一种用于直流融冰的导线短接联控结构的制作方法

本发明涉及一种直流融冰装置，尤其涉及一种用于直流融冰的导线短接联控结构，属于输电设备技术领域。

背景技术：

输电线路是电力系统中必不可少的重要组成部分,其承担着输送和分配电能的任务,保证输电线路平稳运行是维持好社会和经济发展的重要条件之一。然而现状是输电线路绝大部分处于野外环境中,没有专门的保护措施,各种自然因素都可能对其造成损害,线路覆冰就是其中的一种。

线路覆冰可能诱发导线过载和导线舞动,引起的导线断线、金具损伤、杆塔破坏,甚至输电线路连续倒塌等事故时有发生，对电网产生重大损害,构成了巨大的威胁。近30年以来,大规模覆冰事故在全国各地时有发生,其中最为严重的有2008年初的冰雪灾害,严重损害了南方数省的电网运行。而现存的直流融冰导线端接装置进行手动控制，费时费力且操作相困难。采用移动式直流融冰导线端接装置则需要考虑地形因素的限制。

目前，开发一种高效、快速的直流融冰导线短接联控系统以保证输电线路稳定运行已是输电线路运行维护领域急需解决的课题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于直流融冰的导线短接联控结构，它是一种结构相对简单，安全可靠，针对覆冰环境下的杆塔进行导线短接，并能够利用该系统完成直流融冰工作，有效的解决了上述存在的问题。

本发明的技术方案为：一种用于直流融冰的导线短接联控结构，它包括三套短接操控装置、短接联控装置和结构反馈装置，所述短接操控装置包括第一曲臂弯曲装置、第二曲臂弯曲装置、触头短接装置和固定连接装置，固定连接装置固定在输电铁塔上，第二曲臂弯曲装置通过第一曲臂弯曲装置与固定连接装置连接，触头短接装置连接在第二曲臂弯曲装置的端部，所述短接操控装置用于推动整个装置在输电铁塔上进行直流融冰的导线短接工作，短接联控装置用于控制短接操控装置的自动运行，结构反馈装置用于监视反馈短接操控装置的运行状态。

所述固定连接装置包含有主安装台、固定圆盘、固定螺栓、隔离绝缘子、棒芯和支撑柱，所述固定圆盘通过固定螺栓安装在主安装台上，主安装台连接到铁塔上，隔离绝缘子安装在棒芯上，棒芯与固定圆盘相连接，并与支撑柱进行插入式连接为整体系统提供支持力。

所述第一曲臂弯曲装置包含有支撑板、转轴固定块、摆臂、固定轴、第一杆臂固定轴、固定u型套环、一号连接杆、连接轴、二号连接杆、铰支座、推杆控制头、推杆、线盘、绞线、内置减速器、电动机、转子和第一曲臂，所述转轴固定块固定在支撑板两侧，支撑板固定连接在支撑柱的顶端上，固定轴通过摆臂下连接孔将摆臂和两侧的转轴固定块连接，摆臂上部通过摆臂上连接孔与第一杆臂固定轴固定，固定u型套环包裹在第一杆臂固定轴上，防止第一杆臂固定轴产生轴向位移，固定u型套环下部包裹在固定轴上，但保持固定轴可以进行转动，一号连接杆一端固定在固定u型套环上，一端通过连接轴与二号连接杆铰接，连接轴可以使一号连接杆和二号连接杆在垂直面运动，二号连接杆底部与铰支座铰接，推杆控制头与连接轴铰接，推杆推动推杆控制头在水平方向运动，带动二号连接杆、一号连接杆和固定u型套环在铅锤方向运动从而使第一曲臂产生弯曲运动，绞线通过连接孔与推杆连接，缠绕并固定在在线盘上，电动机安装内置减速器控制转子的转速，第一曲臂下部与第一杆臂固定轴连接，上部与第二曲臂弯曲装置连接，电动机连接到主安装台上。

所述第二曲臂弯曲装置包含有第一u型固定板、承托板、电动推杆、电动推杆连接头、第二u型固定板、转轴、u型摆臂、限位环、曲臂限位杆、u型摆臂连接杆、第二曲臂固定转盘和第二曲臂，所述第一u型固定板固定连接在第一曲臂的端部，第一u型固定板与第二u型固定板通过转轴铰接，承托板固定在第一u型固定板上侧用来支撑和固定电动推杆，电动推杆连接头一端连接电动推杆另一端连接u型摆臂连接杆，第二u型固定板最下端通过曲臂限位杆连接，控制第二u型固定板最大旋转角度，u型摆臂安装在转轴中心位置，电动推杆推动电动推杆连接头，u型摆臂连接杆带动u型摆臂在铅垂面转动，第二曲臂固定转盘与转轴相连，安装在第二u型固定板的侧面，利用限位环固定孔将限位环安装在第二u型固定板上部，第二曲臂穿过限位环并安装在第二曲臂固定转盘，限位环用来约束第二曲臂的运动轨迹。

