CN110702039B - 一种用于测量悬垂绝缘子串风偏角度的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测量悬垂绝缘子串风偏角度的装置，包括编码器、机械传动装置和连杆组件，连杆组件一端与设于横担上的悬垂绝缘子串上端卡接，连杆组件另一端与机械传动装置连接，连杆组件经机械传动装置与所述编码器，机械传动装置和编码器均固定于横担上，连接沿导线方向摆动的悬垂绝缘子串带动连杆组件，连杆组件的摆动量经机械传动装置传递给编码器。本发明方便实用，不需要拆卸绝缘子串便可测量的悬垂绝缘子串风偏角度，解决当前输电线路绝缘子串风偏角测量不易的问题。

Description

一种用于测量悬垂绝缘子串风偏角度的装置

技术领域

本发明涉及输电线路装置技术领域，尤其涉及一种用于测量悬垂绝缘子串风偏角度的装置。

背景技术

随着电网建设的快速发展，线路走廊日益紧张，通过复杂地形及恶劣气候条件地区的输电线路日益增多，风偏闪络现象也愈发严重。架空输电线路的绝缘子串与导线在大风载荷作用下偏离其垂直位置，形成风偏角，发生面外摇摆，在此过程中如果带电导体与铁塔之间的间隙过小（即风偏角过大），此间隙的电气强度不能承受系统运行电压时就会发生放电现象，造成输电线路跳闸，即发生风偏闪络事故。输电线路风偏跳闸后重合闸成功率较低，严重影响和威胁电网系统的正常运行，造成巨大的经济损失与社会影响。

为了有效保证输电线路的安全稳定运行，测量输电线路绝缘子串风偏角是输电线路防治风偏设计的首要工作。长期以来，国内外通常使用高速摄像机辅助人工观察的方法检测风偏，由于客观环境原因，此种方法局限性很大；另有使用风偏测量仪测量绝缘子串风偏角，此种方法需先将绝缘子串拆卸，再将测量仪安装至绝缘子串与横担之间，对于正在运行的输电线路极为不便。基于此，本发明提出了一种测量悬垂绝缘子串风偏角度的装置，为输电线路防风偏设计提供必要数据，有效保障输电线路的安全稳定运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于测量悬垂绝缘子串风偏角度的装置，该装置方便实用，不需要拆卸绝缘子串便可测量的悬垂绝缘子串风偏角度，解决当前输电线路绝缘子串风偏角测量不易的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种用于测量悬垂绝缘子串风偏角度的装置，其特征在于包括编码器、机械传动装置和连杆组件，所述连杆组件一端与设于横担上的悬垂绝缘子串上端卡接，连杆组件另一端与机械传动装置连接，连杆组件经机械传动装置与所述编码器连接，机械传动装置和编码器均固定于横担上，沿导线方向摆动的悬垂绝缘子串带动连杆组件，连杆组件的摆动量经机械传动装置传递给编码器；所述连杆组件包括第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆相互铰接，第一连杆和第二连杆的铰接端设有通槽，通过螺栓穿过通槽将两个连杆相铰接，第二连杆的另一端通过U型金属卡与悬垂绝缘子串芯棒上端相连，第一连杆的另一端与机械传动装置的法向相连接。

对上述方案作进一步优选，所述机械传动装置包括小带轮、大带轮和同步带，所述小带轮的转轴通过联轴器与编码器相连，所述编码器由第一轴承对小带轮进行支撑；所述大带轮的转轴通过两个第二轴承进行支撑，所述轴承固定在靠近悬垂绝缘子串的横担上，所述大带轮通过同步带将转动角度传递给小带轮。

对上述方案作进一步优选，所述第一连杆通过T型夹板与大带轮相连接，所述T型夹板固定在大带轮靠近边缘处。

对上述方案作进一步优选，所述编码器固定在横担近铁塔端，通过传输光缆与地面信号采集装置相连，进行模数转换，记录数据。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

