直升机搭载的油电混合的热水除冰系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种直升机搭载的油电混合的热水除冰系统及其控制方法，该系统包括：水箱、喷枪以及用于将水箱中的热水高压注入喷枪的高压水泵、用于对水箱中的水进行加热的电阻丝以及，汽油发动机，用于分别为高压水泵以及发电机提供动力；发电机，用于分别为电阻丝和电动机供电，并为蓄电池充电；电动机，用于为高压水泵提供动力；蓄电池，用于分别为电动机和电阻丝供电。本发明专利技术在直升机载荷量有限的前提下，使用较小功率的汽油机和电动机的组合，可以达到较大功率的除冰效果，减少汽油发动机重量，增加载水量。

Hot water deicing system with oil electric mixture and its control method

The invention discloses a hot water deicing system with oil electric mixture and a control method thereof, which comprises a water tank, a spray gun, a high-pressure water pump for injecting hot water in the water tank into the spray gun, a resistance wire for heating the water in the water tank, and a gasoline engine for powering the high-pressure water pump and the generator respectively; a generator for Supply power for resistance wire and motor respectively, and charge battery; motor is used to provide power for high-pressure water pump; battery is used to supply power for motor and resistance wire respectively. Under the premise of limited helicopter load, the invention can achieve the deicing effect of high power, reduce the weight of gasoline engine and increase the water carrying capacity by using the combination of gasoline engine and motor with low power.

