CN112133581A - 4g通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种4G通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制系统及方法，电动接地开关和铁塔主体连接，通过电动接地开关可以控制地线的通断，多个铁塔绝缘子与铁塔主体固定连接后与地线连接，以使地线绝缘，避免在融冰时和铁塔主体发生接触短路；控制柜通过绝缘电缆与电动接地开关连通，并位于铁塔主体的一侧，控制柜通过4G模块可以和外界进行无线信息传输，从而可以通过外部的控制主机发送信号到控制柜而通过电动接地开关来控制地线与铁塔主体的接通和断开，无需人工到每座铁塔主体下进行手动操作，使得操作可以更加快速，提升操作效率，并且也不会造成人身危险。

Description

4G通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制系统及方法

技术领域

本发明涉及地线融冰技术领域，尤其涉及一种4G通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制系统及方法。

背景技术

直流融冰法是目前地线进行融冰的主要方法，通常在冰期输电线路地线覆冰时，将导线和地线短接，再从变电站的导线端通以直流电，使地线发热融化包敷在地线上的冰雪。地线融冰接地开关是安装在铁塔第一平台的开关设备，主要作用是在地线融冰时，进行分闸操作断开地线与铁塔的接地连接，形成电气隔断，使电流顺利的通过导线流向地线。在融冰结束时，再进行合闸操作，使地线和铁塔可靠连接，在有雷雨天气时将雷电引至地下，保护电气设备不受雷击毁坏。

现有的接地开关为旋转式的刀闸结构，在需要进行分合操作时，需派遣工作人员至铁塔下攀爬到第一平台进行手动操作，既存在路途上的时间浪费，严重影响地线融冰的操作效率，又存在安全隐患，人员上塔容易造成人身安全事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种4G通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制系统及方法，旨在解决现有方式由人工手动操作浪费时间，又存在安全隐患的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种4G通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制系统及方法，包括电动接地开关、铁塔主体、地线、铁塔绝缘子、控制柜和绝缘电缆，所述电动接地开关与所述铁塔主体固定连接，并位于所述铁塔主体的一侧，所述铁塔绝缘子的数量有多个，多个所述铁塔绝缘子与所述铁塔主体固定连接，并位于所述铁塔主体的一侧，所述地线与多个所述铁塔绝缘子固定连接，并与所述电动接地开关连通，所述控制柜通过所述绝缘电缆与所述电动接地开关连通，并位于所述铁塔主体的一侧。

其中，所述电动接地开关包括支撑组件、导电组件和控制组件，所述支撑组件包括底座、支撑绝缘子和支撑座，所述底座与所述铁塔主体固定连接，并位于所述铁塔主体的一侧，所述支撑绝缘子与所述底座固定连接，并位于所述底座的一侧，所述支撑座与所述底座固定连接，并位于所述支撑绝缘子的一侧，所述导电组件包括静触头、端子板和导电杆，所述端子板与所述支撑绝缘子固定连接，并位于所述支撑绝缘子远离所述底座的一侧，所述静触头与所述端子板固定连接，并位于所述端子板靠近所述支撑座的一侧，所述导电杆与所述支撑座转动连接，并位于所述支撑绝缘子的一侧，所述控制组件包括拉杆、拐臂、操作机构和航空插头，所述航空插头与所述底座固定连接，并位于所述底座的一侧，所述操作机构与所述航空插头电连接，并位于所述航空插头的一侧，所述拐臂与所述操作机构转动连接，并位于所述操作机构的一侧，所述拉杆与所述拐臂和所述导电杆转动连接，并位于所述拐臂与所述导电杆之间。

其中，所述操作机构包括机构外壳、电机、主动齿轮、从动齿轮、第一开关和第二开关，所述机构外壳与所述底座固定连接，并位于所述底座的一侧，所述电机与所述机构外壳固定连接，并位于所述机构外壳内，所述主动齿轮与所述电机的转轴固定连接，并位于所述机构外壳内，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合，并位于所述主动齿轮的一侧，所述第一开关和所述第二开关分别与所述航空插头电连接，并位于所述电机的两侧。

