CN104037649B - 一种带电遥控锁紧线夹 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带电遥控锁紧线夹，包括外壳和安装在外壳中的微型直流电机、三级齿轮减速机构、传动丝杆和锁紧杆，电机输出轴通过三级齿轮减速机构与传动丝杆啮合传动，通过传动丝杆与升降螺母传动从而带动锁紧杆移动，锁紧杆伸出外壳与固定在外壳上的挂钩配合用于夹持导线；由锁紧力矩检测电路对锁紧杆和挂钩产生的锁紧力矩进行实时检测，由微控制器对其进行判别以控制微型直流电机的运行，实现锁紧力矩的定量控制；通过内部微控制器实时检测锁紧力矩，通过控制电机运转自动实现锁紧力矩的量化控制，保证锁紧效果；操作简单、减轻作业人员的劳动强度，降低电网运行成本。
Description
技术领域：
本发明属于输电线路检修作业领域，涉及一种带电作业使用的线夹，尤其涉及一种带电遥控锁紧线夹。
技术背景：
在输电线路运行过程中，常常由于连接金具松动或线路受损等原因造成线路局部电阻增大，轻者会在该处产生大量焦耳热，造成能源损失，重者会因起弧烧断导线而造成输电线路停运。因此，一旦发现输电线路接点发热故障，应尽早采取措施进行处理，以消除事故隐患。
在以往的工作实践中，对于输电线路接点超温故障，主要采用两种方法进行处理：第一种方法是将故障线路停运，再由线路维修人员登杆(塔)进行处理；第二种方法是使用一种名为带电装卸线夹的工具在不断电的情况下通过在发热接点两端并接一组导线，为超温故障点设置一个并联支路进行分流，降低故障点载流量，减轻其发热，以避免故障点状况的进一步恶化，待时机成熟时再进行检修处理。
第一种处理方法往往会导致非计划停电，给用户造成经济损失。第二种处理方法需要线路检修人员登上杆(塔)用带电装卸线夹进行操作，使用操作杆将带电装卸线夹悬挂到导线上后，需靠人力旋转操作杆进行锁紧操作，为保证足够的安全距离，操作杆长度一般均在2米以上，受力臂过长、操作杆晃动和检修人员高空作业不便等客观因素影响，锁紧操作的难度很大。对于不同的检修人员，因存在体力差异、责任心程度差异等因素，也易出现锁紧力无法量化、锁紧效果难以保证的后果。长期以来，可靠稳妥地带电处理输电线路接点发热故障一直是困扰线路运维工作的一大瓶颈。
发明内容：
本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种操作方便，且能对线夹的锁紧力矩进行量化控制的带电遥控锁紧线夹。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种带电遥控锁紧线夹，包括外壳和安装在外壳中的微型直流电机、三级齿轮减速机构、传动丝杆和锁紧杆，电机输出轴通过三级齿轮减速机构与传动丝杆啮合传动，传动丝杆穿射于锁紧杆内部，锁紧杆上固定连接有套在传动丝杆上的升降螺母，通过传动丝杆与升降螺母传动从而带动锁紧杆移动，锁紧杆伸出外壳与固定在外壳上的挂钩配合用于夹持导线，外壳还设置有接线端子；还包括锁紧力矩检测电路、锁紧控制电路、遥控接收电路和微控制器，由锁紧力矩检测电路对锁紧杆和挂钩产生的锁紧力矩进行实时检测，由微控制器对其进行判别以控制微型直流电机的运行，实现锁紧力矩的定量控制。
