CN114243611B - 一种输电线路应急止舞控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种输电线路应急止舞控制装置，属于电力运维技术领域。包括绝缘拉索、绕线盘、底座和棘轮机构；所述绝缘拉索用于牵引输电线路导线并锚固至地面；所述绕线盘用于缠绕所述绝缘拉索并将所述绝缘拉索水平延伸，沿中心轴线设置有转轴；所述底座用于将绕线盘固定在地面上，所述转轴的两端与所述底座转动连接；所述棘轮机构设置在所述底座上，与所述转轴连接，能够使所述绕线盘只向一个方向转动；所述棘轮机构具有双向逆止功能。本发明能够实现对输电线路的应急舞动抑制；在操作时也能够避免输电线路上覆冰坠落造成的人伤事故，同时也能够防止导线舞动产生的能量通过绝缘拉索回弹而危及施工人员安全。

Description

一种输电线路应急止舞控制装置

技术领域

本发明属于电力运维技术领域，具体涉及一种输电线路应急止舞控制装置。

背景技术

冬季输电线路会因覆冰形成不规则的导线截面，在风的作用下可能会发生自激舞动，其振动频率通常为0.1～3Hz，振幅约为导线直径的5～300倍。导线舞动会对杆塔导线金具及部件造成损害，进而导致线路频繁跳闸与停电，对输电线路的安全运行带来很大隐患。同时，舞动事故的发生除引起线路电气绝缘击穿引起跳闸外，还可能引起断线、横担受损、倒塔等难以直接恢复的事故，给输电线路和电网的安全运行造成极大威胁。

输电线路发生舞动灾害后，目前尚无较为有效的抑制线路舞动应急处置措施。基于最新研究和试验测试，采用拉索对舞动后的输电线路导线进行牵拉并锚固至地面，可以有效实现对输电线路的应急舞动抑制。

如专利文献CN110137889A提出一种新型阻尼型防舞装置，包括钢丝绳拉缆、吊架弹簧减震器和重力式混凝土基础，其中，吊架弹簧减震器的一端安装在重力式混凝土基础上，另一端通过钢丝绳拉缆安装在导线的弧垂的最低弧垂点处或固定在导线上的间隔棒的框架上。该发明能够有效的防止导线舞动，特别是抑制导线上下舞动。

又如专利文献CN111478261A提出一种架空输电线路舞动抑制装置，包括有导线、支撑杆、滑轮组件、配重块、合成绝缘子、主绝缘绳和承重绝缘绳，主绝缘绳绕接在导线上，主绝缘绳的一端通过合成绝缘子与承重绝缘绳连接，另一端通过合成绝缘子与钢丝绳连接，钢丝绳的下端通过地锚与地面固定；承重绝缘绳绕过滑轮组件后与配种块连接。该发明能够利用拉拽方式抑制线路产生舞动。

但上述发明的操作点多位于导线的正下方，如果在输电线路舞动灾害发生后利用上述发明进行应急处理，则易出现覆冰坠落而造成的人伤事故，因此在进行应急处理时具有安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种输电线路应急止舞控制装置。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种输电线路应急止舞控制装置，包括绝缘拉索、绕线盘、底座和棘轮机构；

所述绝缘拉索用于牵引输电线路导线并锚固至地面；

所述绕线盘用于缠绕所述绝缘拉索并将所述绝缘拉索水平延伸，沿中心轴线设置有转轴；

所述底座用于将绕线盘固定在地面上，所述转轴的两端与所述底座转动连接；

所述棘轮机构设置在所述底座上，与所述转轴连接，能够使所述绕线盘只向一个方向转动；所述棘轮机构具有双向逆止功能。

进一步的，所述棘轮机构为圆形盒状结构，包括控制盒体、控制盒盖，以及位于内部的棘轮、棘爪、导杆和控制块；

所述控制盒体与所述底座固定连接，所述转轴的一端从所述控制盒体盒底的中心位置伸入到内部；所述棘轮设置在所述控制盒体内部的中心位置，与所述转轴固定连接；所述控制盒盖扣合在所述控制盒体上且能够转动；

所述棘轮的棘齿为等腰三角形，且相邻两个所述棘齿之间夹角为直角；

所述棘爪环绕所述棘轮周向均匀分布于所述控制盒体的内部，为左右对称的弧形拱桥状，两端的底部为直角，能够卡入棘齿之间的夹角内；所述棘爪拱桥状的顶部设置有半圆形的定位块；所述定位块设置在所述控制盒体内壁相匹配的半圆形定位槽内；

所述导杆与所述棘爪配套设置，设置在所述棘爪与所述棘轮之间，为弹簧伸缩杆，一端通过轴销与所述控制盒体的盒底转动连接，另一端设置有球头；

所述棘爪朝向所述棘轮的一侧开凿有供所述球头滑动的卡槽，所述卡槽的中部和两端设置有三个圆形的凹槽，所述凹槽用于供所述球头卡入以实现定位；当所述球头卡入中间的所述凹槽时，所述棘爪与所述棘轮脱离；

所述控制块周向均匀设置在所述控制盒盖的内侧且位于两个相邻的所述棘爪之间，一侧壁与所述控制盒体的内壁贴合，另两侧壁能够将所述棘爪顶起而使其改变状态。

进一步的，还包括地锚，所述地锚用于将所述底座固定在地面上。

进一步的，所述地锚上部设置有外螺纹和用于固定所述底座的螺母。

进一步的，还包括减速机构，所述减速机构与所述底座固定连接，输出端与所述转轴远离所述棘轮机构的一端固定连接，输入端用于和手电钻连接。

进一步的，还包括锁定机构，所述锁定机构与所述底座固定连接，用于锁紧所述绕线盘使之无法转动。

现有技术中，针对输电线路舞动的抑制多为事前防范措施，如预先在输电线路导线上安装如线夹回转式间隔棒、相间间隔棒、双摆防舞器、失谐摆等防舞动装置。但输电线路舞动灾害的发生具有偶发性，无法做到完全防范，对于正在发生舞动的输电线路，由于无法立即安装防舞动装置，因此就需要采取其他的应急处理措施。

