CN103390871B - 大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统，其特点是：包括在车载机械系统上设置测量跟踪系统、主控系统、俯仰随动控制系统、方位随动控制系统和电液放线作动系统,测量跟踪系统、俯仰随动控制系统、方位随动控制系统和电液放线作动系统均与主控系统电连接。其优点是，能够实现目标跟踪，方位控制和角度控制；实现车载发射，便于施工运输；由电液控制系统进行推射控制，可控性强，无需点火，避免引起事故；作动引体弹射距离大，可控航程达200千米；无须清除输电线路走廊施工障碍，保护环境；跨江河、湖泊、海湾放线，不需封航；避免导线的磨损，提高了施工效率；结构合理，易操作，可靠性高，安全性好。

Description

大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统

技术领域

本发明涉及大跨越输电线路导地线放线施工技术领域。具体涉及一种大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统。

背景技术

输电线路是电力系统的大动脉，是关系国计民生的重要生命线工程，随着我国经济飞速发展，各行业对电力需求猛增，使得输电线路电压等级越来越高、档距越来越大、导地线重量越来越重，尤其是近年来特高压输电线路的兴建，线路跨越江河时，由于跨越长度大，致使现有的放线施工方法不能满足工程实际的需要，影响线路建设速度和放线精度。

常规的大跨越输电线路导地线放线方法有氢气球放线、火箭放线、直升机放线等几种方法。采用氢气球放线，需要封闭航道，对当地航弹运输产生较大影响；采用火箭放线，精度较差，不具备跟踪目标的能力，存在较大的偏差，且安全性非常差；而采用直升机放线受到天气情况的限制，直升机挂导地线的高空作业，极容易造成事故，且施工成本高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种结构合理，易操作，能够准确、快速地跟踪放线目标，可靠性高，安全性好的大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统。

本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的：一种大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统，它包括车载机械系统，在车载机械系统上设置主控系统，其特征是：还包括在车载机械系统上设置的测量跟踪系统、俯仰随动控制系统、方位随动控制系统和电液放线作动系统；所述车载机械系统的结构是，包括挂车底盘、作动管、导地线线盘、导地线线盘轴架、作动引体、方位转盘和导引绳，作动管底部铰接于方位转盘上，导地线线盘固定在导地线线盘轴架上，导地线线盘轴架固定在挂车底盘上，作动引体置在作动管内，作动引体的尾部与导地线线盘的导引绳连接；所述测量跟踪系统、俯仰随动控制系统、方位随动控制系统和电液放线作动系统均与主控系统电连接。

所述测量跟踪系统用于测量待放线目标地理方位，所述测量跟踪系统的结构是，包括摄像机、热像仪、测偏器、激光发射器、激光电源、距离计数器和俯仰测角器；所述摄像机、热像仪、测偏器、激光发射器、激光电源、距离计数器和俯仰测角器均安装于金属支架上，金属支架固定在作动管上；所述摄像机、热像仪和测偏器的光轴平行，所述摄像机、热像仪、测偏器、激光发射器、距离计数器和俯仰测角器通过USB接口与主控系统电连接。

所述俯仰随动控制系统用于控制作动管的俯仰位置，所述俯仰随动控制系统的结构是，包括：由推杆作动油缸、三位五通电磁阀、二位二通电磁阀、第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器与液压泵连接构成的俯仰随动液压控制回路，推杆作动油缸的推杆与铰接的所述车载机械系统的作动管铰接；由三位五通电磁阀左电磁铁、三位五通电磁阀右电磁铁、二位二通电磁阀电磁铁、第一继电器、第二继电器、第三继电器、转换开关、第一启动按钮、第二启动按钮、第一行程开关、第二行程开关、第三行程开关、第一继电器动断触点、第一继电器第一动合触点、第一继电器第二动合触点、第二继电器动断触点、第二继电器动合触点、第三继电器动断触点、第三继电器第一动合触点、第三继电器第二动合触点电连接构成的俯仰随动电气控制电路。

所述方位随动控制系统用于控制作动管的方位位置，所述方位随动控制系统的结构是，包括：由正转主触点、反转主触点、第一继电器、第二继电器、第三继电器、正转接触器、反转接触器、正转启动按钮、反转启动按钮、电动机、停止按钮、熔断器电连接构成的控制电路，电动机的动力输出与所述车载机械系统的方位转盘连接。

