CN106655061A - 一种架空地线的智能耐张线夹 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种架空地线的智能耐张线夹，包括线夹本体、引流线夹、延长杆、拉环、传感器，所述线夹本体连接所述引流线夹，所述线夹本体连接所述延长杆，所述延长杆连接所述拉环，所述传感器设于所述线夹本体上，所述传感器用于检测所述线夹本体的工作状态。本发明的智能耐张线夹，实时监测耐张线夹的落地电流、雷击电流、雷击次数、工作温度以及微风震动频率与幅值，有效预警架空接地线断线故障，从而提前采取措施避免事故的发生。
Description
技术领域
本发明属于电力自动化领域，具体涉及一种架空地线的智能耐张线夹。
背景技术
电力输电线路广泛采用架空接地线保护输电线缆，架空地线布设在架空输电线路上方，当发生雷击的时候接地线承受雷击能量，并将雷击电流通过铁塔导入地下。架空地线通过耐张线夹与铁塔连接，雷击电流亦通过耐张线夹导入铁塔入地。
架空地线由于受到雷击电流的伤害、微风震动等因素影响，会导致断股，进而引发断线，一旦架空地线断线，将会跌落到下方的输电线上，导致停电事故或更严重的导线断线事故，而这类事故发生的概率不低，危害极大，目前尚无有效预防性地检测手段。
不当架设的地线，会感应出很大的接地电流，大电流会导致耐张线夹处，导线熔断坠落，引发事故。
雷击引起导地线断股，或在悬垂线夹处断线的故障比较常见，雷直击架空地线断线的故障亦时有发生。比如1)雷电流的热效应，雷击架空地线时，雷击点的电流密度最大，温度最高，雷电弧的温度可达数千K；2)雷电流的冲击效应，曾有记载雷电劈开百年大树和将钢筋混凝土击出一个大洞的现象，这说明雷电有较大的机械冲击力(即雷电流的冲击效应)，当导地线遭受雷击时，如果雷电冲击波的冲量大于导地线所能耐受的冲量，导地线将被打断；3)工频短路电流的热效应，雷击架空地线断线的同时几乎伴随着绝缘子闪络放电，由于地线一杆塔系统的阻抗(电阻)远小于被雷击放电接地的杆塔，在雷击放电接地的杆塔，大部分的工频续流分流到架空地线上，架空地线短路，而允许电流小，这是雷击架空地线断线的主要原因，而悬垂线夹处为薄弱环节，则更容易断线；4)高温下架空地线的张力作用，雷电流和工频短路电流的热效应使雷击导线温度升高。在高温下，架空地线的抗拉强度降低，钢的熔化温度为1560℃。由于雷电流的热效应、冲击效应和工频电流的热效应以及抗拉强度下降的架空地线的张力共同作用下，架空地线断落。
根据上述事故分析报告表明，架空地线断股，通常发生在耐张线夹的连接处，其原因是该处为震动应力聚集处和雷击电流入地点，承受雷击的大电流冲击，会导致部分线股过热而损坏或弱化，长时间微风震动会导致金属疲劳而断裂。
发明内容
本发明的目的是提供一种架空地线的智能耐张线夹，解决现有的架空地线耐张线夹处导线因微风震动和雷击电流入损坏或弱化，容易使架空地线断股等技术问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种架空地线的智能耐张线夹，包括线夹本体、引流线夹、延长杆、拉环、传感器，所述线夹本体连接所述引流线夹，所述线夹本体连接所述延长杆，所述延长杆连接所述拉环，所述传感器设于所述线夹本体上，所述传感器用于检测所述线夹本体的工作状态。
如上所述的智能耐张线夹，优选地，所述传感器连接无线通信设备，无线传输所述传感器集收集到的信号。
如上所述的智能耐张线夹，优选地，所述无线通信设备为射频、WIFI，BLUETOOTH或ZIGBEE。
如上所述的智能耐张线夹，优选地，所述传感器包括应变震动传感器和线性霍尔传感器，所述应变震动传感器，用于震动的检测；所述线性霍尔传感器用于雷击电流的监测。
如上所述的智能耐张线夹，优选地，所述应变震动传感器连接应变桥的一端，所述应变桥的另一端通过滑轮压紧在导线上。
如上所述的智能耐张线夹，优选地，所述传感器还包括温度传感器，用于温度的检测。
如上所述的智能耐张线夹，优选地，所述传感器还包括所述罗氏线圈，用于感应电流的检测。
如上所述的智能耐张线夹，优选地，所述传感器与所述无线通信设备集成单片机，所述单片机设有电池和天线，完成信息采集、处理与通信。
如上所述的智能耐张线夹，优选地，电池采用太阳能充电电池或长寿命的锂电池。
如上所述的智能耐张线夹，优选地，所述单片机设有绝缘护罩。
如上所述的智能耐张线夹，优选地，所述拉环为U形挂环。
本发明提供的智能耐张线夹，实时监测耐张线夹的落地电流、雷击电流、雷击次数、工作温度以及微风震动频率与幅值，有效预警架空接地线断线故障，从而提前采取措施避免事故的发生。
附图说明
图1是本发明一优选实施例的结构示意图。