所述锁紧力矩检测电路由电流检测电路、基准电压产生电路和电压比较电路组成，电流检测电路串联在电机供电回路中，将电机的工作电流实时转变为成正比的电压信号，该电压信号被送到电压比较电路与基准电压产生电路产生的预设基准电压做实时比较，微控制器对电压比较电路的输出电平进行实时监测，以控制微型直流电机的运行。
所述电机输出轴上装有齿轮，该齿轮与三级齿轮减速机构的第一级齿轮啮合，减速机构内部有三级减速齿轮，第三级齿轮中心轴为传动丝杆，电机输出转矩经减速后驱动传动丝杆旋转。
所述传动丝杆为梯形丝杠，升降螺母固定连接在锁紧杆末端与锁紧杆为一体结构。
所述外壳中还安装有为各电路供电的高容量大功率锂电池，还包括为电池充电的充电管理电路。
所述外壳上还设置有与微控制器连接的手动松退按钮和手动锁紧按钮，通过按压手动松退按钮和手动锁紧按钮分别实现锁紧杆的直接松退和锁紧。
所述外壳中安装有分别位于升降螺母两侧移动极限位置的上限位开关和为下限位开关，上限位开关和为下限位开关串联在电机供电回路中。
所述接线端子上安装有用于固定导线的螺栓。
所述挂钩顶部向外延伸，延伸部上开设有吊装孔。
所述电机供电电压为12V状态下，锁紧杆的升降速度为7mm/s，额定推力为75Kgf。
本发明的带电遥控锁紧线夹包括微型直流电机、三级齿轮减速机构、挂钩和锁紧杆、锁紧力矩检测电路、锁紧控制电路、遥控接收电路和外壳，在不断电情况下处理输电线路接点发热故障，通过遥控控制将导线并联在问题输电线路导线上；线夹设置有锁紧力矩检测电路和锁紧控制电路，内部微控制器实时检测锁紧力矩，微控制器通过控制电机运转自动实现锁紧力矩的量化控制，保证锁紧效果；操作简单、减轻作业人员的劳动强度，降低电网运行成本。
本发明的锁紧线夹具有结构精巧、质量轻、锁紧力矩自动控制、抗干扰能力强、操控方便等五方面特点，能为带电处理输电线路接点发热故障提供较大便利。
附图说明：
图1是本发明带电遥控锁紧线夹的结构图；
图2是本发明带电遥控锁紧线夹原理框图；
图3是本发明中锁紧力矩检测电路的框图；
其中：1为电机；2为三级齿轮减速机构；3为挂钩；4为锁紧杆；5为外壳；6为升降螺母；7为接线端子；8为吊装孔；9a为上限位开关；9b为下限位开关；10为传动丝杆。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步描述：
参见图1和图2，带电遥控锁紧线夹包括微型直流电机1、三级齿轮减速机构2、挂钩3、锁紧杆4、锁紧力矩检测电路、锁紧控制电路、遥控接收电路、充电管理电路、高容量大功率锂电池和外壳5。电机1输出轴通过三级齿轮减速机构2与传动丝杆10啮合传动，传动丝杆10穿射于锁紧杆4内部，锁紧杆4上固定连接有套在传动丝杆10上的升降螺母6，通过传动丝杆10与升降螺母6传动从而带动锁紧杆4移动，锁紧杆4伸出外壳5与固定在外壳5上的挂钩3配合用于夹持导线，挂钩3顶部向外延伸，延伸部上开设有吊装孔8，外壳5还设置有接线端子7，接线端子7上安装有用于固定导线的螺栓；还包括锁紧力矩检测电路、锁紧控制电路、遥控接收电路和微控制器，外壳5中还安装有为各电路供电的高容量大功率锂电池，还包括为电池充电的充电管理电路，由锁紧力矩检测电路对锁紧杆4和挂钩3产生的锁紧力矩进行实时检测，由微控制器对其进行判别以控制微型直流电机的运行，实现锁紧力矩的定量控制。
参考图3，所述锁紧力矩检测电路由电流检测电路、基准电压产生电路和电压比较电路组成，电流检测电路串联在电机供电回路中，将电机的工作电流实时转变为成正比的电压信号，该电压信号被送到电压比较电路与基准电压产生电路产生的预设基准电压做实时比较，微控制器对电压比较电路的输出电平进行实时监测，以控制微型直流电机的运行。
