CN112478908B - 一种大吨位电缆线盘展放牵引平台及其展放牵引方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电缆展放领域内的一种大吨位电缆线盘展放牵引平台及其展放牵引方法，包括底架，所述底架的两侧对称设置有可驱动线盘滚动的驱动机构，所述驱动机构配合设置有牵引机构，所述驱动机构和牵引机构经智能控制系统控制；所述驱动结构包括设置在底架一端的变频电机，所述变频电机与电磁离合器相连，所述电磁离合器与减速机相连；可根据数据传感器测量信号通过智能控制系统及时控制变频器调整变频电机的转速来改变驱动滚筒的转速及驱动力，进而通过两组滚筒最终驱动装有电缆的线盘滚动，配合液压绞磨完成电缆的牵引敷设，从而实现智能化展放电缆的功能，本发明用于大吨位电缆线盘的展放。

Description

一种大吨位电缆线盘展放牵引平台及其展放牵引方法

技术领域

本发明涉及一种电缆展放装置和展放方法。

背景技术

电力施工电缆展放是输电线路安装维修工程中常用的操作，在施工中电缆展放一直是个很大的难题。由于高压电缆长度长、重量重，现有操作中一般采用吊车吊立展放放或者采用立式电缆支架展放。采用吊车吊立展放的施工费用高，耗时长，且受地形环境限制，还存在安全隐患；而现有的立式电缆支架一般为底部支架支撑穿过电缆盘中心位置的可转动支撑杆组成，这种支架的受力点全为中间的支撑杆，当处于不平的地面时，更容易造成受力的集中，使支架损坏倒塌的情况，造成不同程度的电缆架和电缆的损伤，进而造成后期施工难度加大损失严重，并且由于在牵引拖动电缆的过程中，牵引力大小不易受控，牵引的速度和线盘转动放线的速度不平衡，很容易导致牵引力过大造成电缆拉伤损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种大吨位电缆线盘的展放牵引平台以及展放牵引方法，其承载力大，具有驱动线盘功能，安装简便，采用电器智能化控制，使用方便，保证了超导电缆施工的质量，防止超导电缆在整个展放过程中的损坏。

为实现上述目的，本发明提供了一种大吨位电缆线盘展放平台，包括底架，其特征在于：所述底架的两侧对称设置有可驱动线盘滚动的驱动机构，所述驱动机构配合设置有牵引机构，所述驱动机构和牵引机构经智能控制系统控制；所述驱动结构包括设置在底架一端的变频电机，所述变频电机与电磁离合器相连，所述电磁离合器与减速机相连，所述减速机与传动轴，所述传动轴上靠近减速机的一端上套设有驱动滚筒，所述驱动滚筒配套设置有从动滚筒，所述从动滚筒与驱动滚筒在传动轴上对称设置，所述传动轴的另一端与底架的另一端相连；所述牵引机构包括液压绞磨，液压绞磨配合设置有转角电缆滑车和直行电缆滑车，所述转角电缆滑车设置在电缆井道的入口处，所述直行电缆滑车设置在电缆井道内，所述直线电缆滑车之间设置有电缆输送机；所述智能控制系统包括无线信号终端处理器，所述无线信号终端处理器配套设置有数据传感器。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，底架采用地面卧式结构，将线盘放置在底座上的两个驱动滚筒和两个从动滚筒上，用四个滚筒来驱动电缆线盘；驱动滚筒由变频电机和减速器驱动，可根据数据传感器测量信号通过智能控制系统及时控制变频器调整变频电机的转速来改变驱动滚筒的转速及驱动力，进而通过两组滚筒最终驱动装有电缆的线盘滚动，配合液压绞磨完成电缆的牵引敷设，从而实现智能化展放电缆的功能，本发明用于大吨位电缆线盘的展放。

