一种电力线路临近植被诱导雷击放电防护装置及使用方法

摘要

本发明公开了一种电力线路临近植被诱导雷击放电防护装置及使用方法，涉及电力维护技术领域，防护装置包括固定装置，固定装置上装有收集杂草装置和角度调节装置，角度调节装置上装有拔草装置，拔草装置上装有夹草装置，拔草装置可以拔草并对较高的灌木进行切除，本发明设置的角度调节装置可以将夹草装置和拔草装置旋转，将竖直墙面的草拔除，设置的夹草装置和拔草装置都可以进行震动，将草上残留的土震落，本发明通过清除电力线路周围灌木、植被等，防止配电架空线路附近的电场畸变继而引发雷云击中线路。

说明书

技术领域

本发明涉及电力维护技术领域，尤其是一种电力线路临近植被诱导雷击放电防护装置及使用方法。

背景技术

同塔多回线路大量投运后，有效防雷成为困扰输配电线路运行的难题之一，特别是同塔多回配电线路遭受雷击，造成架空绝缘线路多处断线，引起同时跳闸所殃及的停电面积较单回路线路大，对电网的安全稳定运行影响也较大，严重影响供电可靠性，由于用地面积有限，配电线路常采用绝缘导线，沿线附近常存在树木或建筑物等，使得线路运行时不易遭受直击雷。但当线路附近树木或建筑物遭受雷电直击时，会造成附近物体电位升高，可能会反击配电线路，造成雷击断线甚至可能引燃线路或树木导致山火，造成巨大的损失。因此，研究雷击线路附近树木引发的电弧放电过程对配电线路的雷电防护具有实际意义比如配电线路下方有灌木、草等植被覆盖时，造成配电线路附近的电场畸变继而引发雷云击中线路。建立了雷击附近树木并对线路进行电弧放电时的过电压计算模型，以此模型模拟了电弧的电压特性。利用计算得到线路的过电压，分析了不同因素和不同避雷器安装密度对电压的影响，得到如下结论:(1)雷击附近树木并对线路放电时，线路过电压在感应阶段和电弧放电阶段会出现两次明显峰值，电压可达上百千伏。(2)树木高度和树线间距增大时，线路电弧过电压增大，感应过电压变化较小。雷电流幅值增大时，线路电弧过电压和感应过电压都增大。波前时间增大时，线路电弧过电压增大。(3)安装避雷器使线路电弧过电压有一定降低，不同安装密度对电压的降低作用不同。

申请号：201710693713.4中公开了一种电动拔草机，包括机架、分草装置、若干个拔草装置、驱动轮和控制器，机架上具有若干个拔草腔、与拔草腔对应的出草口和设置在出草口处的导出板；分草装置设置在机架的前端，拔草装置具有左拔草螺杆和右拔草螺杆，左拔草螺杆和右拔草螺杆均可旋转地设置在机架上，左拔草螺杆的上部和右拔草螺杆的上部均位于拔草腔内，左拔草螺杆的外周具有第一螺旋齿，右拔草螺杆的外周具有第二螺旋齿；驱动轮设置在机架的后端，控制器控制驱动轮、左拔草螺杆和右拔草螺杆运转。该发明可有效的清除杂草，并且可以大幅度的减少人力。

该装置无法用于防雷，在机器触碰到墙时，机器就会停止运转，无法向前进或转弯，同时在围墙上也会存在杂草，该装置仍然无法进行拔除，也无法对灌木等高和坚硬的植被进行清除。

发明内容

针对上述技术问题本发明公开了一种电力线路临近植被诱导雷击放电防护装置，包括固定装置，所述固定装置上装有收集杂草装置和角度调节装置，角度调节装置上装有拔草装置，拔草装置上装有夹草装置，固定装置下侧还装有防撞装置。

所述角度调节装置包括垫板，垫板固定安装在所述固定装置上，垫板上固定装有电机座，电机座上固定装有调整电机，调整电机的转轴上固定装有调整支架，调整支架带动所述拔草装置转动，所述垫板上还滑动装有限位块，限位块卡住调整支架，限位块上固定装有短连杆，短连杆上铰接有转盘，转盘旋转安装在所述垫板上，转盘上铰接有传感器，传感器上滑动装有转动滑座，转动滑座铰接在所述垫板上。

