架空配电线路带电剪接火的自动装置
技术领域
本发明涉及一种架空配电线路带电剪接火的自动装置,主要涉及配电系统带电作业技术领域。
背景技术
配电网络是直接面向用户的电力基础设施。我国的配电网采用10kv三相供电方式,目前多数采用架空线路馈电,安装柱上变压器供电给低压(380/220v)用户。由于配电网络绝缘水平低、中性点不接地运行、杆上设备较多、在大气过电压或污秽、环境等外界因素作用下易于发生故障、且由于部分地区供电设施陈旧老化、设备完好率较低,使得事故隐患增多。为了提高配电网运行的安全、可靠、经济性,就必须大力开展配电网的带电抢修和维护作业。
另外随着现代化经济的迅猛发展和人民生活质量的提高,以及现代工业园的兴建,对供电可靠性的要求也越来越高。配电系统的输送群体和面积也比较大。所以在供电设施检修、测试都会给供电可靠性带来很大的影响。因而带电作业的必要性也就体现出来,带电作业避免因为检修而停电,给人们的生活带来麻烦。带电作业内容包括带电测试、带电检查和带电维修等几个方面。带电作业的对象包括发电厂和变电所的架空输电线路、配电线路和配电设备。
架空配电线路带电剪接火是带电作业的一项重要工作,目前主要用穿刺线夹等工具对线路进行检修和改造,如JJC10-240/15010kv穿刺线夹,包括线夹主体和连接在线夹主体上的压齿,线夹主体上装有紧固件,底部带有环扣的螺杆旋接在线夹主体的底梁上,螺杆上部与压块固定连接,压块的上部装有带尖角的下压齿,线夹主体的顶梁上装有带尖角的上压齿,且上压齿与下压齿对应,使用时,上、下压齿相合,将两根带有绝缘层的导线夹在两压齿内,通过压齿穿破导线的绝缘层,通电后,压块使线路导通。目前使用的目前使用的配电线路带电剪接火人工装置,至少需要两人同时上杆操作,安全性和工作效率得不到保证;采用大型机器人作业,成本高,实施难度也大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种架空配电线路带电剪接火的自动装置,不仅能够自动剪接高压架空线,而且在剪接过程中人可以和该装置脱离,保证安全性。因为该装置不仅有线夹螺栓的紧固机构,同时还有主线夹紧机构和副线夹紧机构以及线夹的夹紧机构,这样就能确定剪接过程中主线、副线和线夹相对位置,便于操作。
本发明是通过以下技术方案来实现的。
一种架空配电线路带电剪接火的自动装置,包括:
底板;
螺栓紧固机构装配体总成,其包括蜗轮蜗杆传动箱装配体、大电机装配、大电机联轴器、套筒杆接头、滚珠导轨,上述滚珠导轨与上述蜗轮蜗杆传动箱装配体均固定在上述底板,设置有右旋蜗杆、设置有两个扭力蜗轮轴垂直且穿过上述蜗轮蜗杆传动箱装配体,上述右旋蜗杆由上述大电机装配驱动并传动两个上述扭力蜗轮轴,两个上述扭力蜗轮轴的输出端均装配有上述套筒杆接头;
绝缘穿刺线夹组件,其包括两个六角头螺栓细牙、两个线夹定位销、两个内六角圆头螺钉、左夹块、右夹块,两个上述线夹定位销平行于上述扭力涡轮轴的方向水平并设置在上述底板上方,其一端均连接上述左夹块的外端面,其中一个内六角圆头螺钉的一端抵在上述左夹块的外端面,上述左夹块、右夹块相互平行,两个上述六角头螺栓细牙穿过上述右夹块,另一个内六角圆头螺钉的一端抵在上述右夹块的外端面,六角头螺栓细牙直接与上述套筒杆接头连接;
