高空导线压接质量监测装置及方法与流程

本发明涉及一种高压输电线路高空导线压接质量监测装置及方法。

背景技术

随着国家电网公司对输变电工程建设要求的逐年提高，施工安全、质量控制标准日趋严格，采用新的管理方法管控现场施工质量及安全成为必然趋势。

耐张塔的导线压接作为输电线路工程质量把关中的关键环节，其导线压接质量直接决定着工程施工质量及电网安全，随着张力架线及液压压接施工技术的不断成熟，导地线截面的不断增大，施工工艺也发生着变化，如耐张线夹多由地面压接改为空中压接等。对于大截面导线耐张线夹的压接，会出现松散、起灯笼、握着力及对边距超标等问题。为此，2010年、2014年国家电网公司先后发布了《大截面导线压接工艺导则》q/gdw571-2010、q/gdw1571-2014；2013年国家能源局发布了《输变电工程架空导线及地线液压压接工艺规程》dl/t5285-2013(代替sdj226-1987)说明。新导则、规程重点对压接模具加工、压接管结构尺寸、导线生产质量、压接顺序、压接预留长度、额定工作压力及压接工艺等影响因素进行了剖析。在输电线路工程施工中，导地线挂线完毕后存在的质量问题是不易被发现的，因此，施工过程中发现问题必须及时处理，而现有导地线压接质量监测、管控手段已不能满足特高压输电工程大截面导线施工质量和工程管理的要求，在实际施工中，存在诸多管理难题，包括：导线压接多为高空压接，管理人员不易监测施工及测量过程；人工填写压接施工记录，易出现成数据读取或记录错误；人员素质及责任心差，不合格数据容易被恶意篡改，形成安全、质量隐患；数据无有效的追溯方法及渠道，一旦丢失，无法找回。

技术实现要素：

本发明的目的是设计一种导线压接质量监测装置及方法，通过智能设备监控导线压接施工过程，并能够自动读取和储存压接后尺寸数据，自动判定压后数据是否符合规范要求，从而保证压接施工过程标准规范，测量保存数据真实有效，实现压接过程标准化、智能化、精细化。

本发明的技术方案是：导线高空压接质量监测装置，其特征是：包括信息码生成器、施工app终端、管理app终端、网络交换机、蓝牙游标卡尺、视频摄像机和无线打印机，信息码生成器用于生成施工人员信息码和压接管信息码；施工app终端和蓝牙游标卡尺由施工人员携带至高空作业平台，施工app终端可以自动识别并自动录入施工人员信息码和压接管信息码；蓝牙游标卡尺用于测量压接后压接管尺寸，施工app终端与蓝牙游标卡尺之间通过蓝牙通讯无线传输数据，实现测量数据的自动读取、录入，并能够自动判别测量数据是否符合规范要求；网络交换机用于在工作现场形成无线局域网，实现塔上与塔下信息同步；视频摄像机设置在杆塔和高空作业平台上用于拍摄施工过程，视频摄像机带有无线传输功能；工作电源分别给网络交换机和视频摄像机供电；管理app终端由位于塔下的管理人员携带，可通过管理app终端实时查看塔上信息数据和观看高空压接施工过程；视频摄像机、施工app终端、管理app终端及无线打印机之间通过网络交换机形成的局域网以无线的方式传输数据；

所述信息码生成器为计算机客户端，所生成的人员信息码和压接管信息码为二维码；

所述信息码生成器为计算机客户端，所生成的人员信息码和压接管信息码为条形码；

所述视频摄像机为两台，一台为全局摄像机，夹持固定在杆塔的塔材上，架设后使其可以全局监控整个作业现场；另一台为局部摄像机，夹持固定在高空作业平台上，可细节观看正在作业的具体部位；

高空导线压接质量监测方法，包括以下步骤：

1)信息码生成器生成并打印出施工人员信息码和压接管信息码，施工人员信息码记录施工人员信息并由施工人员工作时携带，压接管信息码记录压接管压接前尺寸、生产厂家、生产日期、材质等相关信息并标识在压接管上；

