CN105938999B - 高压电缆加热校直智能一体机及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压电缆加热校直智能一体机及校直方法，其包括底板架、设置在底板架上端的外套体、设置在外套体右端的右封盖、设置在外套体左端的左端盖、设置在外套体内左端下部或右端下部的加热管、沿X向设置在底板架上端的下固定V型夹紧块以及设置在外套体内的夹紧装置；本发明结构紧凑，设计合理，操作简便，成本低廉，保证了施力的恒定性，始终保持夹紧力的一致性。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压电缆加热校直智能一体机及控制方法。
背景技术
随着城市的发展，用电量的增加，电缆接头出现故障的现象时有发生，大多情况下设备运行环境恶劣无人值守，在电缆局部发生故障后不易被发现，事故蔓延即造成重大事故，影响正常生产，给电力企业造成经济和信誉的重大损失，因此，预防事故的发生则成为安全生产的根本。电缆接头的可靠连接更是降低或杜绝事故发生的根本所在。
目前许多供电公司都是在常温下采用人工直接将电缆接头拉直或用其他简单的方法将电缆拉直，这样不仅电缆连接端头容易受到损伤，电缆的直线度也得不到保证，同时在自然温度下，将电缆校直存在着较大的内应力，这样不仅对输电电流产生一定的损耗，同时随着时间的推移，由于电缆连接部分没有充分校直，在连接螺母压力的作用下慢慢的发生变化，使得电缆连接处出现松动、连接不可靠的现象，在供电过程中产生大量的热量，隐藏着巨大的安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种设计合理的高压电缆加热校直智能一体机及控制方法。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种高压电缆加热校直智能一体机，包括底板架、设置在底板架上端的外套体、设置在外套体右端的右封盖、设置在外套体左端的左端盖、设置在外套体内左端下部或右端下部的加热管、沿X向设置在底板架上端的下固定V型夹紧块以及设置在外套体内的夹紧一体机；
夹紧一体机包括固定设置在底板架上的拱形固定架、下端固定在拱形固定架上表面的电动推杆、电机轴下端与电动推杆传动连接的伺服电机、与伺服电机机座固定连接且沿X向设置的连接横架、设置在连接横架下方且与下固定V型夹紧块相对应的上活动V型夹紧块、设置在下固定V型夹紧块和/或上活动V型夹紧块右端的限位块以及沿Z向设置在连接横架与上活动V型夹紧块之间的连接轴；
在外套体内部固定设置有风扇架，在风扇架上设置有轴流风扇；加热管设置在轴流风扇的出风口一侧；
还包括电气控制系统，
电气控制系统包括用于提供电能的电源模块、加热控制按钮、温控表、设置在轴流风扇内的温度传感器、固态继电器、加热管、轴流风扇、计时控制按钮、计时器、蜂鸣器、电机控制器、设置在下固定V型夹紧块和/或上活动V型夹紧块上的压力传感器以及伺服电机；
电源模块通过加热控制按钮与温控表电连接，
电源模块通过计时控制按钮与计时器电连接，
温度传感器将检测到的外套体内温度反馈给温控表，温控表通过固态继电器分别控制加热管的通断与轴流风扇的通断；
计时器分别控制蜂鸣器与电机控制器，压力传感器将压力信号反馈给电机控制器，电机控制器控制伺服电机的通断，温控表将温度传感器反馈的电信号传递给计时器，电机控制器将压力传感器反馈的电信号传递给计时器。
进一步，还包括分别设置在底板架下端四角的外支腿、插装在相应外支腿下端的内支腿、插装在底板架与外支腿之间的连接销、设置在连接销上的开口销、设置在相应外支腿下部与内支腿上部之间的固定螺栓以及分别设置在底板架左右两侧的把手；