所述电液放线作动系统用于推动作动管，所述电液放线作动系统的结构是，包括：由放线作动推杆、油缸、变量液压泵、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、电液动换向阀、节流调速阀、行程阀、溢流阀、三位五通阀、二位二通阀组成的电液放线液压控制回路，所述放线作动推杆的前端与所述车载机械系统的作动管接触配合；由压力继电器、第一继电器、第二继电器、三位五通电磁阀左电磁铁、三位五通电磁阀右电磁铁、第一启动按钮、第二启动按钮、第一继电器动合触点、第一继电器动断触点、第二继电器动合触点、第二继电器动断触点、行程开关电连接构成的电液放线电气控制电路。

本发明大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统的工作过程为：

通过测量控制系统测得待放线点目标后，将其地理数据传输给主控系统，主控系统将纠偏指令传输给方位随动系统和俯仰随动系统校正放线位置和角度后，再将放线指令传输给电液放线作动系统，通过电液放线作动系统的放线作动推杆推动作动引体，使作动引体获得需要的速度和加速度，并使作动引体带动导引绳脱离导引绳盘，完成跨越放线。

本发明的大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统集空气动力学、机电一体化、液压技术、电气控制理论等综合技术之结合，具有的优点体现在：实现目标跟踪，方位控制和角度控制更加精确；实现车载发射，便于施工运输；由电液控制系统进行推射控制，可控性强，无需点火，避免引起事故；作动引体弹射距离大，可控航程达200千米；无须清除输电线路走廊施工障碍，保护环境；跨江河、湖泊、海湾放线，不需封航；避免导线的磨损，提高了施工效率；其结构合理，易操作，能够准确、快速地跟踪放线目标，可靠性高，安全性好，作业效率高。

附图说明

图1为本发明的大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统结构示意图；

图2为本发明的大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统原理图；

图3为本发明的俯仰随动系统液压控制原理图；

图4为本发明的俯仰随动系统电气控制原理图；

图5为本发明的方位随动系统电气控制原理图；

图6为本发明的电液放线作动系统液压控制原理图；

图7为本发明的电液放线作动系统电气控制原理图。

图中：1车载机械系统、2测量跟踪系统、3主控系统、4俯仰随动控制系统、5方位随动控制系统、6电液放线作动系统、7挂车底盘、8作动管、9导地线线盘、10导地线线盘轴架、11作动引体、12方位转盘、13导引绳、14摄像机、15热像仪、16测偏器、17激光发射器、18激光电源、19距离计数器、20俯仰测角器、21金属支架、22主控计算机、23监视器、24推杆、25三位五通电磁阀、26二位二通电磁阀、27第一过滤器、28第二过滤器、29第三过滤器、30液压泵、31电动机、32推杆作动油缸、33排水管、34排水管、35排水管、36三位五通电磁阀左电磁铁、37三位五通电磁阀右电磁铁、38二位二通电磁阀电磁铁、39第一继电器、40第二继电器、41第三继电器、42转换开关、43第一启动按钮、44第二启动按钮、45第一行程开关、46第二行程开关、47第三行程开关、48第一继电器动断触点、49第一继电器第一动合触点、50第一继电器第二动合触点、51第二继电器动断触点、52第二继电器动合触点、53第三继电器动断触点、54第三继电器第一动合触点、55第三继电器第二动合触点、56正转主触点、57反转主触点、58第一继电器、59第二继电器、60第三继电器、61正转接触器、62反转接触器、63正转启动按钮、64反转启动按钮、65电动机、66停止按钮、67熔断器、68放线作动推杆、69放线作动油缸、70变量液压泵、71第一单向阀、72第二单向阀、73第三单向阀、74电液动换向阀、75节流调速阀、76行程阀、77溢流阀、78三位五通阀、79二位二通阀、80压力继电器、81第一继电器、82第二继电器、83三位五通电磁阀左电磁铁、84三位五通电磁阀右电磁铁、85第一启动按钮、86第二启动按钮、87第一继电器动合触点、88第一继电器动断触点、89第二继电器动合触点、90第二继电器动断触点、91行程开关、92挡铁。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本发明做更详细的描述。