在现场使用带电遥控锁紧线夹时，首先根据线路的载流情况选取横截面积适宜的多股铜导线，按现场发热接点的环境位置截取适当长度；然后将铜导线的两端分别压接于一只带电遥控锁紧线夹的接线端子上，用接线端子上的螺栓固定；再用两支绝缘杆分别钩入两支带电遥控锁紧线夹的吊装孔，同时将两只锁紧线夹悬挂到故障点两侧的线路导线上，并调节两只锁紧线夹之间的距离使多股铜导线绷直；最后使用专用遥控器在地面进行遥控操作，锁紧杆上升，锁紧线夹自动夹紧于输电线路导线上。
考虑到输电线路附近有较强烈的电磁干扰，为防止遥控锁紧线夹在锁紧于导线上后的工作期间遥控接收头受干扰输出错误信号而意外松退，本遥控锁紧线夹特设计成只接受锁紧遥控指令；同时外壳5上还设置有与微控制器连接的手动松退按钮和手动锁紧按钮，松退操作只能通过其底部的手动松退按钮手动操作，手动锁紧按钮用于在应急情况使用，通过按压手动松退按钮和手动锁紧按钮分别实现锁紧杆的直接松退和锁紧，如现场电磁场干扰过于强烈以致遥控接收电路被干扰不能正确接收遥控指令时通过绝缘杆点击进行手动锁紧操作。
松退按钮和手动锁紧按钮都直接与微控制器的输入引脚相连，当按下不同的按钮后，将会引起微控制器相应输入引脚电平变化，微控制器会对该电平的变化进行实时监测，当监测到变化后，会按预设程序执行相关动作。遥控接收电路收到遥控器发出的锁紧指令后，将输出一个开关信号，该开关信号与手动锁紧按钮并联，也即引起微控制器锁紧信号输入引脚电平变化，微控制器监测到后会和手动锁紧按钮按下时一样，执行相应程序，驱动电机实现锁紧操作。
进一步，参考图1，所述电机1输出轴上装有齿轮，该齿轮与三级齿轮减速机构2的第一级齿轮啮合，减速机构内部有三级减速齿轮，第三级齿轮中心轴为传动丝杆10，电机1输出转矩经减速后驱动传动丝杆10旋转。所述传动丝杆10为梯形丝杠，升降螺母6固定连接在锁紧杆4末端与锁紧杆4为一体结构，传动效率高，有传动力矩大，遥控锁紧线夹的操作完全通过遥控其内部电机运转实现，动作平稳。
为了防止升降螺母6移动位置超出极限位置时电机继续工作损害装置，在所述外壳5中安装有分别位于升降螺母6两侧移动极限位置的上限位开关9a和为下限位开关9b，上限位开关9a和为下限位开关9b串联在电机供电回路中，当升降螺母6超出两侧移动极限位置，会触动限位开，断开电机电源，保护装置不受损坏。电机供电电压为12V状态下，锁紧杆的升降速度为7mm/s，额定推力为75Kgf。
本发明的遥控锁紧线夹的外形尺寸为100mm×100mm×220mm(长×宽×高),高度和国标产品带电装卸线夹相近，安装到输电线路上后仍可保证足够的线路安全距离。遥控锁紧线夹的整体重量仅1.8Kg，线路检修人员能轻易地使用绝缘杆将其挂到输电线路上。通过内部微控制器实时检测锁紧力矩，当锁紧力矩达到设定值后电机自动停止运转。这样，完全避免了锁紧力因人而异情况的出现。锁紧头控制电路通常情况下处于休眠状态，通过点击其底部的红色按钮激活控制电路后，锁紧杆松退，同时遥控接收电路处于接收状态，当接收到来自专用遥控器的锁紧指令后，由内部微控制器指挥电机进行锁紧操作。锁紧力矩达到预设值后自动停止，并发出提示音。整个电路再次进入休眠状态，如遥控接收电路在3小时内未收到锁紧指令，电路也会自动进入休眠状态。
