一种具有实时测力功能的导线卡线器的制作方法

1.本发明涉及架空输电线路导线张力架线施工的技术领域，具体涉及一种具有实时测力功能的导线卡线器。


背景技术：

2.架空输电线路张力放线是指利用牵引机、张力机、放线滑车等施工机具展放导线，使其在展放过程中离开地面和障碍物呈架空状态的放线方法。张力放线及随后开展的紧线、挂线、附件安装等各项作业的施工方法合并统称为张力架线。其中紧线施工是架空输电线路张力架线施工的重要环节，同时也是张力架线施工工艺的重要组成部分。
3.张力放线后，导线已展放到输电线路铁塔上，需要通过紧线施工，使导线弧垂满足设计运行要求。张力放线结束后应尽快紧线。紧线施工中通常借助紧线操作塔和锚固塔配合临锚拉线实现。具体操作时，通过卡线器、滑轮、卸扣以及临锚拉线与导线紧固连接，以机动绞磨或手扳葫芦拉动临锚拉线，从而实现导线的逐渐收紧，最终达到设计弧垂要求。现有技术中，紧线施工面临的主要问题有：(1)弧垂测量是使用经纬仪或全站仪在塔下特定位置进行人工观测，需要塔上紧线人员和塔下观测人员反复沟通，导致紧线施工繁琐；(2)由于需要在特定位置人工观测弧垂，易受植被、障碍物等遮挡，尤其是在山区等地形复杂地区通视条件不佳，观测点位选取困难；(3)人工观测弧垂需要良好的气象条件，雨、雾等不利气象条件将严重影响紧线施工作业。这些问题的存在主要是因为借助临锚拉线紧线过程中无法测量导线张力和导线弧垂。


技术实现要素：

4.为了解决传统借助临锚拉线紧线过程中无法测量导线张力和导线弧垂的问题，本发明提出了一种具有实时测力功能的导线卡线器，包括卡线器锁紧结构、旋转测力结构和集成传感器模块结构；
5.所述卡线器锁紧结构与所述旋转测力结构固定连接；
6.所述集成传感器模块结构设置于所述卡线器锁紧结构与所述旋转测力结构上；
7.导线安装过程中，所述导线夹设于所述卡线器锁紧结构内，所述卡线器锁紧结构基于所述导线的张力对所述旋转测力结构产生拉力和倾角，所述集成传感器模块结构对所述拉力和倾角进行测量。
8.优选的，所述旋转测力结构包括依次活动连接的旋转连接插头、旋转连接套筒、旋转连接轴和测力连接体；
9.所述旋转连接插头与所述卡线器锁紧结构活动连接；
10.所述集成传感器模块结构设置于所述卡线器锁紧结构与所述测力连接体上。
11.优选的，所述旋转连接插头呈槽状结构；
12.所述旋转连接套筒均呈筒状结构；
13.所述旋转连接套筒的开口端与所述旋转连接插头螺纹连接。
14.优选的，所述旋转连接轴一端与所述旋转连接套筒转动连接，另一端与所述测力连接体螺纹连接。
15.优选的，所述旋转测力结构还包括推力圆柱滚子轴承；
16.所述推力圆柱滚子轴承设置于所述旋转连接轴与所述旋转连接套筒之间；
17.所述旋转连接轴与所述旋转连接套筒基于所述推力圆柱滚子轴承转动连接。
18.优选的，所述旋转测力结构还包括两个轴用弹性挡圈；
19.所述两个轴用弹性挡圈分别抵接于所述推力圆柱滚子轴承两端；
20.所述两个轴用弹性挡圈分别固定于所述旋转连接轴或所述旋转连接套筒上。
21.优选的，所述集成传感器模块结构包括一个集成无线拉力传感器模块和两个集成无线倾角传感器模块；
22.所述集成无线拉力传感器模块设置于所述测力连接体内部；
23.所述两个集成无线倾角传感器模块分别设置于所述测力连接体和所述卡线器锁紧结构上。
24.优选的，所述集成无线拉力传感器模块包括无线拉力传感器。
25.优选的，所述集成无线倾角传感器模块包括倾角传感器。