2)施工人员携带施工app终端、蓝牙游标卡尺和视频摄像机上塔至高空作业平台，安装好视频摄像机；管理人员携带管理app终端、网络交换机、无线打印机至塔下打开并登陆管理app终端，开启网络交换机；

3)施工人员压接操作前，开启视频摄像机，打开并登陆施工app终端，扫描施工人员信息码和压接管信息码，并在施工app终端中输入作业点相关工程信息；

4)施工人员进行压接施工；

5)压接完成后，施工人员开启蓝牙游标卡尺的蓝牙传输功能，与施工app终端连接后开始进行压后数据测量，测量一组数据(一个线别数据为一组)后点击蓝牙游标卡尺上的“发送”键，数据自动同步至在施工app终端系统内；依次完成所有组别(所有线别)数据测量；

6)数据测量结束后施工人员点击施工app终端屏幕上的“判断”指令即可根据压前、压后数据判断压接质量是否符合标准要求，若不符合，则系统提示“数据不合格”，同时记录报警数据位置，该条数据记录标红显示；若符合标准要求，则记录存储数据；

7)施工人员点击施工app终端屏幕上的“数据上报”指令将测量数据以无线的方式同步传输至塔下的管理app终端系统内；

8)整个测量过程中，塔上视频摄像机拍摄的视频数据通过网络交换机以无线的方式传输并存储到塔下管理app终端；

9)塔下管理人员通过管理app终端生成施工记录表、质量评审表，并可通过无线打印机打印。

本发明的优点是：

有效的解决了输电线路耐张塔导线压接施工过程中遇到的多项问题，包括实现塔下管理人员对塔上压接及检测过程的实时监控，压接管在压接前后数据的自动测量且测量数据不可修改，对压接结果的智能判定及不合格预警，自动生成压接施工记录和质量评审表等；保证了管理人员对施工质量的高效掌控，实现了压接施工测量过程自动化、记录过程无线化、分析过程智能化，实现了标准化、规范化、精细化、智能化，从而全面提高了导线压接过程的管控水平。

附图说明

图1：导线压接结构示意图；

图2：本专利所述高空导线压接质量监测装置结构示意图；

图3：本专利所述高空导线压接质量监测方法流程图；

图中，1-导线，2-卡箍，3-钢芯，4-钢质压接管，5-铝质压接管，6-管理app终端，7-无线打印机，8-蓝牙游标卡尺，9-高空作业平台，10-局部摄像机，11-施工app终端，12-网络交换机，13-全局摄像机，14-杆塔，15-摄像机电源，16-交换机电源。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本专利进行详细说明。

如图1所示，压接管又称接续管，导线1压接所用的压接管包括铝质压接管5和钢质压接管4，压接时，将需要连接的导线1的接头处已剥露的钢芯3表面残留物全部清除后从钢质压接管4的一端管口穿入钢质压接管4内，钢锚端接头部分设置有相应的钢芯3并把该端的钢芯3从钢质压接管4的另一端管口穿入钢质压接管4内，再把两端接头的钢芯3通过钢质压接管4搭接或者对接，然后通过高压液压泵和模具把钢质压接管4挤压为六方；最后再把事先套在导线1上的铝质压接管5向钢锚端移动并到包覆在钢质压接管4外周，通过二次液压模压挤压铝质压接管5的两端，使铝质压接管5的两端分别与导线1和钢锚连接起来实现压接。两端的钢芯3在钢质压接管4内如果是搭接，导线端对于七股钢芯3应全部散开呈扁圆形，自钢质压接管4的管口一端下侧向内穿入后，钢锚端钢芯3从钢质压接管4的另一端管口穿入，直穿至两端钢芯3在钢质压接管4管口露出12mm为止；钢芯3在钢质压接管4内如果是对接时，钢锚端接头的钢芯3自钢质压接管4的管口一端穿入，保持穿入长度为钢质压接管4的管长度一半，导线端的剥露钢芯3以同样方式从钢质压接管4的另一端管口穿入，检查两侧钢芯3穿入长度应一致。