作为本发明的进一步改进，所述数据传感器包括磁电式速度传感器、压力传感器和拉力传感器，所述磁电式速度传感器设置在线盘的中心上，所述压力传感器设置在转角电缆滑车的轴端支撑处，所述拉力传感器两端分别与旋转连接器和电缆接头相连，所述旋转连接器与绕设在液压绞磨上的牵引钢丝绳相连，这样磁电式速度传感器可以测量出线盘的实际转速，压力传感器测量出电缆在转角电缆滑车上的侧压力，拉力传感器测量出液压绞磨的牵引力，三种传感器将各自测量的数据传递给无线信号终端处理器，无线信号终端处理器根据这些数据随时调整液压绞磨的牵引速度和牵引力以及控制变频器调整变频电机的转速，进而调整驱动滚筒的转动速度，使得牵引力和驱动滚筒的驱动力的平衡状态，以及驱动辊筒的转速和线盘的转速保持一致，从而进一步保证电缆的拖拽力始终在其允许范围内，防止电缆在展放过程中的损坏。

作为本发明的进一步改进，所述拉力传感器的拉头的两端设置有微型摄像头，这样可以通过微型摄像头随时监控电缆展放的全过程，一旦出现任何问题能够及时发现并做出处理，进一步保证电缆展放的安全性。

作为本发明的进一步改进，所述底架包括左底座和右底座，所述左底座与调节方管的一端经插销相连，所述调节方管的另一端经插销与右底座相连，这样可以根据线盘的大小，来设置左底座和有底座之间的距离，再通过调节方管的长度使得调解方管的两端能够与左底座和右底座相连，再通过插销将其固定。

作为本发明的进一步改进，驱动机构经电气控制柜控制，所述电气控制柜上设置有电源开关，所述电源开关旁设置有断电保护器，所述电路保护器旁设置有离合器开关，所述离合器开关旁设置有变频调速器旋钮，所述电源开关下方设置有启动按钮，所述启动按钮旁设置有急停开关，这样可以通过启动按钮、断电保护器、电源开关来安全可靠的控制电机的启停，，通过变频调速器旋拧手动控制变频电机的初始启动速度，通过急停开关在紧急情况下控制变频器电机停止转动，更好更安全地控制变频电机，保护电器的安全。

为实现上述目的，本发明还提供了一种大吨位电缆线盘展放平台的展放方法，包括以下步骤，

步骤1，将线盘放置在驱动滚筒和从动滚筒上；

步骤2，启动液压绞磨，将液压绞磨上的牵引钢丝绳展放并沿着电缆井道至线盘处，关闭液压绞磨，通过旋转连接器将电缆和牵引钢丝绳连接在一起；

步骤3，同时启动液压绞磨和变频电机，配合前端的牵引机构及时驱动电缆线盘转动并放出电缆；

步骤4，将电缆通过转角电缆滑车送入电缆井道内，并经直行电缆滑车和电缆输送机的辅助输送，使得电缆被牵引至指点位置。

作为本发明的进一步改进，所述步骤4中，变频电机的转速可由变频器控制,线盘中心上安装的磁电式速度传感器测量线盘转速，产生的脉冲电信号传输到无线终端处理器，无线终端处理器可根据展放电缆的实际需要的速度信号反馈到变频器上，变频器根据速度信号及时控制变频电机的转速，变频电机带动减速机，减速机带动驱动滚筒，两组驱动机构最终驱动线盘滚动，使得线盘的滚动速度与驱动滚筒的转速保持一致。

作为本发明的进一步改进，所述步骤4中，拉力传感器测量出液压绞磨的施加在电缆上的牵引力的大小，再传递给无线信号终端处理器，经无线信号终端处理器处理后，调整牵引力的大小，使得液压绞磨的牵引力与驱动滚筒的驱动力保持平衡。

作为本发明的进一步改进，所述步骤4中，压力传感器测量出电缆在转角电缆滑车上的侧压力，并将侧压力的数据信号传递给无线信号终端处理器，经无线信号终端处理器处理后调整牵引力和驱动力，使得两者保持平衡。

作为本发明的进一步改进，所述步骤4中，微型摄像头时刻监控展放电缆的过程并影像信号传给无线信号终端处理器，经无线信号终端处理器处理后结合数据传感器传送的速度信号、压力信号和牵引力信号调整牵引力和驱动力以及和线盘转速和驱动速度均保持相应的平衡。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明驱动机构放置线盘的正视图。

