一种单柱单臂伸缩式融冰开关的制作方法

本发明涉及一种隔离开关，特别涉及一种单柱单臂伸缩式融冰开关。

背景技术：

1、目前，输电线路直流融冰技术已经广泛应用，其原理就是将直流电接入输电线路，在线路另一端利用人工或者隔离开关实现短接。使用隔离开关进行短接会比人工短接大大缩短作业时间，极大提高线路融冰工作效率。

2、例如在专利cn202211309953.7中就提到了一种具备自融冰功能的双工位融冰隔离开关，分闸静触头包括分闸静触杆，分闸静触杆通过绝缘子固定安装在支撑底座上，支柱绝缘子上固定安装有静触头基座，静触头基座上设有合闸静触杆，上导电管一端安装有钳形触头，上导电管与下导电管铰接处安装有顶推机构，顶推机构用于控制钳形触头的张合，上导电管通过钳形触头将分闸静触杆或合闸静触杆夹紧实现导电回路。本发明分闸时，单臂导电闸刀的钳形触头能够稳定与分闸静触杆夹持形成导电通路，解决了现有技术中隔离开关分闸时自身无法形成导电回路，不能够实现自融冰的问题，可有效保证融冰开关在自身覆冰的情况下，实现自融冰，从而正常合闸，保证了线路融冰工作的顺利实施。

3、上述专利中的融冰隔离开关其在使用的过程中，仍存在着一定的缺陷：首先，对于其单臂导电闸刀采用的是上导电管与下导电管的分体设计，而上导电管与下导电管之间采用铰接的连接方式，这就容易导致上导电管与下导电管之间出现导电不稳定的现象，尤其是在冰雪环境下， 更会影响到后续融冰的顺利进行；另外，该款隔离开关需要对输电线路进行融冰处理，因此其使用的环境不可避免的会出现冰雪天气，而上述专利中的隔离开关的分闸静触头、合闸静触杆等分合闸部件都是直接裸露设计的，因此在冰雪天气下，除了输电线路会出现结冰现象外，隔离开关的分合闸部件同样会有结冰的风险，而一旦分合闸部件出现结冰现象，就会导致整个隔离开关无法进行正常的分合闸，也就无法对输电线路进行融冰。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种导电稳定、融冰效果稳定的单柱单臂伸缩式融冰开关。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种单柱单臂伸缩式融冰开关，其创新点在于：包括

3、一支架，所述支架包括一竖直设置的立柱以及固定在立柱顶端的水平设置的底座，在底座的两侧分别安装有动触头组件及静触头组件；

4、所述静触头组件包括支撑柱以及安装在支撑柱顶端的静触头，在静触头的上方还设置有防护罩；

5、所述动触头组件包括导电臂以及安装在导电臂顶端的动触头，所述导电臂为由上导电杆及下导电杆共同组成的分体式结构，所述上导电杆与下导电杆之间铰接，且上导电杆与下导电杆的铰接处还设置有第一辅助导电组件，下导电杆的底端与底座之间铰接，并由安装在底座上的操动机构驱动进行上下摆动。

6、进一步的，所述防护罩包括一水平设置在静触头正上方的第一防护板，在第一防护板的两侧分别设置有一倾斜设置的第二防护板，且第二防护板的倾斜方向为自第二防护板与第一防护板的连接处起逐渐向下倾斜，从而使得两侧的第二防护板呈八字形分布。

7、进一步的，所述第一辅助导电组件包括一对分别设置在上导电杆两侧的第一导电软板，且第一导电软板呈弧形状，所述第一导电软板的一侧通过螺栓、螺母的配合与上导电杆相固定，另一侧通过螺栓、螺母的配合与下导电杆相固定。

8、进一步的，所述上导电杆的两侧还分别设置有一水平向外延伸的第一固定板，所述下导电杆的两侧还分别设置有一水平向外延伸的第二固定板，第一导电软板的上下两侧分别固定在第一固定板与第二固定板上。

9、进一步的，所述底座上位于导电臂的两侧还设置有第二辅助导电组件， 所述第二辅助导电组件包括一对分别位于下导电杆两侧的第二导电软板，所述第二导电软板呈弧形状，第二导电软板的一侧通过螺栓与螺母的配合固定在底座上，另一侧通过螺栓、螺母的配合与下导电杆相固定。

10、进一步的，所述下导电杆的两侧还分别设置有一水平向外延伸的第三固定板，第二导电软板的上侧固定在第三固定板上。

11、进一步的，所述底座包括上下分布的副底座及主底座，立柱通过支座的配合安装在主底座上，导电臂安装在副底座上，所述副底座与主底座之间设置有三个呈品字形分布的绝缘子，其中两个绝缘子为支柱绝缘子，剩余的一个绝缘子为操作绝缘子，所述操作绝缘子的底端通过垂直连杆与操动机构相连，顶端通过水平连杆与下导电杆相连。

12、进一步的，所述支撑柱由数个自上而下依次连接的避雷器共同组成，在位于最上侧的避雷器的顶端还安装有避雷器均压环。

13、进一步的，所述单柱单臂伸缩式融冰开关的融冰方法包括下述步骤：

14、获取融冰过程中的环境条件参数，包括温度、湿度、风速和冰层表面温度，通过多个传感器实时采集数据，并将采集到的数据传输至中央控制单元进行分析处理；

15、根据获取的环境条件参数，使用超声波测距仪测量冰层厚度，红外热像仪测量冰层密度，应变仪测量冰层附着力，获取冰层特性参数，基于这些冰层特性参数，计算融冰难度系数，融冰难度系数是由冰层厚度、密度和附着力加权计算得出的无量纲数值，用于量化融冰作业的难易程度；