其中，所述控制柜包括控制模块、通信模块和储能电池，所述控制模块、通信模块和储能电池依次电连接。

其中，所述铁塔主体包括塔体和光伏板，所述光伏板与所述塔体固定连接，并与所述储能电池电连接。

第二方面，本发明还提供一种4G通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制方法，包括：

控制模块发送运行状态数据和开关状态参数到控制主机；

控制主机发送分闸指令到控制模块；

控制模块接收指令后使操作机构启动并触碰第一开关，获取分闸到位信号；

控制模块切断操作机构的电源，并发送分闸到位信号到控制主机进行地线融冰的下一步操作，分闸操作完成；

融冰操作结束后，控制主机发送合闸指令到控制模块；

控制模块控制操作机构启动并触碰第二开关，获取合闸到位信号；

控制模块切断操作机构电源，并发送合闸到位信号到控制主机，以完成合闸操作。

本发明的一种4G通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制系统及方法，所述电动接地开关与所述铁塔主体固定连接，通过所述电动接地开关可以控制所述地线的通断，多个所述铁塔绝缘子与所述铁塔主体固定连接，所述地线与多个所述铁塔绝缘子固定连接，以使所述地线绝缘，避免和所述铁塔主体发生接触短路；所述控制柜通过所述绝缘电缆与所述电动接地开关连通，并位于所述铁塔主体的一侧，所述控制柜通过4G模块可以和外界进行无线信息传输，从而可以通过外部的控制主机发送信号到所述控制柜而通过所述电动接地开关来控制地线的接通和断开，无需人工到每座所述铁塔主体下进行手动操作，使得操作可以更加快速，提升操作效率，并且也不会造成人身危险，从而解决现有方式由人工手动操作浪费时间，又存在安全隐患的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种4G通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制系统的结构图；

图2是本发明的电动接地开关的结构图；

图3是本发明的操作机构的传动结构示意图；

图4是本发明的导电杆分合闸位置示意图；

图5是本发明的航空插头的接线示意图；

图6是本发明的一种4G通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制方法的流程图；

图7是本发明的多铁塔控制状态图。

1-电动接地开关、2-铁塔主体、3-地线、4-铁塔绝缘子、5-控制柜、6-绝缘电缆、11-支撑组件、12-导电组件、13-控制组件、21-塔体、22-光伏板、51-控制模块、52-通信模块、53-储能电池、111-底座、112-支撑绝缘子、113-支撑座、121-静触头、122-端子板、123-导电杆、132-拉杆、133-拐臂、134-操作机构、135-航空插头、1341-电机、1342-主动齿轮、1343-从动齿轮、1344-第一开关、1345-第二开关、1346-机构外壳。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，本发明提供一种4G通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制系统，包括：

电动接地开关1、铁塔主体2、地线3、铁塔绝缘子4、控制柜5和绝缘电缆6，所述电动接地开关1与所述铁塔主体2固定连接，并位于所述铁塔主体2的一侧，通过所述电动接地开关1可以控制所述地线3与铁塔主体2之间的通断，所述铁塔绝缘子4的数量有多个，多个所述铁塔绝缘子4与所述铁塔主体2固定连接，并位于所述铁塔主体2的一侧，所述地线3与多个所述铁塔绝缘子4固定连接，并与所述电动接地开关1连通，多个所述铁塔绝缘子4位于所述地线3与所述铁塔主体2之间，以使所述地线3和所述铁塔主体2之间形成电气绝缘；所述控制柜5通过所述绝缘电缆6与所述电动接地开关1连通，并位于所述铁塔主体2的一侧，所述控制柜5通过4G模块可以和外界进行无线信息传输，从而可以通过外部的控制主机发送信号到所述控制柜5而通过所述电动接地开关1来控制地线3与铁塔主体2的接通和断开，无需人工到每座所述铁塔主体2下进行手动操作，使得操作可以更加快速，提升操作效率，并且也不会造成人身危险，从而解决现有方式由人工手动操作浪费时间，又存在安全隐患的问题。