图3为本发明驱动机构放置线盘的侧视图。

图4为本发明驱动机构的剖视图。

图5为本发明驱动机构的俯视图。

图6为本发明电气控制柜结构示意图。

图7为图4中A处的局部放大图。

其中，1线盘，2底架，3转角电缆滑车，4直行电缆滑车，5电缆输送机，6拉力传感器，7无线信号终端处理器，8旋转连接器，9牵引钢丝绳，10液压绞磨，11电气控制柜，12驱动滚筒，13左底座，14传动轴，15调节方管，16插销，17右底座，18从动滚筒，19电机风扇，20变频电机，21电源开关，22断电保护器，23离合器开关，24启动按钮，25急停开关，26变频调速器旋钮，27电磁离合器，28减速机，29限位板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如图1-7所示的一种大吨位电缆线盘的展放牵引平台，包括底架2，底架2的两侧对称设置有可驱动线盘1滚动的驱动机构，驱动机构配合设置有牵引机构，驱动机构和牵引机构经智能控制系统控制；驱动结构包括设置在底架2一端的变频电机20，变频电机20与电磁离合器27相连，电磁离合器27与减速机28相连，减速机28与传动轴14，传动轴14上靠近减速机28的一端上套设有驱动滚筒12，驱动滚筒12配套设置有从动滚筒18，从动滚筒18与驱动滚筒12在传动轴14上对称设置，传动轴14的另一端与底架2的另一端相连；牵引机构包括液压绞磨10，液压绞磨10配合设置有转角电缆滑车3和直行电缆滑车4，转角电缆滑车3设置在电缆井道的入口处，直行电缆滑车4设置在电缆井道内，直线电缆滑车之间设置有电缆输送机5；智能控制系统包括无线信号终端处理器7，无线信号终端处理器7配套设置有数据传感器。

数据传感器包括磁电式速度传感器、压力传感器和拉力传感器6，磁电式速度传感器设置在线盘1的中心上，压力传感器设置在转角电缆滑车3的轴端支撑处，拉力传感器6两端分别与旋转连接器8和电缆接头相连，旋转连接器8与绕设在液压绞磨10上的牵引钢丝绳9相连；拉力传感器6的拉头的两端设置有微型摄像头；底架2包括左底座13和右底座17，左底座13与调节方管15的一端经插销16相连，调节方管15的另一端经插销16与右底座17相连；驱动机构经电气控制柜11控制，电气控制柜11上设置有电源开关21，电源开关21旁设置有断电保护器22，断电保护器22旁设置有离合器开关23，离合器开关23旁设置有变频调速器旋钮26，电源开关21下方设置有启动按钮24，启动按钮24旁设置有急停开关25。

如图1-7所示的一种大吨位电缆线盘的展放牵引方法：

步骤1，将线盘1放置在驱动滚筒12和从动滚筒18上；

步骤2，启动液压绞磨10，将液压绞磨10上的牵引钢丝绳9展放并沿着电缆井道至线盘1处，关闭液压绞磨10，通过旋转连接器8将电缆和牵引钢丝绳9连接在一起；

步骤3，同时启动液压绞磨10和变频电机20，配合前端的牵引机构及时驱动电缆线盘1转动并放出电缆；

步骤4，将电缆通过转角电缆滑车3送入电缆井道内，并经直行电缆滑车4和电缆输送机5的辅助输送，使得电缆被牵引至指点位置；变频电机20的转速可由变频器控制,线盘1中心上安装的磁电式速度传感器测量线盘1转速，产生的脉冲电信号传输到无线终端处理器，无线终端处理器可根据展放电缆的实际需要的速度信号反馈到变频器上，变频器根据速度信号及时控制变频电机20的转速，变频电机20带动减速机28，减速机28带动驱动滚筒12，两组驱动机构最终驱动线盘1滚动，使得线盘1的滚动速度与驱动滚筒12的转速保持一致；拉力传感器6测量出液压绞磨10的施加在电缆上的牵引力的大小，再传递给无线信号终端处理器7，经无线信号终端处理器7处理后，调整牵引力的大小，使得液压绞磨10的牵引力与驱动滚筒12的驱动力保持平衡；压力传感器测量出电缆在转角电缆滑车3上的侧压力，并将侧压力的数据信号传递给无线信号终端处理器7，经无线信号终端处理器7处理后调整牵引力和驱动力，使得两者保持平衡；微型摄像头时刻监控展放电缆的过程并影像信号传给无线信号终端处理器7，经无线信号终端处理器7处理后结合数据传感器传送的速度信号、压力信号和牵引力信号调整牵引力和驱动力以及和线盘1转速和驱动速度均保持相应的平衡。