主线夹紧机构装配体,其包括两个蜗轮蜗杆传动箱装配体,一对主线挂钩、一对主线夹爪、一对夹爪压板、一对挂钩压板、两个小减速电机装配体,上述两个蜗轮蜗杆传动箱装配体固定在底板边缘两侧上,上述两个蜗轮蜗杆传动箱装配体中的双向蜗杆与螺栓紧固机构装配体中的扭力蜗轮轴平行,上述两个双向蜗杆、设置有两对夹紧蜗轮轴分别垂直且穿过上述两个蜗轮蜗杆传动箱装配体,上述两个双向蜗杆由两个上述小减速电机装配驱动并传动给上述两对夹紧蜗轮轴,上述主线挂钩与上述主线夹爪分别安装在上述两对夹紧蜗轮轴上,并用上述夹爪压板固定,上述主线夹爪与上述主线挂钩垂直于上述底板;
副线夹紧机构装配体,其包括一个蜗轮蜗杆传动箱装配体、一对副线夹爪、一对夹爪压板、一个小减速电机装配体、一个减速电机联轴器,上述小减速电机装配体的输出轴通过上述减速电机联轴器与蜗轮蜗杆传动箱装配体中的双向蜗杆相连,上述蜗轮蜗杆传动箱装配体固定在底板上,上述双向蜗杆与上述螺栓紧固机构装配体中的扭力蜗轮轴平行,设置有夹紧蜗轮轴,上述双向蜗杆、上述夹紧蜗轮轴分别垂直设置且穿过上述蜗轮蜗杆传动箱装配体,上述双向蜗杆由上述电机装配驱动并传动给上述夹紧蜗轮轴,上述副线夹爪安装在上述夹紧蜗轮轴上,并用上述夹爪压板固定,上述副线夹爪与上述主线夹爪平行;
线夹夹紧机构装配体,其包括线夹减速器装配体、线夹减速器、一个小减速电机装配体、一对圆锥齿轮、一对弹簧、两对线夹固定爪、四个夹爪扩展块,上述线夹减速器装配体固定在底板上,上述线夹减速器位于上述绝缘穿刺线夹的正下方,上述线夹减速器中的双向蜗杆与上述螺栓紧固机构装配体中的右旋蜗杆平行,设置有夹紧蜗轮轴,上述双向蜗杆、上述夹紧蜗轮轴分别垂直设置且穿过上述蜗轮蜗杆传动箱装配体,上述双向蜗杆由上述小减速电机装配驱动上述夹紧蜗轮轴,上述线夹固定爪安装在上述夹紧蜗轮轴上,上述线夹固定爪垂直与底板,上述四个夹爪扩展块分别安装在上述线夹固定爪上,上述弹簧一端与上述线夹扩展块相连,另一端与上述蜗轮蜗杆传动箱装配体相连接。
进一步地,上述螺栓紧固机构装配体总成还包括大电机安装架、蜗轮蜗杆传动箱垫块,上述大电机安装架安装在上述蜗轮蜗杆传动箱垫块上,上述蜗轮蜗杆传动箱垫块安装在上述滚珠导轨上,上述蜗轮蜗杆传动箱装配体通过上述蜗轮蜗杆传动箱垫块与上述滚珠导轨固定在底板上。
进一步地,上述主线夹紧机构装配体总成还包括两个减速电机安装架、两个减速电机安装架垫块,上述减速电机装配体通过上述减速电机安装架与上述减速电机安装架垫块固定在底板上,上述两个减速电机的输出轴分别与上述蜗轮蜗杆传动箱中的双向蜗杆共线,并通过上述联轴器连接。
进一步地,副线夹紧机构装配体总成还包括一个减速电机安装架、一个减速电机安装架垫块,上述减速电机装配体通过上述减速电机安装架与上述减速电机安装架垫块固定在塑料底板上,上述减速电机的输出轴与上述蜗轮蜗杆传动箱中的双向蜗杆共线,并通过上述联轴器连接。
进一步地,上述线夹夹紧机构装配体总成还包括一个减速电机安装架、一个减速电机安装架垫块、一对圆锥齿轮,上述减速电机通过上述减速电机安装架固定在上述减速电机安装架垫块,其中的一个圆锥齿轮安装在上述减速电机的输出轴上,另一个相对啮合的圆锥齿轮安装在上述线夹减速器装配体的双向蜗杆上。
进一步地,上述绝缘穿刺线夹组件还包括两个线夹支撑块,两根上述线夹定位销和其中一个内六角圆头螺钉均穿过其中一个线夹支撑块,并通过上述线夹支撑块固定在上述底板,另一个内六角圆头螺钉安装在另一个线夹支撑块上,并通过上述线夹支撑块固定。
本发明的有益效果:
