[ 高级搜索 ]
·2017第八届配电自动化技术应用论坛 ·第九届成套设备发展与技术论坛(... ·第八届工业设计院及工业用户技术... ·2017第十七届中国国际电力电工高... [更多...]
当前位置:首页 >> 电气论文
一种便携式架空配电线路带电剪接火自动装置的设计
2017-08-31 11:35:55  作者:凌松 吴少雷 冯玉  来源:中国设计师网  
  •   本文设计了一种便携式架空配电线路带电剪接火自动装置。该装置可以分为拧断执行机构、辅助系统及控制系统等三部分。针对各个部分进行了设计且给出了设计图,做出了样机,进行了现场试验。试验结果表明,该装置能够实现穿刺线夹对配电线路的压接并且效果良好。

  安徽省电力科学研究院 凌松 吴少雷 冯玉

  1 引言

  随着国民经济的发展和人民生活质量的不断提高,社会对供电稳定性、可靠性的要求也越来越高。因此电网公司要求在配电线路上的开展工作务必要遵守“能带不停”的原则,尽可能以带电作业形式进行,以提高供电的稳定性和可靠性。配电线路带电剪接火是较为常见的带电操作。架空配电线路带电剪接火多采用线夹压接,如JJC10-240/150 10kV穿刺线夹(图1),穿刺线夹由两个力矩螺栓和穿刺结构组成,力矩螺栓用于保证恒定的接触压力,确保良好的电气接触,并同穿刺结构一起使安装简便可靠[1-3]。目前带电剪接火主要靠人工操作,需要两人同时上杆操作,操作难度较大,费时费力,同时在安全性上存在一定的风险(如图2所示)。因此,有必要设计一种小型自动化及智能化装置,代替目前的人工杆上操作。

\
\

  2 总体方案设计

  根据现场操作要求,自动剪接火装置要能完成10kV架空绝缘导线引线的搭接、剪拆等工作,即实现穿刺线夹的穿刺、紧固以及扭力螺栓的拧断等动作。考虑到高空作业的特殊性,要求所设计的装置质量轻,体积小、易于控制。按照实际操作所需实现的功能将所设计的装置划分为3个子系统:拧断机构、辅助系统、控制系统[4]。其中,拧断机构完成穿刺线夹扭力螺栓的拧紧及拧断,确保实现对高压电缆的穿刺;辅助系统完成线夹的固定、定位等功能;控制系统用于控制拧断机构的启停,控制夹紧机构的夹紧和放松。总体设计方案如图3所示,在上杆工作前在地面先将线夹和副线夹紧并定位,并保持线夹张开;上杆时,将主线从线夹开口插入到工作位置,控制系统驱动拧断机构工作,拧紧线夹并拧断扭力螺栓,完成线夹安装;安装完后,控制系统驱动辅助系统松开线夹和副线,然后将装置取下。

\

  3 整体设计

  3.1 拧断机构的设计

  拧断机构用来完成穿刺线夹的穿刺、扭力螺栓的拧断等功能。根据工作要求选用直流电动机(JPMOTOR12V RS-550)驱动,由于穿刺线夹有两个扭力螺栓,为保证穿刺时不出现偏心,两个螺栓须同步拧紧,故拧紧机构采用两根输出轴。为减小传动尺寸且保证输出转矩,高速级采用两级行星齿轮减速器[5,6]。在拧紧过程中考虑到扭力螺栓将沿着轴向位移,为了补偿轴向位移,将拧断机构装在支座的导轨上。图4为拧断机构的设计图。

\

  3.2 辅助系统设计

  辅助系统主要用来在工作前将线夹夹紧和定位,副线的夹紧。本论文利用蜗轮蜗杆传动的自锁性来进行线夹和副线的夹紧。通过控制电动机的正向和反向运转,可以方便快速地实现线夹和副线的夹紧与放松[7-9]。线夹夹紧装置和副线夹紧装置的设计如图5所示。

  3.3 控制系统设计

  控制系统实现直流电动机的启停控制、信号的传输等功能。利用控制器、传感器等分别控制各个直流电动机的启停动作,从而实现穿刺、扭力螺栓的拧断、线夹及副线的夹紧与放松等动作,控制器和遥控器之间的信息通过蓝牙进行传输(如图6所示)。

  3.4 总体结构方案设计

  将各个子系统安装在同一工作台上,得到的总体机械结构方案如图6所示。

\

  4 现场试验

  根据设计方案,为了控制装置的总质量,选用材料时,承受载荷较大的结构件采用强度较高、质量较轻的硬铝合金LY12,其余受力不大的零件采用质量较轻的POM,总重为6.35 kg,满足设计要求。图7为制作的样机及试验人员在现场进行操作试验。图8为安装效果图。从图中可以看出,穿刺线夹压接效果良好,没有出现偏心。

\

  5 结论

  本文所设计的便携式架空配电线路带电剪接火自动装置能够替代人工手动操作,完成架空配电线路的剪、接火带电作业,操作方便,压接线效果良好,为架空配电线路的剪、接火带电作业提供了一种快速安全的自动化装置。

\\

  参考文献

  [1] 国家电网公司.带电作业操作方法[M].北京:中国电力出版社,2011.

  [2] 薛浒.架空配电线路[M].北京:中国电力出版社,2003.

  [3] 王广渊.10kV架空配电线路常见事故分析及防范措施[J].湖北电力,2005,29(3):20-21.

  [4] 郑文纬,吴克坚.机械原理[M].7版.北京:高等教育出版社,2007.

  [5] 机械设计手册编委会.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,2004.

  [6] 濮良贵,陈国定,吴立言.机械设计[M].9版.北京:高等教育出版社,2003.

  [7] 朱耀祥,浦林祥.现代夹具设计手册[M].北京:机械工业出版社,2010.

  [8] 斯克莱特.机械设计实用机构与装置图册[M].邹平,译.北京:机械工业出版社,2015.

  [9] 陈宏钧.机械加工工艺装备设计手册[M].北京:机械工业出版社,2008.

   小编推荐
中国设计师网电气微信公众平台】 微信号 saier电气
打开微信,点击底部的“发现”,使用 “扫一扫” 即关注“saier电气”分享网页到朋友圈!
 
   
关于我们赛尔传媒联系我们网站地图
Copyright © 2005-2017 shejis.com.All Rights Reserved 京ICP备14009797号-5 京公网安备: 11010802022333