进一步的，所述拔草装置包括连接杆，连接杆固定安装在所述调整支架上，连接杆上固定装有拔草电机，拔草电机的转轴上固定装有不完全齿轮Ⅰ，所述调整支架上还装有滑动座，滑动座的第一面上固定装有支杆Ⅰ，支杆Ⅰ上旋转装有不完全齿轮Ⅲ，不完全齿轮Ⅲ与所述不完全齿轮Ⅰ啮合，不完全齿轮Ⅲ上通过键轴装有拨杆Ⅰ，拨杆Ⅰ与支杆Ⅰ之间固定装有弹簧Ⅰ，拨杆Ⅰ上固定装有单向拨动组件Ⅰ，所述滑动座第一面上设置圆弧槽Ⅰ，圆弧槽Ⅰ下设置有小垫片Ⅰ，单向拨动组件Ⅰ在圆弧槽Ⅰ内滑动，滑动座内旋转装有拔草板，所述单向拨动组件Ⅰ向上拨动拔草板，所述滑动座上固定装有弹性拨片，弹性拨片与所述拔草板接触，所述滑动座内固定装有横挡轴，并位于拔草板下侧。

进一步的，所述拔草装置还包括连接吊杆，连接吊杆固定安装在所述滑动座上，连接吊杆上旋转装有拔草横轴，拔草横轴与所述不完全齿轮Ⅰ固定连接，拔草横轴的上还固定装有不完全齿轮Ⅱ，所述滑动座第二面上装有支杆Ⅱ，支杆Ⅱ上旋转装有不完全齿轮Ⅳ，所述不完全齿轮Ⅲ与所述不完全齿轮Ⅰ有齿部分啮合传动后，不完全齿轮Ⅳ与所述不完全齿轮Ⅱ啮合，不完全齿轮Ⅳ上通过键轴装有拨杆Ⅱ，拨杆Ⅱ与支杆Ⅱ之间固定装有弹簧Ⅱ，拨杆Ⅱ上固定装有单向拨动组件Ⅱ，所述滑动座第二面上也设置有圆弧槽Ⅱ和小垫片Ⅱ，单向拨动组件Ⅱ在滑动座第二面的圆弧槽Ⅱ内滑动，所述单向拨动组件Ⅱ向上拨动拔草板。

进一步的，所述单向传动组件Ⅰ与单向传动组件Ⅱ结构相同，固定小轴与所述拨杆Ⅰ固定连接，所述拨杆Ⅱ上固定装有单向拨动组件Ⅱ中的固定小轴，固定小轴上铰接有转动轴，转动轴向上转动，下侧被所述固定小轴卡死，所述单向拨动组件Ⅱ与单向拨动组件Ⅰ结构相同，并且安装原理相同。

进一步的，所述夹草装置包括连接板，连接板固定安装在所述拔草板上，连接板上固定装有电磁铁，连接板上滑动装有铁块，并位于电磁铁的一侧，铁块上固定装有弹簧Ⅲ，弹簧Ⅲ与所述连接板固定连接，连接板上装有夹紧组件。

进一步的，所述夹紧组件包括气缸，气缸固定安装在所述铁块上，铁块上还固定装有滑槽，滑槽上固定装有夹紧板，滑槽内滑动装有夹紧滑板，夹紧滑板与所述气缸的缸臂固定连接，夹紧板和夹紧滑板上都设置用于切割灌木的切割刀。

进一步的，所述防撞装置包括横向杆，横向杆滑动安装在所述固定装置下，横向杆上固定装有连接架，连接架内滑动装有纵向杆，纵向杆上固定装有短轴；所述固定装置下旋转装有多个带轮Ⅱ，每个带轮Ⅱ上都旋装有车轮，每个车轮都设置电机进行驱动，每个带轮Ⅱ上都装有传动带，传动带上还装有带轮Ⅰ，带轮Ⅰ上固定装有带轮Ⅲ，多个带轮Ⅲ之间装有同步带用于传动，其中一个带轮Ⅲ上固定装有槽轮，槽轮设置四个槽口，槽口与所述短轴配合。

进一步的，所述收集杂草装置包括上固定架和下固定架，上固定架上旋转装有上带轮，下固定架上旋转装有下带轮，下带轮与上带轮之间装有运草带用于传动，运草带的外侧平均分布多个运草板，所述下带轮的一侧装有电机用于驱动，所述收集杂草装置共设置两组，并且相邻安装，通过两个收集杂草装置上的运草板将草收集起来。

进一步的，所述固定装置包括固定板，固定板上固定装有草箱，所述收集杂草装置设置在草箱内。

进一步的，一种电力线路临近植被诱导雷击放电防护装置的使用方法包括如下步骤：

步骤一：建立静态电弧模型与动态电弧模型相结合的电弧放电模型，通过传输到线路的电压和电流确定初始电弧电导，根据此电导通过动态电弧模型确定电弧电导，在电弧产生初始阶段采用静态电弧模型，达到一定值后采用动态电弧模型，最后根据电导输出电阻。