进一步的，请参阅图2和图4，所述电动接地开关1包括支撑组件11、导电组件12和控制组件13，所述支撑组件11包括底座111、支撑绝缘子112和支撑座113，所述底座111与所述铁塔主体2固定连接，并位于所述铁塔主体2的一侧，所述支撑绝缘子112与所述底座111固定连接，并位于所述底座111的一侧，所述支撑座113与所述底座111固定连接，并位于所述支撑绝缘子112的一侧，所述导电组件12包括静触头121、端子板122和导电杆123，所述端子板122与所述支撑绝缘子112固定连接，并位于所述支撑绝缘子112远离所述底座111的一侧，所述端子板122用于和地线连接，由铝合金制作，所述静触头121也由铝合金制作，并在表面进行镀银处理，使得可以接触导电，所述静触头121与所述端子板122固定连接，并位于所述端子板122靠近所述支撑座113的一侧，所述导电杆123与所述支撑座113转动连接，并位于所述支撑绝缘子112的一侧，使得所述导电杆123转动可以与所述静触头121接触以进行导电，所述控制组件13包括拉杆132、拐臂133、操作机构134和航空插头135，所述航空插头135与所述底座111固定连接，并位于所述底座111的一侧，所述航空插头135用于通过所述绝缘电缆6和所述控制柜5电连接，以控制并获取所述操作机构134的工作状态，所述操作机构134与所述航空插头135电连接，并位于所述航空插头135的一侧，所述拐臂133与所述操作机构134转动连接，并位于所述操作机构134的一侧，所述拐臂133和所述操作机构134的转轴使用键连接，所述拉杆132与所述拐臂133通过销轴转动连接，所述拉杆132再与所述导电杆123通过销轴转动连接，销轴固定在所述支撑座113上，其中心也是所述导电杆123的转动中心。所述拉杆132与所述拐臂133和所述导电杆123转动连接，并位于所述拐臂133与所述导电杆123之间，使得所述操作机构134转动时可以通过所述拐臂133和所述拉杆132牵引所述导电杆123做往复循环运动，以控制所述导电杆123与所述静触头121的开合，所述导电杆123由两根长条装铝板组成，通过在上下各安装一个支撑销控制两块板之间的距离略小于静触头121的厚度，使所述导电杆123与所述静触头121合闸时能够产生足够的接触力。

进一步的，请参阅图5，所述航空插头135为10芯航空插头，并设置7个引脚进行接线，依次为合闸正极引脚、合闸负极引脚，分闸正极引脚、分闸负极引脚、合闸到位信号传输线引脚、分闸到位信号传输线引脚和遥信公共端信号线引脚。

在本实施方式中，所述绝缘电缆6采用10芯电缆，一端与所述航空插头135电连接，另一端与所述控制柜5电连接，其中与所述航空插头135的合闸正、负引脚接通的2芯电缆用于承载合闸指令，以驱动电机1341顺时针转动，与所述航空插头135的分闸正、负极引脚接通的2芯电缆用于承载分闸指令，与所述航空插头135的合闸到位信号传输线引脚接通的1芯电缆用于传输合闸到位信号，与所述航空插头135的分闸到位信号传输线引脚接通的1芯电缆用于传输分闸到位信号，与所述航空插头135对应的遥信公共端信号线引脚接通的1芯电缆用于连接遥信公共端，剩余3芯电缆留作备用。

进一步的，请参阅图3，所述操作机构134包括机构外壳1346、电机1341、主动齿轮1342、从动齿轮1343、第一开关1344和第二开关1345，所述机构外壳1346与所述底座111固定连接，并位于所述底座111的一侧，所述电机1341与所述机构外壳1346固定连接，并位于所述机构外壳1346内，所述主动齿轮1342与所述电机1341的转轴固定连接，并位于所述机构外壳1346内，所述从动齿轮1343与所述主动齿轮1342啮合，并位于所述主动齿轮1342的一侧，所述第一开关1344和所述第二开关1345分别与航空插头135电连接，并位于所述电机1341的两侧。