通过传感器和电机驱动实现线上自动带电剪接火,操作人员无需上杆操作,直接在地面上通过遥控就可以实现带电剪切,目的是为了进一步提高带电作业的安全性和工作效率;
传动箱中采用蜗轮蜗杆传动机构,蜗轮蜗杆传动机构突出优点在于其自锁功能,蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆导程角小于啮合轮齿间当量摩擦角时,蜗轮蜗杆传动机构就好反向自锁,这时只能蜗杆带动蜗轮,而蜗轮不能带动蜗杆,实现了对本发明中夹紧机构,紧固螺栓机构的安全保护;
传动平稳,状态稳固,蜗轮蜗杆传动是一种螺旋式传动,传动中主要形式为齿轮啮合传动,因此具有传动平稳,振动小,噪音低,有利于本发明的状态稳固;
减速效果好,承载能力强。蜗轮蜗杆传动的两轮齿啮合齿面间为线接触,传动比高,本发明中传动比达到1:17,实现了更好的减速效果和承载能力;
蜗轮蜗杆传动的多功能性。本发明利用蜗轮蜗杆传动机构中两个蜗轮轴实现双输出,其中同向输出用于螺栓紧固,反向输出用于主线和副线以及绝缘穿刺线夹的夹紧;
稳定性高,同时采用主线,副线夹紧机构,在高空作业中,提高了装置的稳定性,更利于安全操作;
质量轻,绝缘效果好,本发明底板,传动箱外壳采用塑料材质,具有更好的绝缘效果,安全系数更高;同时塑料相对其他材质,质量更轻,便于高空作业;
采用模块化设计,便于拆卸更换,包装和运输;
应用范围广,广泛应用于高压架空线的测试,检测和维修。
附图说明
图1为本发明架空配电线路带电剪接火的自动装置的结构示意图;
图2为本发明架空配电线路带电剪接火的自动装置的俯视示意图;
图3为图2A-A剖面图;
图4为图2B-B剖面图;
图5为图2C-C剖面图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
参照图1-图5,本发明,架空配电线路带电剪接火的自动装置,包括螺栓紧固机构装配体总成,主线夹紧机构装配体总成,副线夹紧机构装配体总成,绝缘穿刺线夹组件,线夹夹紧机构装配体总成,底板6在靠近线夹夹紧机构装配体和主线夹紧机构装配体总成一侧留有凹槽,以便观察和控制线上机器人操作,螺栓紧固机构装配体总成通过两个套筒杆接头与六角头螺栓细牙拧定,与线夹夹紧机构装配体总成共同实现拧紧螺栓,配合主线夹紧机构装配体总成,副线夹紧机构装配体总成实现对主线和副线的夹紧和松开。
所述螺栓紧固机构装配体总成包含蜗轮蜗杆传动箱装配体8,大电机装配9,大电机联轴器10,套筒杆接头11,套筒连接件12,大电机安装架13,蜗轮蜗杆传动箱垫块14,滚珠导轨15,滚珠导轨安装在底板6上,蜗轮蜗杆传动箱垫块14安装在滚珠导轨15上,蜗轮蜗杆传动箱装配体8通过蜗轮蜗杆传动箱垫块14与滚珠导轨15固定在底板6上,在蜗轮蜗杆传动箱装配体8中通过6个深沟球轴承将一个右旋蜗杆16,两个扭力蜗轮轴17固定在传动箱上,这两个扭力蜗轮轴17通过两个套筒连接件12连接两个套筒杆接头11,右旋蜗杆16的一端连接大电机联轴器10,联轴器10安装在一个大电机装配9上,该电机装配9中的电机即图2中拧螺栓电机9,电机通过大电机安装架13和蜗轮蜗杆传动箱8固定。