步骤二：砍伐线路附近的树木，根据仿真结果，将树木与线路相距四米以内的树木全部清除，当距离大于四米后，气隙不被击穿，无电弧电压。

步骤三：将需要保护的线路附近进行圈围，圈围的底部做成围墙，围墙高度高于所述防护装置。

步骤四：在围墙内设置避雷装置。

步骤五：将防护装置放入。

步骤六：使用防护装置对线路周围的灌木、杂草以及树苗进行清除，并进行日常维护。

本发明与现有技术相比的有益效果是：(1)本发明设置的角度调节装置可以将夹草装置和拔草装置旋转，将竖直墙面的草和灌木拔除；(2)本发明设置的夹草装置和拔草装置都可以进行震动，将草上残留的土震落；(3)本发明设防撞装置可以在触碰到围墙时进行九十度转弯，继续进行清除灌木和草；(4)本发明围墙内的避雷装置使得线路电弧过电压有一定降低。

附图说明

图1为本发明整体示意图。

图2为本发明收集杂草装置。

图3为本发明防撞装置示意图。

图4为本发明防撞装置示意图。

图5为本发明防撞装置局部放大图。

图6为本发明防撞装置局部放大图。

图7为本发明拔草装置示意图。

图8为本发明拔草装置示意图。

图9为本发明拔草装置示意图。

图10为本发明拔草装置示意图。

图11为本发明拔草装置局部放大图。

图12为本发明单向拨动组件示意图。

图13为本发明夹草装置示意图。

图14为本发明角度调节装置示意图。

图15为本发明角度调节装置局部放大图。

附图标号：1-固定装置；2-收集杂草装置；3-防撞装置；4-拔草装置；5-夹草装置；6-角度调节装置；101-固定板；102-草箱；201-上固定架；202-下固定架；203-运草带；204-下带轮；205-上带轮；206-运草板；301-横向杆；302-连接架；303-纵向杆；304-槽轮；305-带轮Ⅰ；306-传动带；307-带轮Ⅱ；308-车轮；309-同步带；310-带轮Ⅲ；311-短轴；401-连接杆；402-拔草电机；403-不完全齿轮Ⅰ；404-拔草横轴；405-不完全齿轮Ⅱ；406-不完全齿轮Ⅲ；407-支杆Ⅰ；408-弹簧Ⅰ；409-拨杆Ⅰ；410-滑动座；411-弹性拨片；412-不完全齿轮Ⅳ；413-弹簧Ⅱ；414-拨杆Ⅱ；415-支杆Ⅱ；416-拔草板；417-固定小轴；418-转动轴；419-连接吊杆；420-横挡轴；501-连接板；502-电磁铁；503-铁块；504-弹簧Ⅲ；505-气缸；506-滑槽；507-夹紧板；508-夹紧滑板；601-垫板；602-电机座；603-调整电机；604-调整支架；605-限位块；606-弹簧Ⅳ；607-短连杆；608-长连杆；609-转盘；610-传感器；611-转动滑座。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例：一种电力线路临近植被诱导雷击放电防护装置的使用方法包括如下步骤：

步骤一：建立静态电弧模型与动态电弧模型相结合的电弧放电模型，通过传输到线路的电压和电流确定初始电弧电导，根据此电导通过动态电弧模型确定电弧电导，在电弧产生初始阶段采用静态电弧模型，达到一定值后采用动态电弧模型，最后根据电导输出电阻。

步骤二：砍伐线路附近的树木，根据仿真结果，电弧过电压随间距的增大而增大，距离为1m时，线路电弧过电压最小，为271.62kV，距离为4m时，线路电弧电压最大，为286.97kV。距离大于4m后，气隙不被击穿，无电弧电压。感应过电压在树线距离为1至6m时增大，6至8m时减小。感应电压在距离为6m时最大，为104.82kV，1m时最小，为101.2kV，所以将树木与线路相距四米以内的树木全部清除，当距离大于四米后，气隙不被击穿，无电弧电压。