所述挡触头短接装置6包含有h型触头、弹簧、滑块、触头衔接扣、触头承托台和引流导线，所述触头承托台固定连接在第二曲臂的端部上，h型触头两部分通过触头衔接扣铰接，h型触头上部采用平滑张口利于抓取导线，弹簧安装在h型触头下侧，当h型触头与导线短接时为h型触头提供抓附力，滑块安装在触头承托台并与h型触头下端相连，触头承托台设置凹槽，可供h型触头下侧滑动，滑块与引流导线相连用来进行引导短路电流，导线布置在第二曲臂内部并从第二曲臂固定转盘引出，并通过安装在输电铁塔横担上的横担绝缘子与上下层的第二曲臂固定转盘处进行引流导线的三相相互连接。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，采用本发明的技术方案，本发明是集机电一体化、机械传动等技术之结合，与现有的导线短接技术相比有以下优势：

1.可实现自动化操作，短接速度快，节时省力；

2.联控短接技术可实现多条线路相互短接；

3.自动化程度高，避免施工人员爬塔作业，确保施工人员的生命安全；

4.延长曲臂的尺寸，可对不同类型输电铁塔进行导线短接；

5.对系统结构进行安全预警；

6.结构简单合理，性能可靠，维修方便，制作难度低。

附图说明

图1为本发明在输电铁塔上的安装示意图；

图2为本发明的短接操控装置结构示意图；

图3为本发明的第一曲臂弯曲装置结构示意图；

图4为本发明的固定连接装置结构示意图；

图5为本发明的第二曲臂弯曲装置结构示意图一；

图6为本发明的第二曲臂弯曲装置结构示意图二；

图7为本发明的触头短接装置结构示意图；

图8为本发明的短接联控装置电路图；

图9为本发明的结构反馈装置原理流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照本说明书附图对本发明作进一步的详细描述。

实施例1：如附图1～9所示，一种用于直流融冰的导线短接联控结构，它包括三套短接操控装置1、短接联控装置和结构反馈装置，所述短接操控装置1包括第一曲臂弯曲装置4、第二曲臂弯曲装置5、触头短接装置6和固定连接装置7，固定连接装置7固定在输电铁塔上，第二曲臂弯曲装置5通过第一曲臂弯曲装置4与固定连接装置7连接，触头短接装置6连接在第二曲臂弯曲装置5的端部，所述短接操控装置1用于推动整个装置在输电铁塔上进行直流融冰的导线短接工作，短接联控装置用于控制短接操控装置1的自动运行，结构反馈装置用于监视反馈短接操控装置1的运行状态。

第一曲臂弯曲装置4、第二曲臂弯曲装置5提供上升、弯曲的动力，控制系统运动来获取最佳位置，保证整个系统能在输电铁塔上进行导线端接工作。

进一步的，固定连接装置7包含有主安装台48、固定圆盘49、固定螺栓50、隔离绝缘子51、棒芯52和支撑柱53，所述固定圆盘49通过固定螺栓50安装在主安装台48上，主安装台48连接到铁塔上，隔离绝缘子51安装在棒芯52上，棒芯52与固定圆盘49相连接，并与支撑柱53进行插入式连接为整体系统提供支持力。

进一步的，第一曲臂弯曲装置4包含有支撑板8、转轴固定块9、摆臂10、固定轴13、第一杆臂固定轴14、固定u型套环15、一号连接杆16、连接轴17、二号连接杆18、铰支座19、推杆控制头20、推杆21、线盘22、绞线23、内置减速器24、电动机25、转子26和第一曲臂28，所述转轴固定块9固定在支撑板8两侧，支撑板8固定连接在支撑柱53的顶端上，固定轴13通过摆臂下连接孔12将摆臂10和两侧的转轴固定块9连接，摆臂10上部通过摆臂上连接孔11与第一杆臂固定轴14固定，固定u型套环15包裹在第一杆臂固定轴14上，防止第一杆臂固定轴14产生轴向位移，固定u型套环15下部包裹在固定轴13上，但保持固定轴13可以进行转动，一号连接杆16一端固定在固定u型套环15上，一端通过连接轴17与二号连接杆18铰接，连接轴17可以使一号连接杆16和二号连接杆18在垂直面运动，二号连接杆18底部与铰支座19铰接，推杆控制头20与连接轴17铰接，推杆21推动推杆控制头20在水平方向运动，带动二号连接杆18、一号连接杆16和固定u型套环15在铅锤方向运动从而使第一曲臂28产生弯曲运动，绞线23通过连接孔27与推杆21连接，缠绕并固定在在线盘22上，电动机25安装内置减速器24控制转子26的转速，第一曲臂28下部与第一杆臂固定轴14连接，上部与第二曲臂弯曲装置5连接，电动机25连接到主安装台48上。