本发明中，大吨位电缆包括超导电缆，其中超导电缆的线盘1的直径为4.2米，宽度为2.8米，线盘1全部绕满超导电缆，整个线盘1最大自重约为35吨。采用地面四个滚筒来驱动电缆线盘1侧盘来展放电缆，线盘1固定在线盘1支架底座上的四个滚筒上，驱动滚筒12由变频电机20和减速控制旋转，可根据数据传感器测量的数据，通过无线信号终端处理器7信控制变频器调整驱动滚筒12的转速及驱动力。在展放电缆过程中，驱动滚筒12提供足够的初始驱动力，配合牵引机构进行展放电缆。每台驱动滚筒12驱动力按4吨驱动力考虑，每台电机的功率定为3KW，减速机28的减速比约为90，选用同轴传动的行星减速机28使得传动结构尽量紧凑，驱动滚筒12外径为216mm，电机使用电源电压为380V。启动顺序为：首先设定启动牵引机构的牵引力（过载保护），在牵引设备启动后，及时启动驱动滚筒12的电机，配合前端的牵引机构及时驱动电缆线盘1转动并放出电缆。

变频电机20的转速可由变频器控制,线盘1中心上安装的磁电式速度传感器可随时测量线盘1转速，产生的脉冲电信号传输到无线信号终端处理器7，无线信号终端处理器7可根据展放电缆的实际需要的速度信号反馈到变频器上，变频器根据速度信号及时控制变频电机20的转速，变频电机20带动行星减速机28，行星减速机28带动驱动滚筒12，两组驱动滚筒12最终驱动线盘1滚动，从而实现智能化展放电缆的功能。

展放电缆过程中，线盘1的中心位置设置的磁电式速度传感器测量出线盘1转动速度信号，然后将数据信号通过无线发射器传给无线信号终端处理系统，经过无线信号终端处理系统的处理，可随时调整前面液压绞磨10牵引速度和牵引力以及后面的驱动滚筒12的转动速度，始终保持牵引机的牵引力和驱动滚筒12的驱动力的平衡状态，从而保证超导电缆的拖拽力始终在其允许范围内，防止超导电缆在展放过程中的损坏。

转角电缆滑车3的轴端支撑处设置一个压力传感器，可以随时检测到电缆在滑车上的侧压力数据信号，传输到无线信号终端处理器7，根据侧压力的大小随时调整牵引力和牵引速度，避免过大过快导致电缆受损。

拉力传感器6可以实时监测牵引力的大小，并传输给无线信号终端处理器7，由无线信号终端处理器7进行处理，以便将当前的牵引力与驱动力作比对，并以此来根据实际情况进行牵引力大小的调整。

在拉力传感器6的拉头的两端设置前后微型摄像头，可随时监控展放电缆前后的过程，并在无线信号终端处理器7上显示，能够及时发现问题并解决问题。

线盘1转速信号、侧压力信号、拉力电信号和摄像头的影像信号传给无线信号终端处理器7，无线信号终端处理器7根据这些测量信号及时处理并反馈到液压绞磨10和变频器上，这样液压绞磨10和变频器根据接收的无线信号终端处理器7的指令及时控制牵引力和驱动速度，从而实现展放电缆过程数据接收及发射的智能化施工，进而保证了超导电缆施工的质量，防止超导电缆在整个展放过程中的损坏。

在线盘转动的过程中，驱动滚筒12和从动滚筒18的外侧设置有限位板29，能够将线盘限定在驱动滚动和从动滚筒18之间，防止线盘飞出。

由于变频电机20频繁地切换转速，容易过热，在变频电机20的外侧连接有电机风扇19，能够很好地对变频电机20起到散热的作用。

本发明不局限于上述实施例，在本公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种大吨位电缆线盘的展放牵引平台，包括底架，其特征在于：所述底架的两侧对称设置有可驱动线盘滚动的驱动机构，所述驱动机构配合设置有牵引机构，所述驱动机构和牵引机构经智能控制系统控制；