步骤三：将需要保护的线路附近进行圈围，圈围的底部做成围墙，围墙高度高于所述防护装置。

步骤四：在围墙内设置避雷装置。

如图1所示，一种电力线路临近植被诱导雷击放电防护装置及使用方法，首先对地势比较高的地方进行围挡，围挡采用下方筑起围墙，围墙上拉铁丝网的方式，围墙的高度需要高于防护装置，使防护装置能够撞击围墙达到换向的目的，围墙内还需要设置避雷装置，使得线路电弧过电压有一定降低，也方便防护装置运行，将防护装置放置在围挡内，防护装置包括固定装置1，固定装置1上装有收集杂草装置2、防撞装置3、拔草装置4、夹草装置5，固定装置1包括固定板101和草箱102，草箱102固定安装在固定板101上，用于盛放拔掉的草料。

如图13所示，车轮308上的电机驱动车轮308向前运动，带动整个装置，夹草装置5包括连接板501和夹紧组件，夹紧组件包括气缸505，气缸505固定安装在铁块503上，铁块503上还固定装有滑槽506，滑槽506上固定装有夹紧板507，滑槽506内滑动装有夹紧滑板508，夹紧滑板508与气缸505的缸臂固定连接，气缸505向前推动夹紧滑板508，将草夹在夹紧滑板508与夹紧板507之间，夹紧板507和夹紧滑板508上都设置用于切割灌木的切割刀，在两个切割刀靠近时，灌木被切割刀切断，草较为柔软则会被两个夹紧板夹紧并拔出，拔掉草之后将草松开。

如图7、图8、图9、图10、图11、图12所示，拔草装置4包括连接杆401，连接杆401固定安装在调整支架604上，连接杆401上固定装有拔草电机402，拔草电机402的转轴上固定装有不完全齿轮Ⅰ403，调整支架604上还装有滑动座410，滑动座410的第一面上固定装有支杆Ⅰ407，支杆Ⅰ407上旋转装有不完全齿轮Ⅲ406，不完全齿轮Ⅲ406与不完全齿轮Ⅰ403啮合，不完全齿轮Ⅲ406上通过键轴装有拨杆Ⅰ409，拨杆Ⅰ409与支杆Ⅰ407之间固定装有弹簧Ⅰ408，拨杆Ⅰ409上固定装有单向拨动组件Ⅰ，滑动座410第一面上设置圆弧槽Ⅰ，圆弧槽Ⅰ下设置有小垫片Ⅰ，单向拨动组件Ⅰ在圆弧槽Ⅰ内滑动，滑动座410内旋转装有拔草板416，单向拨动组件Ⅰ向上拨动拔草板416，滑动座410上固定装有弹性拨片411，滑动座410内固定装有横挡轴420，并位于拔草板416下侧，单向传动组件Ⅰ包括固定小轴417，拨杆Ⅰ409上固定装有单向拨动组件Ⅰ中的固定小轴417，所述拨杆Ⅱ414上固定装有单向拨动组件Ⅱ中的固定小轴417，固定小轴417上铰接有转动轴418，转动轴418向上转动，下侧被固定小轴417卡死，所述单向拨动组件Ⅱ与单向拨动组件Ⅰ结构相同，并且安装原理相同，拔草电机402驱动不完全齿轮Ⅰ403，不完全齿轮Ⅰ403带动不完全齿轮Ⅲ406，不完全齿轮Ⅲ406带动拨杆Ⅰ409在滑动座410上的圆弧槽内滑动，同时单向拨动组件带动拔草板416向运动，拔草板416带动夹草装置5向上，夹草装置5上的夹紧组件将草拔起，当拨杆Ⅰ409与滑动座410上的小垫片接触时，弹簧Ⅰ408开始被压缩拨杆Ⅰ409上的单向拨动组件脱离拔草板416，拔草板416受到弹性拨片411的作用弹在横挡轴420上，可以将草上携带的土震掉，不完全齿轮Ⅰ403继续转动不完全齿轮Ⅰ403的有齿部分结束，不完全齿轮Ⅰ403不再限制不完全齿轮Ⅲ406，不完全齿轮Ⅲ406受到弹簧Ⅰ408的扭力和压力恢复原位，同时带动拨杆Ⅰ409恢复原位，转动轴418在回程碰到拔草板416时回旋转，在向上拨动拔草板416时，被固定小轴417卡死。

