距離探測器11用來測量光學準直器7與所要除冰目標表面的距離。 溫度傳感器10用來實時觀測被加熱點的溫度。控制器1溫度傳感器10、距離探測器11和激光器2相連，控制器1根據測量的溫度和距離信息來控制激光器的工作狀態。激光器 2產生的激光通過光纖束5傳到光學準直器7，最后由光學準直器輸出激光矩8，對除冰目標進行除冰。控制器l使用普通的單片機，即可實現對除冰過程的控制。本實用新型的一個實施例中，控制器l使用了由Atmel公司生產、型號為megal6的單片機。本實用新型除冰裝置中，激光輸出的總功率可以從幾十瓦到幾百瓦，由LUMICS、 JDSU、上海翰宇、北京凱普林等公司生產的相應型號的激光器都能符合本實用新型裝置 的要求。光學準直器與激光器通過光纖束連接在一起，將光纖輸出的激光束準直成為平行光束，使能量更加集中，并且保證在遠距離照射時的光功率密度能夠達到要求。該模塊(如 圖2所示)包含準直透鏡15、微調電機12、升降架16。該模塊中采用焦距可調式準直 透鏡；微調電機12用來調節升降架16的高度；升降架16是多個準直透鏡15的支架，用 來帶動準直透鏡15移動，來改變準直透鏡15與光纖14之間的距離從而實現焦距的調節。 焦距調節的過程(如圖3所示)，微調電機12正向(反向)轉動時，帶動傳動桿13 正向(反向)轉動，傳動桿13與升降架16的連接處有螺紋，當傳動桿13正向轉動時， 升降架上升；反向轉動時，升降架下降。通過以上過程實現對焦距的調節。微調電機12 中有光電池，光電池與光纖相連，為微調電機提供能量，并通過激光的強弱控制微調電機 的轉動。本裝置中的距離探測器11，用來測量光學聚焦模塊與所要除冰目標表面的距離。距 離探測器與光學準直器安裝在一起，測量準直模塊輸出端與被除冰目標之間的距離，通過 紅外測距或其它無線測距原理，將測量信號通過光纖或無線的形式傳給控制器。本裝置中的溫度傳感器10，用來實時觀測被加熱點的溫度。目的是監測被加熱點的 溫度，使操作者能夠控制加熱時間和功率密度，從而達到保護絕緣子的目的。溫度傳感器 可以采用紅外探測原理來實現，也可以通過其他光學或無線的方式來實現測距的功能。感 應信號通過光纖或無線的形式傳給控制器。
權利要求1、一種用于輸電線路的非接觸式激光除冰裝置，其特征在于該除冰裝置包括控制器、激光器、光纖絕緣子、光學準直器、溫度傳感器和距離探測器，所述的激光器與控制器相連，所述的光學準直器通過光纖與激光器相連，光纖穿過所述的光纖絕緣子；所述的溫度傳感器和距離探測器與光學準直器相對固定，溫度傳感器和距離探測器分別與控制器相連。
2、 如權利要求1所述的除冰裝置，其特征在于所述的光學準直器由微調電機、傳動 桿、多個準直透鏡和升降架組成，所述的微調電機的輸入端通過光纖與激光器相連，微調 電機的輸出端與傳動桿相連；所述的升降架與傳動桿相互聯動，所述的多個準直透鏡分別 固定在升降架上，多個準直透鏡分別通過光纖與激光器相連。
專利摘要本實用新型涉及一種用于輸電線路的非接觸式激光除冰裝置，屬于輸電設備技術領域。本除冰裝置中，激光器與控制器相連，光學準直器通過光纖與激光器相連，光纖穿過光纖絕緣子。溫度傳感器和距離探測器與光學準直器相對固定，溫度傳感器和距離探測器分別與控制器相連。本實用新型的除冰裝置，實現的是非接觸式除冰，絕緣性較好，線路不中斷供電，不影響正常電力生產工作；除冰操作安全簡便，不用攀爬桿塔，既減輕了除冰的工作強度，又保證了操作人員的人身安全；本除冰裝置能即時顯示和控制加熱點的溫度，在除冰時不傷害被除冰物體，又節約能源。
文檔編號H02G7/16GK201345523SQ200820124570
公開日2009年11月11日 申請日期2008年12月26日 優先權日2008年12月26日
發明者張貴新, 徐曙光, 鵬 王, 羅承沐, 勝 陳 申請人:清華大學