参照图1—7，一种大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统，它包括在车载机械系统1上设置测量跟踪系统2、主控系统3、俯仰随动控制系统4、方位随动控制系统5和电液放线作动系统6,所述测量跟踪系统2、俯仰随动控制系统4、方位随动控制系统5和电液放线作动系统6均与主控系统3电连接。所述的车载机械系统1用于承载测量跟踪系统2、主控系统3、俯仰随动控制系统4、方位随动控制系统5和电液放线作动系统6，所述车载机械系统1的结构是，包括挂车底盘7、作动管8、导地线线盘9、导地线线盘轴架10、作动引体11、方位转盘12和导引绳13，作动管8底部铰接于方位转盘12上，导地线线盘9固定在导地线线盘轴架10上，导地线线盘轴架10固定在挂车底盘7上，作动引体11置在作动管8内，作动引体11的尾部与导地线线盘9的导引绳13连接。所述测量跟踪系统2用于测量待放线目标地理方位，所述测量跟踪系统2的结构是，包括摄像机14、热像仪15、测偏器16、激光发射器17、激光电源18、距离计数器19和俯仰测角器20；摄像机14、热像仪15、测偏器16、激光发射器17、激光电源18、距离计数器19和俯仰测角器20均安装于金属支架上21，金属支架21固定在作动管8上；摄像机14、热像仪15和测偏器16的光轴平行，摄像机14、热像仪15、测偏器16、激光发射器17、距离计数器19和俯仰测角器20通过USB接口与主控系统3电连接。所述主控系统3用于解算待放线目标的地理坐标、作动管8需调整方位角度、俯仰角度、放线输出功率，向俯仰随动控制系统4、方位随动控制系统5、电液放线作动系统6分别发出俯仰调整指令、方位调整指令、作动放线指令；所述主控系统3的结构是，包括主控计算机22和监视器23电连接。所述俯仰随动控制系统4用于控制作动管8的俯仰位置，所述俯仰随动控制系统4的结构是，包括：由推杆作动油缸32、三位五通电磁阀25、二位二通电磁阀26、第一过滤器27、第二过滤器28、第三过滤器29与液压泵30连接构成的俯仰随动液压控制回路，推杆作动油缸32的推杆24与铰接的所述车载机械系统1的作动管8铰接；由三位五通电磁阀左电磁铁36、三位五通电磁阀右电磁铁37、二位二通电磁阀电磁铁38、第一继电器39、第二继电器40、第三继电器41、转换开关42、第一启动按钮43、第二启动按钮44、第一行程开关45、第二行程开关46、第三行程开关47、第一继电器动断触点48、第一继电器第一动合触点49、第一继电器第二动合触点50、第二继电器动断触点51、第二继电器动合触点52、第三继电器动断触点53、第三继电器第一动合触点54、第三继电器第二动合触点55电连接构成的俯仰随动电气控制电路。所述方位随动控制系统5用于控制作动管8的方位位置，所述方位随动控制系统5的结构是，包括：由正转主触点56、反转主触点57、第一继电器58、第二继电器59、第三继电器60、正转接触器61、反转接触器62、正转启动按钮63、反转启动按钮64、电动机65、停止按钮66、熔断器67电连接构成的控制电路，电动机65的动力输出与所述车载机械系统1的方位转盘12连接。所述电液放线作动系统6用于推动作动管8，所述电液放线作动系统6的结构是，包括：由放线作动推杆68、油缸69、变量液压泵70、第一单向阀71、第二单向阀72、第三单向阀73、电液动换向阀74、节流调速阀75、行程阀76、溢流阀77、三位五通阀78、二位二通阀79组成的电液放线液压控制回路，所述放线作动推杆68的前端与所述车载机械系统1的作动管8接触配合；由压力继电器80、第一继电器81、第二继电器82、三位五通电磁阀左电磁铁83、三位五通电磁阀右电磁铁84、第一启动按钮85、第二启动按钮86、第一继电器动合触点87、第一继电器动断触点88、第二继电器动合触点89、第二继电器动断触点90、行程开关91电连接构成的电液放线电气控制电路。

下面利用图1和图2简述测量跟踪系统2和主控系统3的工作过程：先由摄像机14初步捕捉待放线目标，从主控系统3的监视器23中看到待放线图像；通过热像仪15对待放线目标进行精确锁定，利用侧偏器16测得作动管8轴线与待放线目标之间的水平偏差，侧偏器16将水平偏差数据传输给主控系统3；作动管8头部的激光发射器17向待放线目标发出激光束，激光束往返距离的一半为放线点到被放线点的水平距离，激光发射器17将水平距离数据传输给主控系统3；俯仰测角器20测量作动管8与水平面的夹角，并将夹角数据传输给主控系统3。主控系统将水平纠偏数据解算后发出方位调整指令给方位随动控制系统5完成水平纠偏；将水平距离数据解算后发出俯仰调整指令给俯仰随动控制系统4完成俯仰纠偏；将夹角数据进行解算后，下达给电液放线作动系统6作动指令。