拔草装置4还包括连接吊杆419，连接吊杆419固定安装在滑动座410上，连接吊杆419上旋转装有拔草横轴404，拔草横轴404与不完全齿轮Ⅰ403固定连接，拔草横轴404的上还固定装有不完全齿轮Ⅱ405，滑动座410第二面上装有支杆Ⅱ415，支杆Ⅱ415上旋转装有不完全齿轮Ⅳ412，不完全齿轮Ⅲ406与不完全齿轮Ⅰ403有齿部分啮合传动后，不完全齿轮Ⅳ412与不完全齿轮Ⅱ405啮合，不完全齿轮Ⅳ412通过键轴装有拨杆Ⅱ414，拨杆Ⅱ414与支杆Ⅱ415之间固定装有弹簧Ⅱ413，拨杆Ⅱ414上固定装有单向拨动组件Ⅱ，单向拨动组件Ⅱ与单向拨动组件Ⅰ内部结构相同，滑动座410第二面上设置有圆弧槽Ⅱ和小垫片Ⅱ，单向拨动组件Ⅱ在滑动座410第二面的圆弧槽Ⅱ内滑动，单向拨动组件Ⅱ向上拨动拔草板416，当不完全齿轮Ⅲ406有齿部分与不完全齿轮Ⅰ403脱离时，不完全齿轮Ⅱ405的有齿部分刚好与不完全齿轮Ⅳ412啮合，滑动座410第二面上的装置的工作原理与第一面装置的工作原理相同，两面结构循环驱动拔草板416进行拔草。

如图13所示，夹草装置5中的连接板501固定安装在拔草板416上，连接板501上固定装有电磁铁502，连接板501上滑动装有铁块503，并位于电磁铁502的一侧，铁块503上固定装有弹簧Ⅲ504，弹簧Ⅲ504与连接板501固定连接，连接板501上装有夹紧组，当草被拔起来时候，电磁铁502开始通电和断电，通电时将铁块503吸引过来，断电时铁块503被弹簧Ⅲ504拉回原位，反复进行，能够进一步将草上携带的土震掉。

如图2所示，收集杂草装置2包括上固定架201和下固定架202，上固定架201上旋转装有上带轮205，下固定架202上旋转装有下带轮204，下带轮204与上带轮205之间装有运草带203用于传动，运草带203的外侧平均分布多个运草板206，下带轮204的一侧装有电机用于驱动，收集杂草装置2共设置两组，并且相邻安装，通过两个收集杂草装置2上的运草板206将草收集起来，电机驱动下带轮204转动，运草带203在下带轮204和上带轮205之间运动，两个收集杂草装置2上的运草板206相互配合，将拔掉的草卷上草箱102中，切掉的灌木由于体积过大则不能够进行收集，所以实现了杂草和灌木分类处理的效果。

如图7、图14、图15所示，角度调节装置6包括垫板601，垫板601固定安装在固定装置1上，垫板601上固定装有电机座602，电机座602上固定装有调整电机603，调整电机603的转轴上固定装有调整支架604，调整支架604带动拔草装置4转动，垫板601上还滑动装有限位块605，限位块605上固定装有短连杆607，短连杆607上铰接有转盘609，转盘609旋转安装在垫板601上，转盘609上铰接有传感器610，传感器610上滑动装有转动滑座611，转动滑座611铰接在垫板601上，当墙面上生长草需要拔除时，转动滑座611顶到墙面，转动滑座611带动转盘609转动，同时转盘609转动通过长连杆608带动短连杆607滑动，短连杆607带动限位块605，限位块605的一侧固定装有弹簧Ⅳ606，弹簧Ⅳ606固定安装在垫板601上，限位块605移动后不再卡住调整支架604，之后调整电机603工作，带动调整支架604，调整支架604带动拔草装置4，拔草装置4带动夹草装置5整个旋转到拔草板416与墙面平行，进行除草和切掉灌木。

如图3、图4、图5、图6所示，防撞装置3包括横向杆301，横向杆301滑动安装在固定装置1下，横向杆301上固定装有连接架302，连接架302内滑动装有纵向杆303，纵向杆303上固定装有短轴311；固定装置1下旋转装有多个带轮Ⅱ307，每个带轮Ⅱ307上都旋装有车轮308，每个车轮308都设置电机进行驱动，每个带轮Ⅱ307上都装有传动带306，传动带306上还装有带轮Ⅰ305，带轮Ⅰ305上固定装有带轮Ⅲ310，多个带轮Ⅲ310之间装有同步带309用于传动，其中一个带轮Ⅲ310上固定装有槽轮304，槽轮304设置四个槽口，槽口与短轴311配合，当整个装置运动顶住墙面时，先有横向杆301和纵向杆303线触碰，之后纵向杆303上的短轴311拨动槽轮304，槽轮304带动它下侧的带轮Ⅲ310转动九十度，通过同步带309带动所有带轮Ⅲ310转动，带轮Ⅲ310带动带轮Ⅰ305转动，带轮Ⅰ305通过传动带306带动带轮Ⅱ307转动，车轮308跟随旋转九十度，由此整个装置九十度拐弯继续行走。