（1）通过U型金属卡与悬垂绝缘子串芯棒上端相连，将悬垂绝缘子串的风偏运动传递到大带轮，不需要拆卸绝缘子串便可测量风偏角，方便实用；

（2）通过螺栓穿过通槽将两个连杆相连接，留出悬垂绝缘子串侧向摆动的余量，可以消除悬垂绝缘子串在风载荷作用下产生的沿导线方向的作用力，使得测量装置更加耐用；

（3）通过同步带传动，不仅可以准确传递风偏运动，而且可以根据铁塔横担大小调整同步带长度，确定编码器的安装位置，使得装置安装合理，使用方便；

（4）通过编码器的使用，可以将风偏角转换为数字信号，使得测量工作的后处理更加方便；

（5）本发明具有方便耐用、操作方便等优点，具有非常重要的工程实用价值，为输电线路的安全运行提供重要保障。

附图说明

图1为本测量装置的主视图；

图2为本测量装置的左视图；

图3为本测量装置连杆组件的安装示意图；

图4为本测量装置使用时的连接示意图；

图中：1、编码器；2、联轴器；3-1、第一轴承；3-2、第二轴承；4-1、小带轮；4-2、大带轮；5、同步带；6、转轴；7、连杆组件；7-1、通槽；7-2、螺栓；7-3 、T型夹板；7-4、第一连杆；7-5、第二连杆；8、 U型金属卡；9、悬垂绝缘子串。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

如图1和4所示，本实施例公开了一种用于测量悬垂绝缘子串风偏角度的装置，包括编码器1、机械传动装置和连杆组件7，连杆组件7一端与设于横担上的悬垂绝缘子串9上端卡接，连杆组件7另一端与机械传动装置连接，连杆组件7经机械传动装置与编码器1连接，机械传动装置和编码器1均固定于横担上。机械传动装置可采用皮带传动或齿轮传动，传递连杆组件7的动力至编码器1。

悬垂绝缘子串9沿导线方向摆动，带动连杆组件7，连杆组件7的摆动量经机械传动装置传递给编码器1，编码器1固定在横担近铁塔端，通过传输光缆与地面信号采集装置相连，进行模数转换，记录数据，实现对悬垂绝缘子串9的测量。其中编码器1采用光电式旋转编码器，通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出。地面信号采集装置为已有的成套数显式采集装置。

在上述实施例的基础上，对连杆组件7作进一步限定，见附图3所示，连杆组件7包括两根连杆，分别为第一连杆7-4和第二连杆7-5，第一连杆7-4和第二连杆7-5相互铰接，第一连杆7-4和第二连杆7-5的铰接端设有通槽7-1，使用螺栓7-2穿过通槽7-1将两个连杆相铰接在一起，第二连杆7-5的另一端通过U型金属卡8与悬垂绝缘子串9芯棒上端相连，悬垂绝缘子串9悬挂在铁塔横担，第一连杆7-4的另一端与机械传动装置相连接，驱动机械传动装置传递悬垂绝缘子串9摆动带来的驱动力。

当外界风速较大时，风载荷带动悬垂绝缘子串9摆动，悬垂绝缘子串9向铁塔方向摆动角度为风偏设计需要的角度，需要准确测量。悬垂绝缘子串9沿导线方向摆动产生的作用力会影响风偏角测量的准确性，在上述实施例中，可通过连杆组件7在通槽7-1上的滑动消除，实现对风偏角度的准确测量。

在上述实施例的基础上，对机械传动装置作进一步限定，见附图2所示，机械传动装置包括小带轮4-1、大带轮4-2和同步带5，小带轮4-1的转轴通过联轴器2与编码器1相连，编码器1由第一轴承3-1对小带轮4-1进行支撑；大带轮4-2的转轴6通过两个第二轴承3-2进行支撑，轴承3-2固定在靠近悬垂绝缘子串9的横担上，大带轮4-2通过同步带5将转动角度传递给小带轮4-1，同步带5可根据现场横担的具体情况调整长度，以保证准确传递风偏运动；第一连杆7-4通过T型夹板7-3与大带轮4-2相连接， T型夹板7-3固定在大带轮4-2靠近边缘处。