下面利用图2-图4简述俯仰随动系统实现俯仰控制的工作过程：推杆作动油缸32的俯仰推杆24原位停止。俯仰推杆24可作沿推杆轴向的前后进给运动。当电磁铁36、37、38都断电时，电磁阀25处于中间位置。俯仰推杆24停止不动，俯仰推杆24在原位时，行程开关25由挡铁92压动，第一继电器39的动合触点闭合49，动断触点48断开。

推杆作动油缸32的俯仰推杆24快速进给。将转换开关42放在“1”位置，按下第一启动按钮43，第一继电器39线圈得电并自锁，第一继电器第一动合触点49使二位二通阀26的阀杆推向左端，俯仰推杆24向前快进。

推杆作动油缸32的俯仰推杆24工作进给。在俯仰推杆24快进过程中，当挡铁92压动第二行程开关46时，第二行程开关动合触点50闭合，使第二继电器40得电动作，第二继电器动断触点51断开使二位二通电磁阀电磁铁38失电，二位二通电磁阀26复位，油路中的流量减小，俯仰推杆24由快速进给自动转换为工作进给。

推杆作动油缸32的俯仰推杆24收缩。俯仰推杆24工作进给到终点时，闭合挡铁92压动第三行程开关47，使第三继电器41得电并自锁，使三位五通电磁阀右电磁铁37得电，三位五通电磁阀25阀杆向左移，使俯仰推杆24退回，当俯仰推杆24退回原位时，第一行程开关45被压动，第一继电器动断触点48断开，使第三继电器41失电，此时三位五通电磁阀左电磁铁36、三位五通电磁阀右电磁铁37、二位二通电磁阀电磁铁38都处于断电状态，俯仰推杆24停在原位。当俯仰推24杆需要快退时，按动第二启动按钮44，使第三继电器41线圈得电，第三继电器第一动合触点54动作，使三位五通电磁阀右电磁铁37得电，俯仰推杆24实现退回，一直推到原位压下第一行程开关45，三位五通电磁阀右电磁铁37失电，俯仰推杆24停止不动。

下面利用图4简述方位随动系统实现正反转控制的工作过程：按下正转启动按钮63，正转接触器61得电并自锁，电动机65正转，电动机带动方位转盘12正向旋转；当需要电动机65反转时，按下反转启动按钮64，反转接触器62得电并自锁，电动机65通入反向序的三相电源反转，带动方位转盘12反向旋转；当需要电动机65停止时，按下停止按钮66。

下面利用图5-7简述放线作动系统实现作动动作的工作过程：放线作动推杆68原位停止。三位五通电磁阀左电磁铁83、三位五通电磁阀右电磁铁84均为断电状态，放线作动推杆68原位停止，并压下行程开关91。

放线作动推杆68快进。按下第一启动按钮85，第一继电器81得电并自锁，使三位五通电磁阀左电磁铁83通电，使三位五通阀78的电磁换向阀杆推向右端，由变量液压泵70打出的压力油将电液动换向阀74推向右端，压力油经电液动换向阀74及行程阀76流入放线作动油缸69左腔，由放线作动油缸69右腔排出的油经电液动换向阀74及第二单向阀72进入放线作动油缸69左腔，使放线作动推杆68实现快进，此时行程开关91复位。

放线作动推杆68工作进给。当挡铁92压动行程阀76时，放线作动油缸69右腔流出的压力油只能经节流调速阀75进入油缸69左腔，放线作动推杆68由快进转为工作进给，直到放线作动推杆68工作进给到挡铁92挡住的位置时，由挡铁92阻挡放线作动推杆68继续工作进给，此时放线作动油缸69左腔油压升高，压力继电器80动作。

放线作动推杆68退回。当压力继电器80动作时，三位五通电磁阀右电磁铁84和第二继电器82线圈通电，三位五通电磁阀左电磁铁83和第一继电器81断电，并由第二继电器动断触点90实现自锁，电液动换向阀74被推向左端，放线作动油缸69右腔进油，放线作动推杆68向后退回，退回原位后压动行程开关91，三位五通电磁阀右电磁铁84断电。电液动换向阀74回到中间位置，放线作动推杆68停回原位。