【技术实现步骤摘要】
直升机搭载的油电混合的热水除冰系统及其控制方法
本专利技术涉及电力系统防灾减灾
，尤其涉及一种直升机搭载的油电混合的热水除冰系统及其控制方法。
技术介绍
冰灾是电网安全运行的天敌。架空输电线路覆冰后易导致线路舞动、绝缘子桥接，从而发生闪络，导致跳闸停电，严重时引起线路断线、甚至倒塔，引发大面积长时间停电事故。现有的融冰手段均需要大量人力物力，难以覆盖所有线路范围。一些覆冰严重的微地形区域如高山垭口地形上的输电线路常常覆冰严重，现有除冰手段难以覆盖。利用直升机喷射热水除冰，可在覆冰设备25米范围以内进行除冰，且机动性强，受地形影响小。利用直升机自带的汽油发动机对除冰用水进行加热，不仅需要消耗大量飞机用油，缩短续航时间，还会因为搭接改动飞机电路给飞机造成极大的安全隐患。因此，除冰系统所需所有动力源均需外接。然而，直升机载荷能力有限，若搭载较大功率汽油机，则除冰动力系统占重太大，减少携水量，不利于除冰。同时，除冰过程中气温均较低，飞行过程中水温易下降，热水喷射除冰过程中水温也易下降，若水温过低，不仅无法除冰，被冷却的水流覆盖在冰层表面，反而会加剧覆冰。因此，急需提供一种直升机搭载的热水除冰系统，既能尽可能多地载水，又能保证飞机除冰过程中的水温，提高热水除冰效率，保证冬季输电线路微地形覆冰地区的快速、高效除冰，保障电网冬季运行安全。
技术实现思路
本专利技术提供了一种直升机搭载的油电混合的热水除冰系统及其控制方法，用以解决现有的直升机除冰系统不能兼顾载水量和水温的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种直升机搭载的油电混合的热水除冰系统，包括：水箱、喷枪以及用于将水箱中的热水高压注入喷枪的高压水泵、用于对水箱中的水进行加热的电阻丝，以及汽油发动机，用于分别为高压水泵以及发电机提供动力；发电机，用于分别为电阻丝和电动机供电，并为蓄电池充电；电动机，用于为高压水泵提供动力；蓄电池，用于分别为电动机和电阻丝供电。作为本专利技术的方法的进一步改进：优选地，还包括控制模块，控制模块用于执行以下操作：在蓄能状态时，控制汽油发动机为发电机提供动力，控制发电机分别为电阻丝供电，并为蓄电池充电；并在判断蓄能完毕后进入除冰准备状态；在除冰准备状态时，控制发电机切换至备用电源，并将蓄电池由充电状态切换为对电阻丝供电；并在达到或靠近覆冰线路位置时进入除冰状态；在除冰准备状态以及除冰状态中(即除冰过程中)通过蓄电池为热水加热，使得低温条件下热水不降温，保证除冰效果。在除冰状态时，判断覆冰厚度和\或环境温度是否满足第一条件，当满足第一条件时，控制汽油发动机为高压水泵提供动力；判断覆冰厚度和\或环境温度是否满足第二条件，当满足第二条件时，进行油电混合除冰，控制汽油发动机以及蓄电池驱动的电动机共同为高压水泵提供动力。优选地，还包括设置于喷枪固定端的转向机构、以及用于采集转向机构或喷枪的角度信号的角度传感器；控制模块还用于通过角度传感器获取转向机构或喷枪的角度信号，根据角度信号以及当前的覆冰线路位置通过转向机构调节喷枪的角度，电动机还用于为转向机构提供动力。优选地，还包括：设置于水箱内的水温传感器以及用于测量环境温度的气温传感器，控制模块与水温传感器以及气温传感器连接并获取水温信号和气温信号，并根据水温信号和气温信号判断是否满足第一条件或第二条件；第一条件为覆冰厚度在10mm以内和\或环境温度接近0℃；第二条件为覆冰厚度在10mm以上和\或环境温度低于-5℃。优选地，控制模块判断蓄能完毕包括：在水箱中的水温达到90℃以上，且蓄电池的充电量达到容量的90％以上时，判定为蓄能完毕。本专利技术还提供一种上述的直升机搭载的油电混合的热水除冰系统的控制方法，包括以下步骤：进入蓄能状态，在蓄能状态时，控制汽油发动机为发电机提供动力，控制发电机分别为电阻丝供电，并为蓄电池充电；并在判断蓄能完毕后进入除冰准备状态；在除冰准备状态时，控制发电机切换至备用电源，并将蓄电池由充电状态切换为对电阻丝供电；并在达到或靠近覆冰线路位置时进入除冰状态；在除冰状态时，判断覆冰厚度和\或环境温度是否满足第一条件，当满足第一条件时，控制汽油发动机为高压水泵提供动力；判断覆冰厚度和\或环境温度是否满足第二条件，当满足第二条件时，进行油电混合除冰，控制汽油发动机以及蓄电池驱动的电动机共同为高压水泵提供动力。优选地，还包括在除冰状态时，通过角度传感器获取转向机构或喷枪的角度信号，根据角度信号以及当前的覆冰线路位置通过转向机构调节喷枪的角度。优选地，还包括在除冰状态时，通过水温传感器以及气温传感器获取水温信号和气温信号，并根据水温信号和气温信号判断是否满足第一条件或第二条件；第一条件为覆冰厚度在10mm以内和\或环境温度接近0℃；第二条件为覆冰厚度在10mm以上和\或环境温度低于-5℃。优选地，判断蓄能完毕包括：在水箱中的水温达到90℃以上，且蓄电池的充电量达到容量的90％以上时，判定为蓄能完毕。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术的直升机搭载的油电混合的热水除冰系统，在直升机载荷量有限的前提下，使用较小功率的汽油机和电动机的组合，可以达到较大功率的除冰效果，减少汽油发动机重量，增加载水量。2、在优选方案中，本专利技术在除冰过程中通过蓄电池为热水加热，使得低温条件下热水不降温，保证除冰效果。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的直升机搭载的油电混合的热水除冰系统的结构示意图；图2是本专利技术优选实施例的直升机搭载的油电混合的热水除冰系统的控制方法的流程示意图。图中各标号表示：1、汽油发动机；2、高压水泵；3、水箱；4、喷枪；5、发电机；6、电阻丝；7、蓄电池；8、电动机；9、转向机构；10、控制模块。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1：参见图1，本实施例的直升机搭载的油电混合的热水除冰系统，包括：水箱3、喷枪4以及用于将水箱3中的热水高压注入喷枪4的高压水泵2、用于对水箱3中的水进行加热的电阻丝6、汽油发动机1、发电机5、电动机8以及蓄电池7，其中，汽油发动机1用于分别为高压水泵2以及发电机5提供动力；发电机5用于分别为电阻丝6和电动机8供电，并为蓄电池7充电；电动机8用于为高压水泵2提供动力；蓄电池7用于分别为电动机8和电阻丝6供电。在直升机载荷量有限的前提下，使用较小功率的汽油机和电动机8的组合，可以达到较大功率的除冰效果，减少汽油发动机1重量，增加载水量。本实施例中，系统还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直升机搭载的油电混合的热水除冰系统，其特征在于，包括：水箱(3)、喷枪(4)以及用于将水箱(3)中的热水高压注入喷枪(4)的高压水泵(2)、用于对水箱(3)中的水进行加热的电阻丝(6)以及，/n汽油发动机(1)，用于分别为高压水泵(2)以及发电机(5)提供动力；/n发电机(5)，用于分别为电阻丝(6)和电动机(8)供电，并为蓄电池(7)充电；/n电动机(8)，用于为高压水泵(2)提供动力；/n蓄电池(7)，用于分别为电动机(8)和电阻丝(6)供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种直升机搭载的油电混合的热水除冰系统，其特征在于，包括：水箱(3)、喷枪(4)以及用于将水箱(3)中的热水高压注入喷枪(4)的高压水泵(2)、用于对水箱(3)中的水进行加热的电阻丝(6)以及，
汽油发动机(1)，用于分别为高压水泵(2)以及发电机(5)提供动力；
发电机(5)，用于分别为电阻丝(6)和电动机(8)供电，并为蓄电池(7)充电；
电动机(8)，用于为高压水泵(2)提供动力；
蓄电池(7)，用于分别为电动机(8)和电阻丝(6)供电。