悬垂绝缘子串9向铁塔方向摆动角度通过连杆组件7，由第一连杆7-4通过T型夹板7-3传递到大带轮4-2，大带轮4-2通过同步带5传递到小带轮4-1，小带轮4-1通过联轴器2传递到编码器1，编码器1通过传输光缆将风偏角度传递到地面信号采集装置，进行模数转换，记录相应数据。

本测量装置在实际使用时，不需要拆卸悬垂绝缘子串，通过U型金属卡8连接到悬垂绝缘子串9芯棒上端，通过第一轴承3-1和第二轴承3-2配合轴承座，将装置固定在横担上即可。

悬垂绝缘子串9风偏角度与编码器1采集角度之间的关系可通过如下方法进行确定：已知T型夹板7-3固定的位置与大带轮4-2圆心距离为a，悬垂绝缘子串9上端悬挂点与U型金属卡8之间的距离为b，记风偏角转过角度为θ时大带轮转过角度为β，则有如下换算公式：

编码器1测得角度β后，通过上述公式换算，可得到悬垂绝缘子串9风偏角度θ，继而完成风偏角度测量。

本测量装置既能准确测量悬垂绝缘子串风偏角度，也能消除悬垂绝缘子串沿导线方向摆动时产生的作用力，并且不需要拆卸绝缘子串便可测量，具有方便实用等优点，为输电线路防风偏设计提供了有效数据，保证了输电线路的安全运行。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和原则内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (2)

1.一种用于测量悬垂绝缘子串风偏角度的装置，其特征在于包括编码器（1）、机械传动装置和连杆组件（7），所述连杆组件（7）一端与设于横担上的悬垂绝缘子串（9）上端卡接，连杆组件（7）另一端与机械传动装置连接，连杆组件（7）经机械传动装置与所述编码器（1）连接，机械传动装置和编码器（1）均固定于横担上，沿导线方向摆动的悬垂绝缘子串（9）带动连杆组件（7）摆动，连杆组件（7）的摆动量经机械传动装置传递给编码器（1）；所述连杆组件（7）包括第一连杆（7-4）和第二连杆（7-5），第一连杆（7-4）和第二连杆（7-5）相互铰接，第一连杆（7-4）和第二连杆（7-5）的铰接端设有通槽（7-1），通过螺栓（7-2）穿过通槽（7-1）将两个连杆相铰接，第二连杆（7-5）的另一端通过U型金属卡（8）与悬垂绝缘子串（9）芯棒上端相连，第一连杆（7-4）的另一端与机械传动装置的法向相连接；

所述机械传动装置包括小带轮（4-1）、大带轮（4-2）和同步带（5），所述小带轮（4-1）的转轴通过联轴器（2）与编码器（1）相连，所述编码器（1）由第一轴承（3-1）对小带轮（4-1）进行支撑；所述大带轮（4-2）的转轴（6）通过两个第二轴承（3-2）进行支撑，所述第二轴承（3-2）固定在靠近悬垂绝缘子串（9）的横担上，所述大带轮（4-2）通过同步带（5）将转动角度传递给小带轮（4-1）；

所述第一连杆（7-4）通过T型夹板（7-3）与大带轮（4-2）相连接，所述T型夹板（7-3）固定在大带轮（4-2）靠近边缘处；

测量时，通过U型金属卡（8）连接到悬垂绝缘子串（9）芯棒上端，通过第一轴承（3-1）和第二轴承（3-2）配合轴承座，将该装置固定在横担上，已知T型夹板（7-3）固定的位置与大带轮（4-2）圆心距离为a，悬垂绝缘子串（9）上端悬挂点与U型金属卡（8）之间的距离为b，记风偏角转过角度为θ时大带轮转过角度为β，其中，由编码器（1）可测得角度β，从而，利用下式θ=a×β/b可得到悬垂绝缘子串（9）的风偏角度θ。

2.根据权利要求1所述的用于测量悬垂绝缘子串风偏角度的装置，其特征在于，所述编码器（1）固定在横担近铁塔端，通过传输光缆与地面信号采集装置相连，进行模数转换，记录数据。

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