作动管：钢管结构，长度为5米，直径为0.3米，壁厚1厘米；

电动机：异步发电机DKJH；

车载机械系统1所用的汽车为：东风DFL4240A2型半挂导引汽车；

导地线线盘9：长宽高均为0.4米，内设线轴；

放线作动油缸：HSG250；

二位二通电磁阀26：22E-10B二位二通电磁阀；

三位五通电磁阀25：4V130-06G1/8；

液压泵：ORB-S-040-2PC；

油箱：JX0980500130，容积60升；

各行程开关：AZD1112；

各继电器：松下DSAG202344；

转换开关：PROXITRONKFM130.13；

启动按钮：施耐德变频PLC软启动按钮；

导引绳13采用φ6尼龙绳。

本发明采用的仪器均为市售产品。

本发明的大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统的样机经8个月运行试验，实现了本发明的目的和获得了显著的技术效果。

本发明发明的大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统的具体实施方式并非穷举，并不构成对权利要求保护范围的限定，本领域技术人员根据本发明实施例所获得的启示，不经过创造性劳动的复制和改进均在本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统，它包括车载机械系统，在车载机械系统上设置主控系统，其特征是：还包括在车载机械系统上设置的测量跟踪系统、俯仰随动控制系统、方位随动控制系统和电液放线作动系统；所述车载机械系统的结构是，包括挂车底盘、作动管、导地线线盘、导地线线盘轴架、作动引体、方位转盘和导引绳，作动管底部铰接于方位转盘上，导地线线盘固定在导地线线盘轴架上，导地线线盘轴架固定在挂车底盘上，作动引体置在作动管内，作动引体的尾部与导地线线盘的导引绳连接；所述测量跟踪系统、俯仰随动控制系统、方位随动控制系统和电液放线作动系统均与主控系统电连接。

2.根据权利要求1所述的大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统，其特征是：所述测量跟踪系统用于测量待放线目标地理方位，所述测量跟踪系统的结构是，包括摄像机、热像仪、测偏器、激光发射器、激光电源、距离计数器和俯仰测角器；所述摄像机、热像仪、测偏器、激光发射器、激光电源、距离计数器和俯仰测角器均安装于金属支架上，金属支架固定在作动管上；所述摄像机、热像仪和测偏器的光轴平行，摄像机、热像仪、测偏器、激光发射器、距离计数器和俯仰测角器通过USB接口与主控系统电连接。

3.根据权利要求1所述的大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统，其特征是：所述俯仰随动控制系统用于控制作动管的俯仰位置，所述俯仰随动控制系统的结构是，包括：由推杆作动油缸、三位五通电磁阀、二位二通电磁阀、第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器与液压泵连接构成的俯仰随动液压控制回路，所述推杆作动油缸的推杆与所述车载机械系统的作动管铰接；由三位五通电磁阀左电磁铁、三位五通电磁阀右电磁铁、二位二通电磁阀电磁铁、第一继电器、第二继电器、第三继电器、转换开关、第一启动按钮、第二启动按钮、第一行程开关、第二行程开关、第三行程开关、第一继电器动断触点、第一继电器第一动合触点、第一继电器第二动合触点、第二继电器动断触点、第二继电器动合触点、第三继电器动断触点、第三继电器第一动合触点、第三继电器第二动合触点电连接构成的俯仰随动电气控制电路。

4.根据权利要求1所述的大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统，其特征是：所述方位随动控制系统用于控制作动管的方位位置，所述方位随动控制系统的结构是，包括：由正转主触点、反转主触点、第一继电器、第二继电器、第三继电器、正转接触器、反转接触器、正转启动按钮、反转启动按钮、电动机、停止按钮、熔断器电连接构成的控制电路，电动机的动力输出与所述车载机械系统的方位转盘连接。

5.根据权利要求1所述的大跨越输电线路导地线放线电液伺服随动系统，其特征是：所述电液放线作动系统用于推动作动管，所述电液放线作动系统的结构是，包括：由放线作动油缸、变量液压泵、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、电液动换向阀、节流调速阀、行程阀、溢流阀、三位五通阀、二位二通阀组成的电液放线液压控制回路，所述放线作动油缸的放线作动推杆的前端与所述车载机械系统的作动管接触配合；由压力继电器、第一继电器、第二继电器、三位五通电磁阀左电磁铁、三位五通电磁阀右电磁铁、第一启动按钮、第二启动按钮、第一继电器动合触点、第一继电器动断触点、第二继电器动合触点、第二继电器动断触点、行程开关电连接构成的电液放线电气控制电路。