26.优选的，所述测力连接体为两个半壳结构组装成的壳体结构；
27.所述半壳结构为具有开口的筐状结构；
28.所述集成无线拉力传感器模块的两端分别与所述两个半壳结构固定连接。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
30.本发明提供了一种具有实时测力功能的导线卡线器，包括卡线器锁紧结构、旋转测力结构和集成传感器模块结构；所述卡线器锁紧结构与所述旋转测力结构固定连接；所述集成传感器模块结构设置于所述卡线器锁紧结构与所述旋转测力结构上；导线安装过程中，所述导线夹设于所述卡线器锁紧结构内，所述卡线器锁紧结构基于所述导线的张力对所述旋转测力结构产生拉力和倾角，所述集成传感器模块结构对所述拉力和倾角进行测量。本发明通过在卡线器锁紧结构上安装旋转测力结构和集成传感器模块结构，使导线卡线器对导线张力和倾角进行测量，从而通过计算得出导线弧垂，即可以避免弧垂观测影响，降低紧线施工难度，又可提高紧线施工效率。
附图说明
31.图1为本发明的具有实时测力功能的导线卡线器的正视结构示意图；
32.图2为本发明的具有实时测力功能的导线卡线器的俯视结构示意图；
33.图3为本发明的旋转测力结构的俯视结构示意图；
34.图4为本发明的旋转测力结构的正视结构示意图；
35.图5为图4的a-a剖视结构示意图；
36.图6为本发明的卡线器锁紧结构为工作锁紧极状态限位置的结构示意图；
37.图7为本发明的卡线器锁紧结构为非工作松弛状态极限位置的结构示意图；
38.图8为本发明的上夹嘴的整体结构示意图；
39.图9为本发明的下夹嘴的整体结构示意图；
40.图10为本发明的压板的整体结构示意图；
41.图11为本发明的拉板的整体结构示意图；
42.图12为本发明的卡线器本体的整体结构示意图；
43.图13为本发明的保险钩的整体结构示意图；
44.图14为本发明的具有实时测力功能的导线卡线器的工作状态示意图。
45.其中，1、旋转连接插头；2、旋转连接套筒；3、旋转连接轴；4、测力连接体；5、推力圆柱滚子轴承；6、轴用弹性挡圈；7、无线拉力传感器；8、倾角传感器；9、上夹嘴；10、下夹嘴；11、压板；12、拉板；13、卡线器本体；14、保险钩。
具体实施方式
46.本发明公开了一种具有实时测力功能的导线卡线器，该装置在卡线器锁紧结构上安装旋转测力结构和集成传感器模块结构，使导线卡线器对导线张力和倾角进行测量，从而通过计算得出导线弧垂，即可以避免弧垂观测影响，降低紧线施工难度，又可提高紧线施工效率。
47.实施例：
48.在张力架线前可以先测量输电铁塔档距、导线水平张力和垂直张力，通过力学计算方法计算出导线弧垂，这样即避免弧垂观测影响，降低紧线施工难度，又可提高紧线施工效率。针对传统借助临锚拉线紧线过程中无法测量导线张力的不足，本实施例提供了一种具有实时测力功能的导线卡线器，用于张力架线施工中导线张力的测量，进而获得导线水平张力和垂直张力。本装置同样可用于地线架设施工中地线张力的测量。
49.一种具有实时测力功能的导线卡线器，如图1和图2所示，包括卡线器锁紧结构、旋转测力结构和集成传感器模块结构；卡线器锁紧结构与旋转测力结构固定连接；集成传感器模块结构设置于卡线器锁紧结构与旋转测力结构上；导线安装过程中，导线夹设于卡线器锁紧结构内，卡线器锁紧结构基于导线的张力对旋转测力结构产生拉力和倾角，集成传感器模块结构对拉力和倾角进行测量。