相邻的外支腿和/或相邻的内支腿打开时呈八字型设置。
进一步， 在左端盖左侧设置有内孔轴心线沿X向设置的电缆辅助扶正座。
进一步， 轴流风扇设置在外套体内部左侧下部，轴流风扇的出风口的风向沿X向流动，外套体内侧壁上设置有保温层。在右封盖上设置有观察窗，在左端盖用于插入电缆接头的通孔处设置有拉绳式缩口套，在拉绳式缩口套内设置有保温套。
进一步， 下固定V型夹紧块与上活动V型夹紧块沿X向穿过拱形固定架下部的拱形洞，上活动V型夹紧块在拱形固定架的拱形洞内沿Z向移动设置。
进一步， 沿X向在下固定V型夹紧块中部与两端之间的V型接触面上设置有与夹紧的电缆接头不接触的内凹面，沿X向在上活动V型夹紧块中部与两端之间的V型接触面上设置有与夹紧的电缆接头不接触的内凹面。
进一步， 沿X向上活动V型夹紧块为中间高于两端的拱形设置和/或下固定V型夹紧块为中间低于两端的拱形设置，在上活动V型夹紧块上设置有减重工艺孔。
进一步， 在外套体上设置有水平仪，在下固定V型夹紧块上设置有分别用于检测电缆侧母线X向的直线度与工作加压时上活动V型夹紧块的X向的V型接触面直线度的激光检测仪。
进一步，温控表型号SXC-1.5，计时器型号TH638，电机控制器型号XC606，固态继电器型号是SSR-60，加热管型号是GYS2，加热控制按钮与计时控制按钮的型号是LA39-C，蜂鸣器型号是AD16；伺服电机型号是130BYG2537。
一种对高压电缆进行校直的控制方法，借助于上述一体机，依次执行以下步骤：
a： 通过把手将所述一体机放置于平整的地面上，通过固定螺栓调整内支腿在相应外支腿内插装位置，并配合水平仪调整所述一体机的高度与水平度；
b：将待校直的电缆接头从左端盖放入位于正下方的下固定V型夹紧块的V型接触面上；
c：启动加热控制按钮与计时控制按钮，分别接通电源模块，通过计时器设定电缆接头的保温时间以及电缆接头的保压校直时间，通过电机控制器设定电缆接头的加压数值；
d：启动加热管与轴流风扇，加热管对外套体内腔加热，轴流风扇对外套体内腔中的气流循环；温度传感器将外套体内实际温度反馈给温控表，温控表对比实际温度与预设温度值：当实际温度低于预设温度值，温控表通过固态继电器控制加热管继续加热；当实际温度达到预设温度值，温控表通过固态继电器控制加热管停止加热并保温，同时温度传感器将检测的温度通过温控表传递给计时器，计时器开始计算保温时间；
e：到达保温时间后，蜂鸣器报警，计时器通过电机控制器控制伺服电机的开启，伺服电机带动电动推杆下降，上活动V型夹紧块对电缆接头加压；当所加压力值低于设定的加压数值，压力传感器将压力信号反馈给电机控制器，伺服电机开启转动并带动电动推杆下降加压；当所加压力值达到设定的加压数值，压力传感器将压力信号通过电机控制器反馈给计时器，电机控制器控制伺服电机停止转动并开始计算保压校直时间；
f：到达保压校直时间后，蜂鸣器报警，电机控制器控制伺服电机的开启，伺服电机带动电动推杆上升，上活动V型夹紧块与电缆接头分离，取出已校直的电缆接头；
g：关闭电源模块。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明结构紧凑，设计合理，操作简便，成本低廉，保证了施力的恒定性，始终保持夹紧力的一致性，使得被夹紧电缆受力均匀，校直效果达到预期，具有快速夹紧和自动加热保温功能，大大降低了人员的劳动强度，提高了电缆的直线度，并使电缆接头连接更加可靠。