控制电路采用微功耗设计，在休眠状态下电路功耗极低(<0.05mW),可确保遥控锁紧头内的高容量大功率锂电池具有不低于3年的待机寿命。
本发明公开的带电遥控锁紧线夹，实现了机械传动和自动控制技术的有机结合，结构精巧、质量轻、操作方便、锁紧力矩可控。应用于输电线路接点发热故障处理可有效降低作业人员的劳动强度，提高工作质量。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (9)
1.一种带电遥控锁紧线夹，其特征在于：包括外壳(5)和安装在外壳(5)中的微型直流电机(1)、三级齿轮减速机构(2)、传动丝杆(10)和锁紧杆(4)，电机(1)输出轴通过三级齿轮减速机构(2)与传动丝杆(10)啮合传动，传动丝杆(10)穿射于锁紧杆(4)内部，锁紧杆(4)上固定连接有套在传动丝杆(10)上的升降螺母(6)，通过传动丝杆(10)与升降螺母(6)传动从而带动锁紧杆(4)移动，锁紧杆(4)伸出外壳(5)与固定在外壳(5)上的挂钩(3)配合用于夹持导线，外壳(5)还设置有接线端子(7)；
还包括锁紧力矩检测电路、锁紧控制电路、遥控接收电路和微控制器，由锁紧力矩检测电路对锁紧杆(4)和挂钩(3)产生的锁紧力矩进行实时检测，由微控制器对其进行判别以控制微型直流电机的运行，实现锁紧力矩的定量控制；
所述锁紧力矩检测电路由电流检测电路、基准电压产生电路和电压比较电路组成，电流检测电路串联在电机供电回路中，将电机的工作电流实时转变为成正比的电压信号，该电压信号被送到电压比较电路与基准电压产生电路产生的预设基准电压做实时比较，微控制器对电压比较电路的输出电平进行实时监测，以控制微型直流电机的运行。
2.根据权利要求1所述的带电遥控锁紧线夹，其特征在于：所述电机(1)输出轴上装有齿轮，该齿轮与三级齿轮减速机构(2)的第一级齿轮啮合，减速机构内部有三级减速齿轮，第三级齿轮中心轴为传动丝杆(10)，电机(1)输出转矩经减速后驱动传动丝杆(10)旋转。
3.根据权利要求1所述的带电遥控锁紧线夹，其特征在于：所述传动丝杆(10)为梯形丝杠，升降螺母(6)固定连接在锁紧杆(4)末端与锁紧杆(4)为一体结构。
4.根据权利要求1-3任一项所述的带电遥控锁紧线夹，其特征在于：所述外壳(5)中还安装有为各电路供电的高容量大功率锂电池，还包括为电池充电的充电管理电路。
5.根据权利要求1-3任一项所述的带电遥控锁紧线夹，其特征在于：所述外壳(5)上还设置有与微控制器连接的手动松退按钮和手动锁紧按钮，通过按压手动松退按钮和手动锁紧按钮分别实现锁紧杆(4)的直接松退和锁紧。
6.根据权利要求1-3任一项所述的带电遥控锁紧线夹，其特征在于：所述外壳(5)中安装有分别位于升降螺母(6)两侧移动极限位置的上限位开关(9a)和为下限位开关(9b)，上限位开关(9a)和为下限位开关(9b)串联在电机供电回路中。
7.根据权利要求1-3任一项所述的带电遥控锁紧线夹，其特征在于：所述接线端子(7)上安装有用于固定导线的螺栓。
8.根据权利要求1-3任一项所述的带电遥控锁紧线夹，其特征在于：所述挂钩(3)顶部向外延伸，延伸部上开设有吊装孔(8)。
9.根据权利要求1-3任一项所述的带电遥控锁紧线夹，其特征在于：所述电机供电电压为12V状态下，锁紧杆的升降速度为7mm/s，额定推力为75Kgf。
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