进一步的，第二曲臂弯曲装置5包含有第一u型固定板29、承托板30、电动推杆31、电动推杆连接头32、第二u型固定板33、转轴34、u型摆臂35、限位环36、曲臂限位杆38、u型摆臂连接杆39、第二曲臂固定转盘40和第二曲臂41，所述第一u型固定板29固定连接在第一曲臂28的端部，第一u型固定板29与第二u型固定板33通过转轴34铰接，承托板30固定在第一u型固定板29上侧用来支撑和固定电动推杆31，电动推杆连接头32一端连接电动推杆31另一端连接u型摆臂连接杆39，第二u型固定板33最下端通过曲臂限位杆38连接，控制第二u型固定板33最大旋转角度，u型摆臂35安装在转轴34中心位置，电动推杆31推动电动推杆连接头32，u型摆臂连接杆39带动u型摆臂35在铅垂面转动，第二曲臂固定转盘40与转轴34相连，安装在第二u型固定板33的侧面，利用限位环固定孔37将限位环36安装在第二u型固定板33上部，第二曲臂41穿过限位环36并安装在第二曲臂固定转盘40，限位环36用来约束第二曲臂41的运动轨迹。

进一步的，挡触头短接装置6包含有h型触头42、弹簧43、滑块44、触头衔接扣45、触头承托台46和引流导线47，所述触头承托台46固定连接在第二曲臂41的端部上，h型触头42两部分通过触头衔接扣45铰接，h型触头42上部采用平滑张口利于抓取导线，弹簧43安装在h型触头42下侧，当h型触头42与导线短接时为h型触头42提供抓附力，滑块44安装在触头承托台46并与h型触头42下端相连，触头承托台46设置凹槽，可供h型触头42下侧滑动，滑块44与引流导线47相连用来进行引导短路电流，导线47布置在第二曲臂41内部并从第二曲臂固定转盘40引出，并通过安装在输电铁塔横担上的横担绝缘子与上下层的第二曲臂固定转盘40处进行引流导线47的三相相互连接。

进一步的，短接联控装置用于操控短接操控装置1，实现输电铁塔上进行直流融冰的导线短接工作。

短接联控装置包括一号电动机55、二号电动机56、三号电动机57、第一热继电器58、第二热继电器59、第三热继电器60、一号接触器主触点61、二号接触器主触点62、三号接触器主触点63、主电路保护熔断器64、电源开关65、工作指示灯66、副电路保护熔断器67、热继电器辅助常闭触点68、一号电动机正转启动按钮69、一号正转联锁触点70、一号正转接触器线圈71、一号正转自锁触点72、一号电动机反转启动按钮73、一号反转联锁触点74、一号反转接触器线圈75、一号反转自锁触点76、二号电动机正转启动按钮77、二号正转联锁触点78、二号正转接触器线圈79、一号正转自锁触点80、二号电动机反转启动按钮81、二号反转联锁触点82、二号反转接触器线圈83、二号反转自锁触点84、三号电动机正转启动按钮85、三号正转联锁触点86、三号正转接触器线圈87、三号正转自锁触点88、三号电动机反转启动按钮89、三号反转联锁触点90、三号反转接触器线圈91和三号反转自锁触点92。

第一热继电器58、第二热继电器59、第三热继电器60保护电动机不承受过载电流。主电路保护熔断器64对主电路进行短路保护，副电路保护熔断器67对副电路进行短路保护，热继电器辅助常闭触点68对电动机起过载保护作用，电源开关65起电源隔离作用。工作指示灯66用于观察电动机是否处于工作状态。

按下电源开关65使主电路通电，按下一号电动机正转启动按钮69先分断一号反转联锁触点74以联锁一号反转接触线圈75，一号正转接触器线圈71得电，一号接触器主触点61闭合，为电动机引入电源，一号电动机55正转。一号正转自锁触点72的自锁作用保证一号电动机55连续正转。按下一号电动机反转启动按钮73先分断一号正转联锁触点70以联锁一号正转接触线圈71，一号反转接触器线圈75得电，一号接触器主触点61闭合，为电动机引入电源，一号电动机55反转。一号反转自锁触点76的自锁作用保证一号电动机55连续反转。

按下二号电动机正转启动按钮77先分断二号反转联锁触点82以联锁二号反转接触线圈83，二号正转接触器线圈79得电，二号接触器主触点62闭合，为电动机引入电源，二号电动机56正转。二号正转自锁触点80的自锁作用保证一号电动机56连续正转。按下二号电动机反转启动按钮81先分断二号正转联锁触点78以联锁二号正转接触线圈79，二号反转接触器线圈75得电，二号接触器主触点62闭合，为电动机引入电源，二号电动机56反转。二号反转自锁触点84的自锁作用保证二号电动机56连续反转。