图2是本发明一优选实施例的原理框图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面请参考附图并结合实施例来详细说明发明。
实施例1
一种架空地线的智能耐张线夹，如图1所示，包括线夹本体1、引流线夹11、延长杆2、拉环3、传感器，线夹本体1连接引流线夹11，线夹本体连接延长杆2，延长杆2连接拉环3，传感器设于所述线夹本体上，传感器用于检测耐张线夹的工作状态。使用时，应用传感器与无线通信设备连接，将传感器集收集到的信号无线传输给后台，实现线夹的工作状态在线监测。无线通信设备是实现与地面基站通信的功能，无线通信设备可以是射频、WIFI，BLUETOOTH，ZIGBEE，或其他自定义标准的无线通信模块。
传感器包括应变震动传感器和线性霍尔传感器7，所述应变震动传感器，用于震动的检测；所述线性霍尔传感器用于雷击电流的监测。
具体地，应变震动传感器设于所述线夹本体上，如图1和2所示，应变桥8的一端通过滑轮9压紧在导线4上，另一端固定在线夹本体1上，当导线4发生震动时，应变将集中在此处，该震动被应变震动传感器检出，转换成震动频率和震动幅度信号，通过无线通信设备，如射频RF，将信号无线传输后台，后台系统分析该震动强度和地线结构强度与材料强度等特性，可以提前预警金属疲劳。
在接地环即拉环前，安装线性霍尔传感器7(H)，以检测雷击脉冲电流，通过分析雷击电流强度、次数，提前预警地线断股，避免事故发生。
耐张线夹的发热和空气温度，如果有较大温差，则表面地线上有故障隐患，需要及时排查，可在线夹本体上设有温度传感器T。如果线性霍尔传感器检测到雷击电流信号，同时温度传感器又检测到线夹温升，这表明地线受到较大冲击，将发出预警信号，避免地线断裂事故。
进一步，在线夹本体1上安装罗氏线圈6，即电流传感器，一方面通过电流传感监测感应电流大小，另一方面通过线性霍尔传感器可以监测感应雷击电流大小，这些数据传输到后台，可以分析出不当接地故障，避免不当接地导致的大电流熔断地线的事故发生。
为了方便检测信号的传输，将上述的传感器，即应变震动传感器、罗氏线圈(电流传感器)、温度传感器及霍尔传感器和无线通信设备集成单片机(MCU)，单片机连接有电池和天线10，完成信息采集、处理与通信。电池可采用太阳能充电电池或长寿命的锂电池供电。
为了进一步保护单片机，延长使用寿命，在单片机设有绝缘护罩5，绝缘护罩5采用有机复合材料制成，具有良好的绝缘性能、抗老化性能和阻燃性能，把其装配在单片机的外部，可起到绝缘保护作用。
拉环可采用U形挂环，用于与电杆紧固。
本发明采用应变震动传感器、罗氏线圈(电流传感器)、线性霍尔传感器与温度传感器，采集耐张线夹的微风震动、感应电流、雷击电流与工作温度等参数，可实现震动检测、感应电流检测、雷击电流和温度检测监测；通过定量分析，实现地线的运行状态在线监测，有效预警架空地线故障，可提前采取措施，避免地架空线断线事故的发生。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种架空地线的智能耐张线夹，其特征在于，包括线夹本体、引流线夹、延长杆、拉环、传感器，所述线夹本体连接所述引流线夹，所述线夹本体连接所述延长杆，所述延长杆连接所述拉环，所述传感器设于所述线夹本体上，所述传感器用于检测所述线夹本体的工作状态。
2.如权利要求1所述的智能耐张线夹，其特征在于，所述传感器连接无线通信设备，无线传输所述传感器集收集到的信号。
3.如权利要求2所述的智能耐张线夹，其特征在于，所述无线通信设备为射频、WIFI，BLUETOOTH或ZIGBEE。
4.如权利要求3所述的智能耐张线夹，其特征在于，所述传感器包括应变震动传感器和线性霍尔传感器，所述应变震动传感器，用于震动的检测；所述线性霍尔传感器用于雷击电流的监测。
5.如权利要求4所述的智能耐张线夹，其特征在于，所述应变震动传感器连接应变桥的一端，所述应变桥的另一端通过滑轮压紧在导线上。
6.如权利要求5所述的智能耐张线夹，其特征在于，所述传感器还包括温度传感器，用于温度的检测。
7.如权利要求6所述的智能耐张线夹，其特征在于，所述传感器还包括所述罗氏线圈，用于感应电流的检测。
8.如权利要求6所述的智能耐张线夹，其特征在于，所述传感器与所述无线通信设备集成单片机，所述单片机设有电池和天线，完成信息采集、处理与通信。
9.如权利要求8所述的智能耐张线夹，其特征在于，电池采用太阳能充电电池或长寿命的锂电池。
10.如权利要求8或9所述的智能耐张线夹，其特征在于，所述单片机设有绝缘护罩。
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