在本实施方式中，所述第一开关1344和所述第二开关1345分别与所述合闸到位信号传输线引脚和分闸到位信号传输线引脚电连接。在需要融冰时，变电站的控制主机发送分闸指令，使得所述控制柜5收到指令后驱动所述电机1341顺时针旋转，从而带动所述主动齿轮1342和所述从动齿轮1343转动，使得所述转轴做顺时针转动，所述转轴上有特制的凸起结构，当转到一定角度时，该凸起结构会触碰到所述第一开关1344，此时所述第一开关1344传送分闸到位信号到所述控制柜5，所述控制柜5切断所述电机1341的电源，同时发送分闸到位信号到远方的控制主机，使得工作人员得知电动接地开关1处于分闸状态，然后通知调度员可进行下一步操作，系统远程控制的分闸操作完成。待融冰结束后，工作人员得到调度员通知可进行合闸操作，由控制主机下发合闸指令，所述电机1341继续做顺时针旋转运动，所述转轴旋转180°之后触碰到所述第二开关1345，触发所述电机1341再次断电，同时向远方变电站传送合闸到位信号，系统远程控制的合闸操作完成。

进一步的，所述控制柜5包括控制模块51、通信模块52和储能电池53，所述控制模块51、通信模块52和储能电池53依次电连接。

在本实施方式中，所述控制模块51可以选择STM32平台组成的电机驱动电路和电量读取电路，可以驱动电机1341转动，并读取电机1341状态和储能电池53电量情况；所述通信模块52为4G通信模组，内部有4G卡槽，可安装普通4G卡或指定变电站服务器静态IP地址的物联网卡，通过4G公网或者APN专网每隔1小时向变电站的控制主机传送一次数据，所述储能电池53对整个系统进行供电。

进一步的，所述铁塔主体2包括塔体21和光伏板22，所述光伏板22与所述塔体21固定连接，并与储能电池53电连接。

在本实施方式中，通过所述光伏板22可以利用阳光对所述储能电池53进行充电，从而可以增加所述储能电池53的续航时间，使得可以更长时间地独立工作，而无需人工维护。

第二方面，请参阅图6和图7，本发明还提供一种4G通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制方法，包括：

S101控制模块51发送运行状态数据和开关状态参数到控制主机；

日常不进行地线融冰操作的时间段，由现场的控制模块51收集储能电池53的电量参数、电动接地开关1的位置状态和在线情况参数并返回控制主机。

S102控制主机发送分闸指令到控制模块51；

在距离铁塔主体2较远的地方会有变电站综合管理所有的铁塔主体2，在需要融冰时，通过变电站内的控制主机发送分闸指令，通过4G无线传输到铁塔主体2所在的控制模块51进行操作。

S103控制模块51接收指令后使操作机构134启动并触碰第一开关1344，获取分闸到位信号；

控制模块51通过绝缘电缆6传输控制信号控制操作机构134内部的电机1341转动，并使转轴触碰第一开关1344，第一开关1344通过绝缘电缆6向控制模块51传输分闸到位信号。

S104控制模块51切断操作机构134的电源，并发送分闸到位信号到控制主机进行地线融冰的下一步操作，分闸操作完成；

控制模块51断电以使电机1341停止转动，从而可以保持转轴的位置固定，此时电机1341已经转动带动拉杆132牵引导电杆123离开静触头121，从而完成分闸操作，可以进行地线融冰的后一步操作。