50.旋转测力结构，如图3、图4和图5所示，包括依次活动连接的旋转连接插头1、旋转连接套筒2、旋转连接轴3和测力连接体4；旋转连接插头1与卡线器锁紧结构活动连接；集成传感器模块结构设置于卡线器锁紧结构与测力连接体4上。旋转连接插头1呈槽状结构；旋转连接套筒2均呈筒状结构；旋转连接套筒2的开口端与旋转连接插头1螺纹连接。旋转连接轴3一端与旋转连接套筒2转动连接，另一端与测力连接体4螺纹连接。
51.旋转测力结构还包括推力圆柱滚子轴承5，如图5所示；推力圆柱滚子轴承5设置于旋转连接轴3与旋转连接套筒2之间；旋转连接轴3与旋转连接套筒2基于推力圆柱滚子轴承5转动连接。推力圆柱滚子轴承5工作原理的巧妙运用，使得旋转测力结构具有释放导线沿着轴线方向扭矩的能力，避免了集成传感器模块结构在空间位置扭转对导线轴向张力与铅锤方向角度测量的影响。旋转测力结构设计巧妙，可以实现导线锁紧结构与临锚拉线的紧固连接，同时推力圆柱滚子轴承5具有沿导线轴向扭矩释放的能力。
52.旋转测力结构还包括两个轴用弹性挡圈6，如图5所示；两个轴用弹性挡圈6分别抵接于推力圆柱滚子轴承5两端；两个轴用弹性挡圈6分别固定于旋转连接轴3或旋转连接套筒2上。
53.旋转测力结构的具体结构为：旋转连接插头1一端通过销轴与卡线器锁紧结构连
接，另一端设置有外螺纹，旋转连接套筒2的其中一端设置有内螺纹，旋转连接插头1设置有外螺纹的端部与旋转连接套筒2通过螺纹固定连接，旋转连接插头1的槽宽度根据卡线器锁紧结构规格确定；旋转连接套筒2另一端通过一组推力圆柱滚子轴承5与旋转连接轴3相连，目的是可以承受轴向载荷的同时可以带动旋转连接插头1沿旋转连接轴3的轴向转动，释放导线卡线器工作过程中导线沿着轴线方向的扭矩；轴用弹性挡圈6设置为两个，分别卡接于推力圆柱滚子轴承5的两端；旋转连接轴3上加工有固定推力圆柱滚子轴承5的轴肩与安装轴用弹性挡圈6的卡槽，用来实现轴承的轴向定位功能；旋转连接轴3的端部设置有外螺纹，测力连接体4一端通过内螺纹与旋转连接轴3连接，另一端延伸有安装板，安装板上开设有通孔，测力连接体4通过通孔与卸扣连接。
54.集成传感器模块结构包括一个集成无线拉力传感器模块和两个集成无线倾角传感器模块，如图1和图5所示；集成无线拉力传感器模块设置于测力连接体4内部；两个集成无线倾角传感器模块分别设置于测力连接体4和卡线器锁紧结构上。每组传感器模块都包含信号传输、天线以及电池等部件。
55.集成无线拉力传感器模块包括无线拉力传感器7。无线拉力传感器7与测力连接体4集成到一起，结构轻巧，使用方便。集成无线倾角传感器模块包括倾角传感器8，连接形式简单，实时监测导线轴向拉力在施工过程中的倾角变化情况。无线拉力传感器7与倾角传感器8的组合使用，可以巧妙的计算张力紧线过程中导线的水平张力，进而控制导线弧垂，降低了架空输电线路张力紧线环节施工难度，提高工程工作效率。无线拉力传感器7集成在在测力连接体4内部，用来实时测量使用过程中导线轴向拉力f1轴向；第一个倾角传感器8安装在测力连接体4上平面，用来测量拉力传感器在紧线过程中的拉力与水平方向的倾角a；第二个倾角传感器8安装在卡线器锁紧结构下平面，用来测量卡线器使用过程中导线轴向拉力与旋转测力结构轴向拉力的倾角b；通过计算可推导紧线施工过程中自由段导线的水平张力f1水平：f1水平＝f1轴向
×
sin(a)，被夹段导线的轴向张力f2轴向：如图14所示。
56.本实施例中测力连接体4为两个半壳结构组装成的壳体结构，如图5所示；半壳结构为具有开口的筐状结构；无线拉力传感器7的两端分别与两个半壳结构固定连接。测力连接体4的两端受到拉力时，位于测力连接体4内部的无线拉力传感器7同时受到拉力，进而对导线的张力进行测量。