本发明通过伺服电机的电机轴带动电动推杆升降，实现伺服电机机座带动连接横架升降，连接横架通过连接轴带动上活动V型夹紧块升降，从而实现对电缆接头的加压，使得电缆接头受力均匀；轴流风扇使得外套体内气流循环，均匀受热；通过电气控制系统实现智能控制，省时省力，配置合理，相邻的外支腿和/或相邻的内支腿打开时呈八字型设置,结实牢固，轴流风扇设置在外套体内部左侧下部，使得气流循环更加科学合理，提高升温保温效果;通过保温层，减少热损；上活动V型夹紧块和/或下固定V型夹紧块为拱形结构来抵消因重力与夹紧力作用的变形，使得上活动V型夹紧块和/或下固定V型夹紧块均匀受力夹紧，避免出现中间受力大两端受力小的情形，通过在上活动V型夹紧块和/或下固定V型夹紧块上Y向滚花设置，更好的均匀受力夹紧，沿X向在上活动V型夹紧块和/或下固定V型夹紧块中部与两端之间的V型接触面上设置有与夹紧的电缆接头不接触的内凹面，在上活动V型夹紧块上设置有减重工艺孔，使得V型夹板设计上更加合理，工艺性好，在外套体上设置有水平仪调整方便；通过伺服电机机座升降，使得重力成为夹紧力的一个分力，减少伺服电机的输出功率，降低能耗，降低成本，激光检测仪方便检测。本发明的校直方法，操作方便，工艺合理，使用简单。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的左视剖视结构示意图。
图3是本发明夹紧一体机的结构示意图。
图4是本发明轴流风扇的结构示意图。
图5是本发明的电路框图。
其中：1、外套体；2、右封盖；3、底板架；4、内支腿；5、外支腿；6、左端盖；7、轴流风扇；8、风扇架；9、把手；10、电缆辅助扶正座；11、下固定V型夹紧块；12、夹紧一体机；13、电动推杆；14、连接横架；15、连接轴；16、上活动V型夹紧块；17、限位块；18、伺服电机；19、拱形固定架。
具体实施方式
为了方便表述清楚，以人正常阅览图纸来定义左右上下，图纸朝向人的方向为前，远离人的方向为后。
如图1-5所示，本发明包括底板架3、设置在底板架3上端的外套体1、设置在外套体1右端的右封盖2、设置在外套体1左端的左端盖6、设置在外套体1内左端下部或右端下部的加热管、沿X向设置在底板架3上端的下固定V型夹紧块11以及设置在外套体1内的夹紧一体机12；
夹紧一体机12包括固定设置在底板架3上的拱形固定架19、下端固定在拱形固定架19上表面的电动推杆13、电机轴下端与电动推杆13传动连接的伺服电机18、与伺服电机18机座固定连接且沿X向设置的连接横架14、设置在连接横架14下方且与下固定V型夹紧块11相对应的上活动V型夹紧块16、设置在下固定V型夹紧块11和/或上活动V型夹紧块16右端的限位块17以及沿Z向设置在连接横架14与上活动V型夹紧块16之间的连接轴15；
在外套体1内部固定设置有风扇架8，在风扇架8上设置有轴流风扇7；加热管设置在轴流风扇7的出风口一侧；
如图5所示，还包括电气控制系统，
电气控制系统包括用于提供电能的电源模块、加热控制按钮、温控表、设置在轴流风扇7内的温度传感器、固态继电器、加热管、轴流风扇7、计时控制按钮、计时器、蜂鸣器、电机控制器、设置在下固定V型夹紧块11和/或上活动V型夹紧块16上的压力传感器以及伺服电机18；
电源模块通过加热控制按钮与温控表电连接，
电源模块通过计时控制按钮与计时器电连接，
温度传感器将检测到的外套体1内温度反馈给温控表，温控表通过固态继电器分别控制加热管的通断与轴流风扇7的通断；
计时器分别控制蜂鸣器与电机控制器，压力传感器将压力信号反馈给电机控制器，电机控制器控制伺服电机18的通断，温控表将温度传感器反馈的电信号传递给计时器，电机控制器将压力传感器反馈的电信号传递给计时器。