钢质压接管4作为承力部件保证了压接后的强度。钢质压接管4压接后的六方形对边的尺寸是评价压接质量的关键因素；铝质压接管5作为导电部件，也是评价压接质量的重要因素。

对于钢质压接管4，液压模压后对边距尺寸s(单位：mm)应满足：

s≤0.860d+0.2

压后对边距最小值s为：s＝0.860d-0.2

d——压接管实际外径(单位：mm)。

压接后六方形三个对边距只应有一个达到允许最大值，超过此规定时应更换钢模重压。压接后钢芯3应露出钢质压接管4端部3mm～5mm。铝质压接管5模压后，在两端导电的卡箍2部位检查是否与铝质压接管5贴合良好。施工前必须做相关的压接试件，经试验合格才能全线应用。

作为导线压接质量监测的关键是考核压接后钢质压接管4压接后的六方形的三个对边距尺寸，需要用游标卡尺准确测量，以前常规的做法是在高空现场通过目测手工测量、手工记录，施工完成后再人工核算压接强度、判定压接质量，对施工中的问题不能及时发现和处理，而且记录也有被人为修改的可能，容易形成责任事故，造成安全隐患。

如图2所示，本专利所述的高空导线压接质量监测装置包括信息码生成器、施工app终端11、管理app终端6、网络交换机12、蓝牙游标卡尺8、视频摄像机和无线打印机7；所述信息码生成器为带有信息码生成软件的计算机，信息码生成器生成施工人员信息码和压接管信息码；所生成的施工人员信息码和压接管信息码可以是二维码(2-dimensionalbarcode)，也可以是条形码(barcode)；施工人员信息码包含施工人员姓名、身份证号、压接作业操作证证件编号、证件有效期、岗位代号等相关信息；压接管信息码包含压接管型号、适用导线规格、供货厂商、编号、到货日期、材质、压前尺寸等相关信息；条形码(barcode)及二维条码/二维码(2-dimensionalbarcode)是可靠性高、输入快速、成本低的信息记录技术，具有自动收集信息功能。

施工app终端11和管理app终端6可以自动识读施工人员信息码和压接管信息码；施工app终端11和带蓝牙功能的蓝牙游标卡尺8由施工人员携带至高空作业平台9上，施工人员通过施工app终端11扫描施工人员随身携带的施工人员信息码和压接管信息码，用蓝牙游标卡尺8测量压接管压接后的六方形的三组对边距尺寸，蓝牙游标卡尺8与施工app终端11之间通过蓝牙连接，施工app终端11可与蓝牙游标卡尺8之间通过蓝牙通讯无线传输数据，蓝牙游标卡尺8自动读取所测量的数据通过无线的方式传送到施工app终端11中，实现测量数据的自动录入；对于其它测量数据，如压接管压接长度用其它测量工具测量，可手工录入到施工app终端11中。

视频摄像机设置在施工现场上用于拍摄施工过程，视频摄像机带有无线发送功能；所述视频摄像机为两台，一台为全局摄像机13，夹持安装在杆塔14的塔材上，架设后使其可以全局观测至整个作业现场；另一台为局部摄像机10，夹持固定在高空作业平台9上施工人员正在作业的部分附近，可细节观看正在作业的具体部位。在高空作业平台9和塔下地面上分别设置有工作电源，工作电源是由发电机产生的220v交流电源或者蓄电池，工作电源包括交换机电源16和摄像机电源15，交换机电源16置于地面并与网络交换机12连接，给网络交换机12供电；摄像机电源15置于高空作业平台9上，与视频摄像机连接，分别给局部摄像机10和全局摄像机13供电；网络交换机12用于在工作现场形成无线局域网，网络交换机12采用核心交换机通信，塔上、塔下通过无线局域网组网通信实现高空作业平台9上施工视频信息、测量数据与地面管理app终端6系统内的信息同步，可实现高空作业平台9上的视频信息的实时传输，在遇到错误时，可进行紧急保存，供回放查看视频信息。