所述主线夹紧机构装配体总成包含两个蜗轮蜗杆传动箱装配体18,一对主线挂勾19,,一对主线夹爪20,一对夹爪压板21,一对挂勾压板22,两个小减速电机装配体23,两个减速电机联轴器24,两个减速电机安装架25,两个减速电机安装架垫块26。两个蜗轮蜗杆传动箱装配体18直接通过沉头螺钉固定在底板6上,在两个蜗轮蜗杆传动箱装配体18中通过6个深沟球轴承将一个双向蜗杆27,两个夹紧蜗轮轴28装配在传动箱18上,其中一个传动箱装配体18的夹紧蜗轮轴28与主线夹爪20相连,并使用夹爪压板21使主线夹爪20固定于夹紧蜗轮轴上28,主线夹爪20可实现夹紧主线的功能;同时双向蜗杆27通过减速电机联轴器24与减速电机的输出轴相连,而减速电机装配体23通过减速电机安装架25与减速电机安装架垫块26固定在塑料底板6上;另外一个传动箱装配体18的夹紧蜗轮轴28与主线挂勾19相连,并使用挂勾压板22使主线挂勾19固定于夹紧蜗轮轴28上,主线挂勾19可实现将自动剪接火装置水平悬挂在主线上;同样双向蜗杆27通过减速电机联轴器24与减速电机23的输出轴相连,而减速电机装配体23通过减速电机安装架25与减速电机安装架垫块26固定在塑料底板6上。
所述副线夹紧机构装配体总成包含一个蜗轮蜗杆传动装配体29,一对副线夹爪30,一对夹爪压板31,一个小减速电机装配体32,一个减速电机联轴器33,一个减速电机安装架34,一个减速电机安装架垫块35。减速电机安装架垫块35通过沉头螺钉固定在塑料底板6上,减速电机安装架34固定在减速电机安装架垫块35,减速电机装配体32通过减速电机安装架34和减速电机安装架垫块35固定在塑料底板6上,减速电机32的输出轴通过减速电机联轴器33与蜗轮蜗杆传动箱装配体29中的双向蜗杆36相连。其中蜗轮蜗杆传动箱装配体29直接通过沉头螺钉固定在底板6上,同时在蜗轮蜗杆传动箱装配体29中,蜗轮蜗杆通过6个深沟球轴承固定在蜗轮蜗杆传动箱29的箱体上,蜗轮蜗杆传动箱29的夹紧蜗轮轴37与副线夹爪30相连,并使用夹爪压板31使副线夹爪30固定于夹紧蜗轮轴37上,副线夹爪30可实现夹紧副线的功能。
所述绝缘穿刺线夹组件主要包括六角头螺栓细牙38,线夹支撑块39,线夹定位销40,定位销安装架垫块41,内六角圆头螺钉42左夹块43,右夹块44;两根线夹定位销40和一根内六角圆头螺钉42的一头都穿过左边线夹支撑块39且通过线夹支撑块39固定,同时左侧线夹支撑块39通过定位销安装架垫块41固定在塑料底板6上,两根线夹定位销40的另一头安装在左夹块43上,内六角圆头螺钉42的另一头抵在左夹块43外边缘,另一根内六角圆头螺钉42一头安装在右边线夹支撑块39上,并通过线夹支撑块39固定,另一头抵在右夹块44外边缘,右夹块44上有两根六角头螺栓细牙38穿过;左右夹块相对应实现与线缆相吻合的弧形卡槽。图2中拧螺栓电机9转动后套筒接头12顶住六角头螺栓细牙38,进而拧紧螺栓,当螺栓拧到位时,线夹定位销40自动脱落。
所述线夹夹紧机构装配体总成包含线夹减速器装配体45,一个小减速电机装配体46,一对圆锥齿轮47,一对弹簧48,两对线夹固定爪49,四个夹爪扩展块50,小减速电机安装架51,减速电机安装架垫块52。减速电机安装架垫块52通过沉头螺栓固定在底板6上,减速电机46通过减速电机安装架51固定在减速电机安装架垫块52,其中一个圆锥齿轮47安装在减速电机46的输出轴上,另一个相对啮合的圆锥齿轮47安装在线夹减速器装配体45的双向蜗杆53上,其中线夹减速器装配体45直接通过沉头螺钉固定在底板6上,同时在线夹减速器装配体45中,蜗轮蜗杆通过6个深沟球轴承固定在线夹减速器装配体45的箱体上,线夹减速器装配体45的夹紧蜗轮轴54与两对线夹固定爪49相连,四个夹爪扩展块50分别安装在线夹固定爪49上。弹簧48一端与线夹扩展块50相连,另一端与蜗轮蜗杆传动箱(同向)装配体45相连接,其作用是使套筒杆接头48与螺栓紧密连接。