即温控表的输出端口与温度传感器的一输入端口电连接，温度传感器的一输出端口与固态继电器输入端口电连接，固态继电器的输出端口分别与加热管以及轴流风扇7的相应端口电连接，温度传感器的另一输出端口与计时器输入端口电连接，计时器一输出端口与蜂鸣器电连接，计时器一输入输出端口与电机控制器的相应端口电连接，压力传感器输出端口与机控制器的相应输入端口电连接，作为公知常识，电源模块可以通过变压电路变压后与控制电路模块连接，计时器输出端口与蜂鸣器之间连接有控制器，控制蜂鸣器的启停，或蜂鸣器自带有控制模块，计数器与电机控制器可以组成一个计时控制器。
进一步，还包括分别设置在底板架3下端四角的外支腿5、插装在相应外支腿5下端的内支腿4、插装在底板架3与外支腿5之间的连接销、设置在连接销上的开口销、设置在相应外支腿5下部与内支腿4上部之间的固定螺栓以及分别设置在底板架3左右两侧的把手9；
相邻的外支腿5和/或相邻的内支腿4打开时呈八字型设置，闭合时，内支腿4可以收回到外支腿5内，节省空间。
进一步， 在左端盖6左侧设置有内孔轴心线沿X向设置的电缆辅助扶正座10。
进一步， 轴流风扇7设置在外套体1内部左侧下部，轴流风扇7的出风口的风向沿X向流动，提高气流流通速度。外套体1内侧壁上设置有保温层。在右封盖2上设置有观察窗，可以观察内孔情况，在左端盖6用于插入电缆接头的通孔处设置有拉绳式缩口套，在拉绳式缩口套内设置有保温套，从而更好的密封。
进一步， 下固定V型夹紧块11与上活动V型夹紧块16沿X向穿过拱形固定架19下部的拱形洞，上活动V型夹紧块16在拱形固定架19的拱形洞内沿Z向移动设置。
进一步， 沿X向在下固定V型夹紧块11中部与两端之间的V型接触面上设置有与夹紧的电缆接头不接触的内凹面，沿X向在上活动V型夹紧块16中部与两端之间的V型接触面上设置有与夹紧的电缆接头不接触的内凹面。
进一步， 沿X向上活动V型夹紧块16为中间高于两端的拱形设置和/或下固定V型夹紧块11为中间低于两端的拱形设置，在上活动V型夹紧块16上设置有减重工艺孔。
进一步， 在外套体1上设置有水平仪，在下固定V型夹紧块11上设置有分别用于检测电缆侧母线X向的直线度与工作加压时上活动V型夹紧块16的X向的V型接触面直线度的激光检测仪。
进一步，温控表型号SXC-1.5，计时器型号TH638，电机控制器型号XC606，固态继电器型号是SSR-60，加热管型号是GYS2，加热控制按钮与计时控制按钮的型号是LA39-C，蜂鸣器型号是AD16；伺服电机18型号是130BYG2537。
一种对高压电缆校直时上述一体机的控制方法，借助于上述一体机，依次执行以下步骤：
a： 通过把手9将一体机放置于平整的地面上，通过固定螺栓调整内支腿4在相应外支腿5内插装位置，并配合水平仪调整一体机的高度与水平度；
b：将待校直的电缆接头从左端盖6放入位于正下方的下固定V型夹紧块11的V型接触面上；
c：启动加热控制按钮与计时控制按钮，通过计时器设定电缆接头的保温时间以及电缆接头的保压校直时间，通过电机控制器设定电缆接头的加压数值；
d：分别接通电源模块，启动加热管与轴流风扇7，加热管对外套体1内腔加热，轴流风扇7对外套体1内腔中的气流循环；温度传感器将外套体1内实际温度反馈给温控表，温控表对比实际温度与预设温度值：当实际温度低于预设温度值，温控表通过固态继电器控制加热管继续加热；当实际温度达到预设温度值，温控表通过固态继电器控制加热管停止加热并保温，同时温度传感器通过温控表将检测的温度传递给计时器，计时器开始计算保温时间；
e：到达保温时间后，蜂鸣器报警，计时器通过电机控制器控制伺服电机18的开启，伺服电机18带动电动推杆13下降，上活动V型夹紧块16对电缆接头加压；当所加压力值低于设定的加压数值，压力传感器将压力信号反馈给电机控制器，伺服电机18开启转动并带动电动推杆13下降加压；当所加压力值达到设定的加压数值，压力传感器将压力信号通过电机控制器反馈给计时器，电机控制器控制伺服电机18停止转动并开始计算保压校直时间；