管理app终端6由位于塔下的管理人员携带，可实时监测高空作业平台9上施工人员的施工情况；视频摄像机(包括全局摄像机13和局部摄像机10)、施工app终端11与管理app终端6之间通过网络交换机12形成的无线局域网以无线的方式传输数据；施工app终端11和管理app终端6可根据测量的数据自动生成施工记录和质量评审表，施工app终端11、管理app终端6分别与无线打印机7通过网络交换机12形成的局域网连接，可实时打印所生成施工记录表、质量评审表。

在本实施例中，考虑到易用性和跨平台性，施工app终端11和视频摄像机采用基于安卓5.0系统开发；施工app终端11屏幕大小在5寸左右，可使用常规的手持pda终端，既符合设计需要，也满足高空施工作业的便利性；蓝牙游标卡尺8通信采取蓝牙4.0方案，一键发送数据，直接发送至到采集端设备；考虑到视频的清晰度和传输的流畅性，摄像头采用1080p、720p两种可调节分辨率。

如图3所示，高空导线压接质量监测方法，包括以下步骤：

1)信息码生成器生成并打印出施工人员信息码和压接管信息码，施工人员信息码记录施工人员信息并由施工人员工作时携带，压接管信息码记录压接管尺寸、生产厂家、生产日期、材质等相关信息并标识在压接管上；信息码生成器与施工app终端11和管理app终端6匹配，施工app终端11和管理app终端6可以自动读取和自动识别施工人员信息码和压接管信息码；

2)施工人员携带施工app终端11、蓝牙游标卡尺8、全局摄像机13、局部摄像机10上塔至高空作业平台9，高空作业平台9上设置有摄像机电源15，摄像机电源15分别与局部摄像机10和全局摄像机13供电；在高空作业平台9上安装好局部摄像机10，使局部摄像机10能拍摄到压接时压接现场，用于监控压接细节，主要监控压模情况及压接数据的测量过程，对施工人员导线压接施工全过程进行监控，在后续质量检查过程中有据可查；在高空作业平台9上部适当高度的杆塔14的塔材上安装好全局摄像机13，使全局摄像机13可以拍摄到整个高空作业平台9，用于监控施工全景；管理人员携带管理app终端6、网络交换机12、网络交换机电源16及无线打印机7至塔下打开并登陆管理app终端6，交换机电源16给网络交换机供电，开启网络交换机12形成无线局域网；

3)施工人员压接施工操作前，开启上述两台视频摄像机，打开并登陆施工app终端11，登陆成功后，扫描施工人员信息码和压接管信息码，并在施工app终端11中输入作业点相关工程信息，如杆塔编号、相别、线别、级别等；如登陆不成功返回重新登陆；

4)施工人员进行现场施工压接；

5)压接完成后，施工人员开启蓝牙游标卡尺8的蓝牙功能，与施工app终端11连接后开始进行压后测量压接后的六方形的三组对边距尺寸，测量一组数据(一个线别数据为一组)后点击蓝牙游标卡尺8的“发送”键，数据自动同步至在施工app终端11；施工人员可使用其它量具如钢卷尺完成压接长度实测并手动输入至在施工app终端11中；依次完成所有组别(所有线别)数据测量；

6)数据测量结束后施工人员点击施工app终端11屏幕上的“判断”指令即可根据压前、压后数据判断压接质量是否符合标准要求，若不符合，则系统提示“数据不合格”，同时记录报警数据位置，该条数据记录标红显示；若符合标准要求，则记录存储数据；

7)施工人员点击施工app终端11屏幕上的“数据上报”指令则可将测量数据以无线的方式同步传输至塔下的管理app终端6系统内；

8)整个测量过程之中，塔上视频摄像机拍摄的视频数据通过网络交换机12以无线的方式传输并存储到塔下管理app终端6；

9)塔下管理人员通过管理app终端6生成施工记录表和质量评审表，并可通过无线打印机7打印出来。