16、结合环境条件参数、冰层特性参数以及融冰设备的额定加热功率、伸缩臂的最大长度和角度范围等技术参数，采用模糊控制算法，建立融冰过程的多目标优化模型，该模型的优化目标包括最小化能耗、最大化融冰效率和最小化设备磨损；

17、利用遗传算法对多目标优化模型进行求解，得到最优的融冰策略和操作参数组合，包括加热功率、伸缩臂长度和角度，形成融冰过程的控制指令集；

18、将优化后的控制指令集下发至现场的融冰设备控制器，控制加热装置、伸缩臂电机等执行机构，对冰层进行融化作业，同时，通过高清摄像头实时监控冰层的融化状态，获取融冰效果数据，包括融化面积、融化深度和融化速率；

19、在融冰作业过程中，持续采集环境条件参数、设备运行参数和融冰效果数据，通过卷积神经网络算法进行数据融合分析，判断当前融冰效果是否达到预期目标，预期目标定义为在规定时间内达到特定的融冰面积和深度，若未达到预期目标，则返回多目标优化模型，重新优化融冰策略和参数；

20、融冰作业完成后，对采集到的环境条件、冰层特性、设备参数和融冰效果等数据进行关联分析，通过增强学习算法对融冰策略和模型进行自我优化和更新，提高融冰的智能化水平和效率，将优化后的模型存储在中央控制单元中，用于下次融冰作业。

21、进一步的，所述获取融冰过程中的环境条件参数，包括温度、湿度、风速和冰层表面温度，通过多个传感器实时采集数据，并将采集到的数据传输至中央控制单元进行分析处理，包括:

22、根据预设的采样频率，通过温度传感器、湿度传感器、风速传感器和红外测温仪，实时采集融冰过程中的环境温度、环境湿度、环境风速和冰层表面温度数据；

23、将采集到的环境条件参数数据，通过无线通信模块实时传输至中央控制单元；

24、在中央控制单元中，采用卡尔曼滤波算法对传输过来的环境条件参数数据进行去噪处理，得到滤波后的环境条件参数；

25、根据滤波后的环境条件参数，采用支持向量机算法建立环境条件参数与冰层融化速率之间的映射关系模型；

26、将实时采集的环境条件参数输入到建立的映射关系模型中，得到当前环境条件下的冰层融化速率预测值；

27、若预测的冰层融化速率低于预设的阈值，则判断当前融冰效率较低，启动加热装置对冰层进行加热处理，提高冰层表面温度，加快冰层融化速率；

28、若预测的冰层融化速率高于预设的阈值，则判断当前融冰效率较高，停止加热装置的加热处理，避免能源浪费，并根据融化速率预测冰层的融化完成时间。

29、本发明的优点在于：本发明中的融冰开关，通过在上导电杆及下导电杆之间设置第一辅助导电组件，利用第一辅助导电组件的配合来对上导电杆与下导电杆之间的导电效果起到一个稳定的目的，避免因上导电杆及下导电杆之间铰接的连接方式而出现电流不稳定的现象，也就确保了后续融冰的效果。

30、对于下导电杆与底座之间的第二辅助导电组件的设计，同样也是对下导电杆与底座之间的导电效果的稳定，避免因下导电杆与底座之间的铰接连接方式而出现的电流不稳定的现象，进一步的确保融冰的顺利进行。

31、对于第一辅助导电组件与第二辅助导电组件的设计，均采用导电软板的设计，则是为了配合上导电杆、下导电杆及底座之间的铰接的连接方式，由于上导电杆、下导电杆在分合闸时需要进行上下摆动，因此采用这种软连接的方式，既不会影响到上导电杆、下导电杆的上下摆动，又能对上导电杆与下导电杆之间、下导电杆与底座之间起到很好的导电效果，保证电流顺利的导通。

32、防护罩的设计，采用水平的第一防护板以及呈八字形分布的两个第二防护板的配合，从而能够很好的对静触头以及静触头与动触头的配合处起到一个很好的阻挡冰雪的作用，减少在冰雪环境时，外界的冰雪对静触头与动触头之间的配合造成影响。

33、对于支撑柱采用避雷器的组合结构，从而使得整个隔离开关能够起到避雷的目的，再配合避雷器均压环的设计，使得电流更加的稳定、均匀，避雷效果更好。

34、本发明的融冰方法，通过多传感器实时采集环境参数和冰层特性，计算融冰难度系数，并结合设备参数建立多目标优化模型。利用遗传算法求解最优融冰策略，形成控制指令集执行融冰作业。在此过程中，本发明持续监测融冰效果，通过卷积神经网络进行数据融合分析，判断是否达到预期目标。若未达到，则重新优化策略。作业完成后，本发明采用增强学习算法对模型进行自我优化和更新，提高融冰智能化水平。本发明实现了融冰过程的智能化控制和自我优化，可显著提高融冰效率，降低能耗和设备磨损，为各类融冰作业提供了高效可靠的技术支持。