f：到达保压校直时间后，蜂鸣器报警，电机控制器控制伺服电机18的开启，伺服电机18带动电动推杆13上升，上活动V型夹紧块16与电缆接头分离，取出已校直的电缆接头；
g：关闭电源模块。
作为优选保温时间以及电缆接头的保压校直时间，通过电机控制器设定电缆接头的加压数值；
作为常用参数范围：预设温度值75℃-80℃，优选80℃，保温时间3个小时，保压校直时间8个小时，加压数值250N到300N，优选300N,上述参数可以根据实际情况进行调整，以适应不同的工作条件与电缆接头。
本发明特别适用于电缆导体横截面积在150—2500平方米，接头长度在400mm-2000mm范围内的35kV及以上等级的高压电缆。计时器型号TH638可以设置在电机控制器型号XC606上形成计时控制模块。
本发明结构紧凑，设计合理，操作简便，成本低廉，保证了施力的恒定性，始终保持夹紧力的一致性，使得被夹紧电缆受力均匀，校直效果达到预期，具有快速夹紧和自动加热保温功能，大大降低了人员的劳动强度，提高了电缆的直线度，并使电缆接头连接更加可靠。
本发明通过伺服电机18的电机轴带动电动推杆13升降，实现伺服电机18机座带动连接横架14升降，连接横架14通过连接轴15带动上活动V型夹紧块16升降，从而实现对电缆接头的加压，使得电缆接头受力均匀；轴流风扇7使得外套体1内气流循环，均匀受热；通过电气控制系统实现智能控制，省时省力，配置合理，相邻的外支腿5和/或相邻的内支腿4打开时呈八字型设置,结实牢固，轴流风扇7设置在外套体1内部左侧下部，使得气流循环更加科学合理，提高升温保温效果;通过保温层，减少热损；上活动V型夹紧块16和/或下固定V型夹紧块11为拱形结构来抵消因重力与夹紧力作用的变形，使得上活动V型夹紧块16和/或下固定V型夹紧块11均匀受力夹紧，避免出现中间受力大两端受力小的情形，通过在上活动V型夹紧块16和/或下固定V型夹紧块11上Y向滚花设置，更好的均匀受力夹紧，沿X向在上活动V型夹紧块16和/或下固定V型夹紧块11中部与两端之间的V型接触面上设置有与夹紧的电缆接头不接触的内凹面，在上活动V型夹紧块16上设置有减重工艺孔，使得V型夹板9设计上更加合理，工艺性好，在外套体1上设置有水平仪调整方便；通过伺服电机18机座升降，使得重力成为夹紧力的一个分力，减少伺服电机18的输出功率，降低能耗，降低成本，激光检测仪方便检测。本发明的校直方法，操作方便，工艺合理，使用简单。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种高压电缆加热校直智能一体机，其特征在于：包括底板架(3)、设置在底板架(3)上端的外套体(1)、设置在外套体(1)右端的右封盖(2)、设置在外套体(1)左端的左端盖(6)、设置在外套体(1)内左端下部或右端下部的加热管、沿X向设置在底板架(3)上端的下固定V型夹紧块(11)以及设置在外套体(1)内的夹紧一体机(12)；
夹紧一体机(12)包括固定设置在底板架(3)上的拱形固定架(19)、下端固定在拱形固定架(19)上表面的电动推杆(13)、电机轴下端与电动推杆(13)传动连接的伺服电机(18)、与伺服电机(18)机座固定连接且沿X向设置的连接横架(14)、设置在连接横架(14)下方且与下固定V型夹紧块(11)相对应的上活动V型夹紧块(16)、设置在下固定V型夹紧块(11)和/或上活动V型夹紧块(16)右端的限位块(17)以及沿Z向设置在连接横架(14)与上活动V型夹紧块(16)之间的连接轴(15)；