57.卡线器锁紧结构采用四连杆机构型式，如图6和图7所示，由上夹嘴9、下夹嘴10、压板11、拉板12、卡线器本体13以及保险钩14等零部件组成，上夹嘴9和下夹嘴10均为板状结构，如图8和图9所示，且下夹嘴10上设置有多个供保险钩14卡接的卡接柱。保险钩14为端部设置有钩型部的板状结构，如图13所示，且与上夹嘴9通过销轴转动连接，当保险钩14与卡接柱卡接时，上夹嘴9和下夹嘴10保持锁紧状态。拉板12为条型板状结构，如图11所示，拉板12、上夹嘴9和下夹嘴10依次设置，均通过销轴与压板11连接，且拉板12和上夹嘴9均通过销轴与卡线器本体13活动连接，下夹嘴10通过螺栓孔采用螺栓紧固的连接方式与卡线器本体13固定连接，本实施例中保险钩14、上夹嘴9和压板11共用同一销轴，且压板11为板状解耦股，如图10所示。卡线器本体13为板状结构，且卡线器本体13上开设有弧形槽和直形槽，如图12所示，上夹嘴9通过销轴穿设于弧形槽内，与卡线器本体13连接；拉板12通过销轴穿设
于直形槽内，与卡线器本体13连接。卡线器锁紧结构的极限位置分为工作锁紧极状态限位置和非工作松弛状态极限位置。卡线器锁紧结构工作时，通过上夹嘴9、下夹嘴10夹紧导线，并通过保险钩14保持锁紧状态，防止上夹嘴9、下夹嘴10松动，压板11可以带动上夹嘴9沿着卡线器本体13上的弧形槽做往复运动，压板11可以带动拉板12沿着卡线器本体13上的直形槽做往复运动，当旋转测力结构带动拉板12受力时可以依靠上夹嘴9下夹嘴10和保险钩14三者组成的整体结构、压板11、拉板12和卡线器本体13四者组成的连杆机构，将导向的轴向拉力传递到与旋转测力结构相连接的位置。
58.旋转连接插头1上开设有转动通孔；拉板12与卡线器主体连接的销轴穿设于转动通孔内，使拉板12与旋转连接插头1转动连接，且旋转连接插头1随拉板12沿卡线器主体上的直形槽滑动。卡线器锁紧结构与旋转测力结构之间的连接形式简单，连接稳固。
59.将旋转连接插头1朝向上夹嘴9和下夹嘴10方向推动，可打开保险钩14，进而打开上夹嘴9和下夹嘴10，使导线从侧面放入，拉紧旋转连接插头1后上夹嘴9、下夹嘴10可靠夹持导线。
60.本发明的具有实时测力功能的导线卡线器中卡线器锁紧结构为传统平移式卡线器，其内部的夹线器本体及相关部件结构简单，同时在卡线器锁紧结构的下夹嘴10下端面集成倾角传感器8，用于测量锁紧结构与导线轴向偏转角度，可以适用于不同规格型号导线卡线器，具有一定通用性。卡线器锁紧结构设计巧妙，适用于多种规格架空输电线路导线张力紧线施工环节，具有一定的通用性。
61.具有实时测力功能的导线卡线器通常配合过轮临锚与耐张段导线在紧线环节使用，通过导线卡线器上集成的无线拉力传感器7和倾角传感器8实时检测导线的轴向张力与水平张力，进而更好的控制导线弧垂，工作时一端由卡线器锁紧结构加紧导线，另一端通过外部施加拉力作用于旋转测力结构，通过集成的无线拉力传感器7以及倾角传感器8模块可以实现导线卡线器实时测力的功能。
62.本发明可应用于架空输电线路张力紧线施工过程，通过具有测力功能的导线卡线器，实现张力紧线施工环节导线轴向张力与水平张力的测量，极大程度上提高工作效率，进而为导线弧垂计算提供参考。
63.以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。