所述驱动机 构包括设置在底架一端的变频电机，所述变频电机与电磁离合器相连，所述电磁离合器与减速机相连，所述减速机与传动轴，所述传动轴上靠近减速机的一端上套设有驱动滚筒，所述驱动滚筒配套设置有从动滚筒，所述从动滚筒与驱动滚筒在传动轴上对称设置，所述传动轴的另一端与底架的另一端相连；

所述牵引机构包括液压绞磨，液压绞磨配合设置有转角电缆滑车和直行电缆滑车，所述转角电缆滑车设置在电缆井道的入口处，所述直行电缆滑车设置在电缆井道内，所述直行 电缆滑车之间设置有电缆输送机；

所述智能控制系统包括无线信号终端处理器，所述无线信号终端处理器配套设置有数据传感器；

所述数据传感器包括磁电式速度传感器、压力传感器和拉力传感器，所述磁电式速度传感器设置在线盘的中心上，所述压力传感器设置在转角电缆滑车的轴端支撑处，所述拉力传感器两端分别与旋转连接器和电缆接头相连，所述旋转连接器与绕设在液压绞磨上的牵引钢丝绳相连；

所述底架包括左底座和右底座，所述左底座与调节方管的一端经插销相连，所述调节方管的另一端经插销与右底座相连；所述拉力传感器的拉头的两端设置有微型摄像头。

2.根据权利要求1所述的一种大吨位电缆线盘的展放牵引平台，其特征在于：驱动机构经电气控制柜控制，所述电气控制柜上设置有电源开关，所述电源开关旁设置有断电保护器，所述断 电保护器旁设置有离合器开关，所述离合器开关旁设置有变频调速器旋钮，所述电源开关下方设置有启动按钮，所述启动按钮旁设置有急停开关。

3.一种大吨位电缆线盘的展放牵引方法，其特征在于：利用权利要求1或2所述的一种大吨位电缆线盘展放平台，包括以下步骤，

步骤1，将线盘放置在驱动滚筒和从动滚筒上；

步骤2，启动液压绞磨，将液压绞磨上的牵引钢丝绳展放并沿着电缆井道至线盘处，关闭液压绞磨，通过旋转连接器将电缆和牵引钢丝绳连接在一起；

步骤3，同时启动液压绞磨和变频电机，配合前端的牵引机构及时驱动电缆线盘转动并放出电缆；

步骤4，将电缆通过转角电缆滑车送入电缆井道内，并经直行电缆滑车和电缆输送机的辅助输送，使得电缆被牵引至指点位置；变频电机的转速可由变频器控制,线盘中心上安装的磁电式速度传感器测量线盘转速，产生的脉冲电信号传输到无线终端处理器，无线终端处理器可根据展放电缆的实际需要的速度信号反馈到变频器上，变频器根据速度信号及时控制变频电机的转速，变频电机带动减速机，减速机带动驱动滚筒，两组驱动机构最终驱动线盘滚动，使得线盘的滚动速度与驱动滚筒的转速保持一致；拉力传感器测量出液压绞磨的施加在电缆上的牵引力的大小，再传递给无线信号终端处理器，经无线信号终端处理器处理后，调整牵引力的大小，使得液压绞磨的牵引力与驱动滚筒的驱动力保持平衡；

所述步骤4中，压力传感器测量出电缆在转角电缆滑车上的侧压力，并将侧压力的数据信号传递给无线信号终端处理器，经无线信号终端处理器处理后调整牵引力和驱动力，使得两者保持平衡。

4.根据权利要求3所述的一种大吨位电缆线盘的展放牵引方法，其特征在于：所述步骤4中，微型摄像头时刻监控展放电缆的过程并影像信号传给无线信号终端处理器，经无线信号终端处理器处理后结合数据传感器传送的速度信号、压力信号和牵引力信号调整牵引力和驱动力以及和线盘转速和驱动速度均保持相应的平衡。

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