整个装置的机械动作的顺序:
1:先在地面上将主线夹爪,主线挂勾,副线夹爪,线夹固定爪等复位,使各夹爪和挂勾之间的开口尽可能大。
2:将两个定位销插入绝缘穿刺线夹组件的固定端外侧(即左夹块的外端面,因该左夹块是固定的,故又称固定端),一个内六角圆头螺钉抵在绝缘穿刺线夹的固定端的外下侧,定位好绝缘穿刺线夹固定端后,再用螺丝紧固绝缘穿刺线夹的固定端。
3:两个六角头螺栓细牙穿过绝缘穿刺线夹的浮动端外侧(即右夹块的外端面,因该右夹块是可动的,故又称浮动端),并插入固定端内侧突出的导向套口,该导向套口的另一端口即为两个定位销插入的位置,另一个内六角圆头螺钉的一端抵在浮动端的外下侧,使线夹开口尽可能大。这时线夹固定爪夹紧线夹,使线夹的左右夹块固定不动。
4:用两个万向节头分别连接两对六角头螺栓细牙与套筒杆接头接头,采用万向节式套筒连接件可以适应不同规格的绝缘穿刺线夹,并解决安装误差带来的偏离,即六角头螺栓细牙和套筒杆接头不在一条直线上时,也能实现拧紧螺栓。
5:将副线先穿过主线夹紧机构组件、副线夹紧机构组件和绝缘穿刺线夹组件的副线孔,通过副线夹紧机构夹紧副线。
6:在地面完成以上操作后,用撑杆将装置送上杆,让主线穿过穿刺线夹主线孔,通过主线夹紧机构夹紧主线。此时,撑杆一直支撑在底板下面。
7:通过地面遥控控制螺栓紧固机构,实现大电机带动蜗轮蜗杆传动箱(同向)运转,蜗轮蜗杆传动箱的扭力蜗轮轴旋转六角头螺栓细牙,随着六角头螺栓细牙的转动,穿刺刀片开始刺穿主线和副线,当主副线导通达到最佳效果时,完成剪切火自动装置的安装。
本发明,架空配电线路带电剪接火的自动装置,通过传感器和电机驱动实现线上自动带电剪接火,操作人员无需上杆操作,直接在地面上通过遥控就可以实现带电剪切,目的是为了进一步提高带电作业的安全性和工作效率;传动箱中采用蜗轮蜗杆传动机构,蜗轮蜗杆传动机构突出优点在于其自锁功能,蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆导程角小于啮合轮齿间当量摩擦角时,蜗轮蜗杆传动机构就好反向自锁,这时只能蜗杆带动蜗轮,而蜗轮不能带动蜗杆,实现了对本发明中夹紧机构,紧固螺栓机构的安全保护;传动平稳,状态稳固,蜗轮蜗杆传动是一种螺旋式传动,传动中主要形式为齿轮啮合传动,因此具有传动平稳,振动小,噪音低,有利于本发明的状态稳固;减速效果好,承载能力强。蜗轮蜗杆传动的两轮齿啮合齿面间为线接触,传动比高,本发明中传动比达到1:17,实现了更好的减速效果和承载能力;蜗轮蜗杆传动的多功能性。本发明利用蜗轮蜗杆传动机构中两个蜗轮轴实现双输出,其中同向输出用于螺栓紧固,反向输出用于主线和副线以及绝缘穿刺线夹的夹紧;稳定性高,同时采用主线,副线夹紧机构,在高空作业中,提高了装置的稳定性,更利于安全操作;质量轻,绝缘效果好,本发明底板,传动箱外壳采用塑料材质,具有更好的绝缘效果,安全系数更高;同时塑料相对其他材质,质量更轻,便于高空作业;采用模块化设计,便于拆卸更换,包装和运输;应用范围广,广泛应用于高压架空线的测试,检测和维修。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。