2.根据权利要求1所述的直升机搭载的油电混合的热水除冰系统，其特征在于，还包括控制模块(10)，所述控制模块(10)用于执行以下操作：
在蓄能状态时，控制所述汽油发动机(1)为发电机(5)提供动力，控制发电机(5)分别为电阻丝(6)供电，并为蓄电池(7)充电；并在判断蓄能完毕后进入除冰准备状态；
在除冰准备状态时，控制发电机(5)切换至备用电源，并将蓄电池(7)由充电状态切换为对电阻丝(6)供电；并在达到或靠近覆冰线路位置时进入除冰状态；
在除冰状态时，判断覆冰厚度和\或环境温度是否满足第一条件，当满足第一条件时，控制汽油发动机(1)为高压水泵(2)提供动力；判断覆冰厚度和\或环境温度是否满足第二条件，当满足第二条件时，进行油电混合除冰，控制汽油发动机(1)以及蓄电池(7)驱动的电动机(8)共同为高压水泵(2)提供动力。


3.根据权利要求2所述的直升机搭载的油电混合的热水除冰系统，其特征在于，还包括设置于喷枪(4)固定端的转向机构(9)、以及用于采集转向机构(9)或所述喷枪(4)的角度信号的角度传感器；所述控制模块(10)还用于通过所述角度传感器获取所述转向机构(9)或所述喷枪(4)的角度信号，根据角度信号以及当前的覆冰线路位置通过转向机构(9)调节所述喷枪(4)的角度，所述电动机(8)还用于为转向机构(9)提供动力。


4.根据权利要求2所述的直升机搭载的油电混合的热水除冰系统，其特征在于，还包括：设置于水箱(3)内的水温传感器以及用于测量环境温度的气温传感器，所述控制模块(10)与水温传感器以及气温传感器连接并获取水温信号和气温信号，并根据水温信号和气温信号判断是否满足第一条件或第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆佳政，刘毓，吴传平，陈宝辉，李波，周特军，潘碧宸，周天念，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43