按下三号电动机正转启动按钮85先分断三号反转联锁触点90以联锁三号反转接触线圈91，三号正转接触器线圈87得电，三号接触器主触点63闭合，为电动机引入电源，三号电动机57正转。三号正转自锁触点88的自锁作用保证三号电动机57连续正转。按下三号电动机反转启动按钮89先分断三号正转联锁触点86以联锁三号正转接触线圈87，三号反转接触器线圈91得电，三号接触器主触点63闭合，为电动机引入电源，三号电动机57反转。三号反转自锁触点92的自锁作用保证三号电动机57连续反转。

结构反馈装置用于监测覆冰导线位置以便于该系统进行导线短接工作及整个系统的结构安全性检测回馈。

结构反馈装置包括可视相机93、应力传感器94、加速度传感器95、信号收集装置96、报警装置97、信号处理模块98。

可视相机93安装在第二u型固定板33上部，用来监测覆冰导线的位置，便于控制整个系统对导线实施精确的短接工作。应力传感器94和加速度传感器95安装在第一曲臂28和支撑柱53上以便于监测系统重要位置的应力值和加速度值，信号收集模块96收集应力值与加速度值，并传输给信号处理模块98，当系统应力值及加速度值超过设计范围，传送给报警装置97并发出报警信号，确保系统安全稳定运行。

本发明的工作过程为：

首先将系统各个构件安装连接完好，通过主安装台固定在输电铁塔的侧面。启动电动机控制第一曲臂弯曲装置在铅垂面运动，调整合适的位置。启动电动推杆控制第一曲臂弯曲装置在铅垂面运动，依靠结构反馈装置的可是相机调整合适位置。联合操控电动机和电动推杆，将触头短接装置与覆冰导线进行短接。依靠短接联控装置进行三条线路相互之间的短接工作。当存在风荷载时，根据结构反馈装置调控结构形态确保系统安全运行。

下面以鼓型输电铁塔为例，利用图1-9简述短接操控装置1、短接联控装置和结构反馈装置的工作过程：

首先将系统各个构件安装连接完好，通过主安装台固定在输电铁塔的侧面。启动电源。依靠可视相机93监测覆冰导线位置。启动电动机正转按钮控制第一曲臂弯曲装置4在铅垂面运动，转子26带动线盘22转动，绞线23缠绕在线盘23上并拉动推杆21。推杆21推动推杆控制头20在水平方向运动，此时推杆控制头20拉动连接轴17向下运动。连接轴17可以使一号连接杆16、二号连接杆18绕铰支座19在垂直面运动。摆臂10上部通过摆臂上连接孔11与第一杆臂固定轴14固定，固定u型套环15包裹第一杆臂固定轴14带动第一曲臂28通过摆臂下连接孔12在固定轴13转动。第一曲臂28转动角度不超过90度。启动电动机反转按钮控制第一曲臂弯曲装置4在铅垂面运动，电动机反转释放绞线23，第一曲臂弯曲装置4依靠重力作用向下运动。控制第一曲臂弯曲装置4在合适位置时停止电动机工作。

启动电动推杆控制第二曲臂弯曲装置5在铅垂面运动，电动推杆31伸长时电动推杆连接头32推动u型摆臂连接杆39，u型摆臂连接杆39带动转轴34发生转动。第二曲臂固定转盘40与转轴34相连，安装在第二u型固定板33的侧面。转轴34转动带动第二曲臂固定转盘40在铅垂面发生转动，利用限位环固定孔37将限位环36安装在第二u型固定板33上部，第二曲臂41穿过限位环36并安装在第二曲臂固定转盘40，当第二曲臂41转动时，限位环36可以控制第二曲臂41的最大旋转角度。利用电动推杆31收缩和自身重力完成第二曲臂弯曲装置5回转运动，第二u型固定板33最下端通过曲臂限位杆38连接，控制第二u型固定板33最大回转角度。调整第一曲臂弯曲装置4和第二曲臂弯曲装置5旋转运动，找到覆冰导线短接最佳位置。

当h型触头42与导线短接时，触头承托台46在凹槽滑动，弹簧43处于拉伸状态，利用弹力将覆冰导线固定在h型触头42内部。滑块44与引流导线47相连并从第二曲臂固定转盘40引出，通过安装在输电铁塔横担上的横担绝缘子54与第二曲臂固定转盘40处进行引流导线47的相互连接。通过控制短接联控装置2实现电机与电动推杆的启动与关闭控制短接操控装置1对覆冰导线短接。应力传感器94和加速度传感器95监测系统重要位置的应力值和加速度值，信号收集模块96收集应力值与加速度值，并传输给信号处理模块98，当系统应力值及加速度值超过设计范围，传送给报警装置97并发出报警信号，确保系统安全稳定运行。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。