在外套体(1)内部固定设置有风扇架(8)，在风扇架(8)上设置有轴流风扇(7)；加热管设置在轴流风扇(7)的出风口一侧；
还包括电气控制系统，
电气控制系统包括用于提供电能的电源模块、加热控制按钮、温控表、设置在轴流风扇(7)内的温度传感器、固态继电器、加热管、轴流风扇(7)、计时控制按钮、计时器、蜂鸣器、电机控制器、设置在下固定V型夹紧块(11)和/或上活动V型夹紧块(16)上的压力传感器以及伺服电机（18）；
电源模块通过加热控制按钮与温控表电连接，
电源模块通过计时控制按钮与计时器电连接，
温度传感器将检测到的外套体(1)内温度反馈给温控表，温控表通过固态继电器分别控制加热管的通断与轴流风扇(7)的通断；
计时器分别控制蜂鸣器与电机控制器，压力传感器将压力信号反馈给电机控制器，电机控制器控制伺服电机（18）的通断，温控表将温度传感器反馈的电信号传递给计时器，电机控制器将压力传感器反馈的电信号传递给计时器。
2.根据权利要求1所述的一种高压电缆加热校直智能一体机，其特征在于：还包括分别设置在底板架(3)下端四角的外支腿(5)、插装在相应外支腿(5)下端的内支腿(4)、插装在底板架(3)与外支腿(5)之间的连接销、设置在连接销上的开口销、设置在相应外支腿(5)下部与内支腿(4)上部之间的固定螺栓以及分别设置在底板架(3)左右两侧的把手(9)；
相邻的外支腿(5)和/或相邻的内支腿(4)打开时呈八字型设置。
3. 根据权利要求2所述的一种高压电缆加热校直智能一体机，其特征在于： 在左端盖(6)左侧设置有内孔轴心线沿X向设置的电缆辅助扶正座(10)。
4. 根据权利要求2所述的一种高压电缆加热校直智能一体机，其特征在于： 轴流风扇(7)设置在外套体(1)内部左侧下部，轴流风扇(7)的出风口的风向沿X向流动，外套体(1)内侧壁上设置有保温层；
在右封盖(2)上设置有观察窗，在左端盖(6)用于插入电缆接头的通孔处设置有拉绳式缩口套，在拉绳式缩口套内设置有保温套。
5. 根据权利要求4所述的一种高压电缆加热校直智能一体机，其特征在于： 下固定V型夹紧块(11)与上活动V型夹紧块(16)沿X向穿过拱形固定架(19)下部的拱形洞，上活动V型夹紧块(16)在拱形固定架(19)的拱形洞内沿Z向移动设置。
6. 根据权利要求5所述的一种高压电缆加热校直智能一体机，其特征在于： 沿X向在下固定V型夹紧块(11)中部与两端之间的V型接触面上设置有与夹紧的电缆接头不接触的内凹面，沿X向在上活动V型夹紧块(16)中部与两端之间的V型接触面上设置有与夹紧的电缆接头不接触的内凹面。
7. 根据权利要求6所述的一种高压电缆加热校直智能一体机，其特征在于： 沿X向上活动V型夹紧块(16)为中间高于两端的拱形设置和/或下固定V型夹紧块(11)为中间低于两端的拱形设置，在上活动V型夹紧块(16)上设置有减重工艺孔。
8. 根据权利要求7所述的一种高压电缆加热校直智能一体机，其特征在于： 在外套体(1)上设置有水平仪，在下固定V型夹紧块(11)上设置有分别用于检测电缆侧母线X向的直线度与工作加压时上活动V型夹紧块(16)的X向的V型接触面直线度的激光检测仪。
9. 根据权利要求8所述的一种高压电缆加热校直智能一体机，其特征在于：温控表型号SXC-1.5，计时器型号TH638， 电机控制器型号XC606，固态继电器型号是SSR-60，加热管型号是GYS2，加热控制按钮与计时控制按钮的型号是LA39-C，蜂鸣器型号是AD16；伺服电机（18）型号是130BYG2537。
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