S105融冰操作结束后，控制主机发送合闸指令到控制模块51；

待融冰结束后，工作人员得到调度员通知可进行合闸操作，由控制主机下发合闸指令到控制模块51。

S106控制模块51控制操作机构134启动并触碰第二开关1345，获取合闸到位信号；

控制模块51控制电机1341继续转动180°，使得可以触碰第二开关1345返回合闸到位信号，同时通过拉杆132牵引导电杆123和静触头121接触以完成合闸。

S107控制模块51切断操作机构134电源，并发送合闸到位信号到控制主机，以完成合闸操作。

控制模块51切断电机1341的电源，使得导电杆123可以保持合闸位置，并通过4G网络回传合闸到位信号，最终完成合闸操作。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种4G通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制系统，其特征在于，

包括电动接地开关、铁塔主体、地线、铁塔绝缘子、控制柜和绝缘电缆，所述电动接地开关与所述铁塔主体固定连接，并位于所述铁塔主体的一侧，所述铁塔绝缘子的数量有多个，多个所述铁塔绝缘子与所述铁塔主体固定连接，并位于所述铁塔主体的一侧，所述地线与多个所述铁塔绝缘子固定连接，并与所述电动接地开关连通，所述控制柜通过所述绝缘电缆与所述电动接地开关连通，并位于所述铁塔主体的一侧。

2.如权利要求1所述的4G通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制系统，其特征在于，

所述电动接地开关包括支撑组件、导电组件和控制组件，所述支撑组件包括底座、支撑绝缘子和支撑座，所述底座与所述铁塔主体固定连接，并位于所述铁塔主体的一侧，所述支撑绝缘子与所述底座固定连接，并位于所述底座的一侧，所述支撑座与所述底座固定连接，并位于所述支撑绝缘子的一侧，所述导电组件包括静触头、端子板和导电杆，所述端子板与所述支撑绝缘子固定连接，并位于所述支撑绝缘子远离所述底座的一侧，所述静触头与所述端子板固定连接，并位于所述端子板靠近所述支撑座的一侧，所述导电杆与所述支撑座转动连接，并位于所述支撑绝缘子的一侧，所述控制组件包括拉杆、拐臂、操作机构和航空插头，所述航空插头与所述底座固定连接，并位于所述底座的一侧，所述操作机构与所述航空插头电连接，并位于所述航空插头的一侧，所述拐臂与所述操作机构转动连接，并位于所述操作机构的一侧，所述拉杆与所述拐臂和所述导电杆转动连接，并位于所述拐臂与所述导电杆之间。

3.如权利要求2所述的4G通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制系统，其特征在于，

所述操作机构包括机构外壳、电机、主动齿轮、从动齿轮、第一开关和第二开关，所述机构外壳与所述底座固定连接，并位于所述底座的一侧，所述电机与所述机构外壳固定连接，并位于所述机构外壳内，所述主动齿轮与所述电机的转轴固定连接，并位于所述机构外壳内，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合，并位于所述主动齿轮的一侧，所述第一开关和所述第二开关分别与所述航空插头电连接，并位于所述电机的两侧。

4.如权利要求1所述的4G通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制系统，其特征在于，

所述控制柜包括控制模块、通信模块和储能电池，所述控制模块、通信模块和储能电池依次电连接。

5.如权利要求1所述的4G通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制系统，其特征在于，

所述铁塔主体包括塔体和光伏板，所述光伏板与所述塔体固定连接，并与所述储能电池电连接。

6.一种4G通讯输电线路地线融冰接地开关远程控制方法，其特征在于，包括：

控制模块发送运行状态数据和开关状态参数到控制主机；

控制主机发送分闸指令到控制模块；

控制模块接收指令后使操作机构启动并触碰第一开关，获取分闸到位信号；

控制模块切断操作机构的电源，并发送分闸到位信号到控制主机进行地线融冰的下一步操作，分闸操作完成；

融冰操作结束后，控制主机发送合闸指令到控制模块；

控制模块控制操作机构启动并触碰第二开关，获取合闸到位信号；

控制模块切断操作机构电源，并发送合闸到位信号到控制主机，以完成合闸操作。

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