目前现场采用的一种应急措施是利用绳索、地锚或拉线盘，将重要线路重舞区段的导线固定至地面上，控制导线的活动范围，减弱或消除舞动影响。

现有技术中，已经出现了将输电线路导线与地面固定的防舞动方法，如专利文献CN103414135A、CN106655050A等提出的相地间隔棒，专利文献CN110137889A提出的阻尼型防舞装置等。但这些防舞动装置也需要在事前安装，在舞动发生时或无法安装，或安装时会危及施工人员安全，因为导线舞动时振幅较大，无法登高作业，同时导线上的覆冰也有坠落而危急地面人员的风险。

在这种情况下，为了在保证安全的前提下实现对导线的牵引，就需要将牵引的绳索拉伸至远离导线的地方进行固定施工，但直接将绳索斜向拉至远方又会影响对舞动的抑制效果，因此可以将绳索先拉伸至导线下方附近，在沿水平方向向前延伸。如专利文献CN113346436A所提出的一种基于应急拉索的输电线路舞动抑制装置，所述装置的应急拉索通过导线下方的定滑轮转向后水平后延伸至远方。

但在施工人员拉动绳索过程中，如果导线舞动的振幅大，则巨大的舞动能量会造成绳索回弹，从而危及施工人员的安全，因此就需要采取措施抑制绳索的回弹。虽然专利文献CN113346436A中通过设置单向收紧装置防止应急拉索收紧过程中回弹，但所述单向收紧装置设置在绳索(应急拉索)的末端，如果施工人员在手动牵引绳索，则位于末端的单向收紧装置仍不能避免绳索回弹的危险。

基于上述原因，本发明设置了棘轮机构实现牵引绳索的单向逆止，并且棘轮机构设置在导线下方附近，位于绳索转向处，如果绳索出现回弹，则回弹力会被棘轮机构吸收，不会影响到绳索前方的施工人员。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明采用绝缘拉索对舞动后的输电线路导线进行牵拉并锚固至地面，能够实现对输电线路的应急舞动抑制；本发明将绝缘拉索水平延伸至远离输电线路导线下方的位置进行牵拉施工，能够避免输电线路上覆冰坠落造成的人伤事故。

本发明设置的棘轮机构具有单向逆止功能，能够使绝缘拉索仅向施工方向牵引，能够防止导线舞动产生的能量通过绝缘拉索回弹而危及施工人员安全。本发明设置的棘轮机构还具有可控的双向逆止功能，能够使绝缘拉索自由牵引、或仅能正向牵引、或仅能反向牵引，能够适用不同的现场需求。本发明通过转动控制盒盖即可实现棘轮机构逆止方向的调整或逆止功能的开闭，操作便捷。

本发明的棘轮机构设置了多个棘爪，能够分担承受导线的舞动能量，避免棘爪因受力过重而受损，能够适用于不同电压等级输电线路。本发明棘爪的受力最终传输至控制盒体的侧壁，因此，棘爪所承受的舞动能量也会被控制盒体吸收一部分，同样能避免棘爪因受力过重而受损。本发明的绕线盘能够利用手电钻实现对绝缘拉索的快速牵引或收纳。

本发明的底座能够通过地锚或膨胀螺栓的方式固定在地面上，地锚上部设置有外螺纹和螺母，拧紧螺母即可固定底座，同时能够使本发明适应不同的锚深。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

图1：本发明的使用状态示意图；

图2：本发明实施例1的结构示意图；

图3：本发明实施例2棘轮机构的结构示意图之一；

图4：本发明实施例2棘轮机构的结构示意图之二；

图5：本发明实施例2棘爪和导杆的局部剖视图；

图6：本发明实施例2棘轮机构的状态示意图之一；

图7：本发明实施例2棘轮机构的状态示意图之二；

图8：本发明实施例2棘轮机构的状态示意图之三；

图9：本发明实施例3的结构示意图；

图10：本发明实施例4的结构示意图；

图11：本发明实施例5的结构示意图；

其中：1-底座，2-绕线盘，21-转轴，22-轴承，3-棘轮机构，31-棘轮，32-控制盒体，321-定位槽，33-控制盒盖，34-棘爪，341-卡槽，342-凹槽，343-定位块，35-导杆，351-轴销，352-球头，36-控制块，4-绝缘拉索，5-地锚，6-减速机构，7-锁定机构。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例和附图进一步清楚阐述本发明的内容，但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。

需注意的是，在本发明的描述中，术语“左右”、“顶底”、“上下”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、以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参阅图1，本发明采用绝缘拉索4对舞动后的输电线路导线进行牵拉并锚固至地面，用于实现对输电线路的应急舞动抑制。绝缘拉索4的一端与输电线路导线的悬垂低点连接，另一端固定在地面上。

绝缘拉索4也可通过绝缘子与输电线路导线安全连接。

实施例1：

参阅图2-图5，本实施例所提供的输电线路应急止舞控制装置包括底座1、绕线盘2和棘轮机构3。

当输电线路舞动灾害发生时，输电线路导线上通常会存在覆冰，覆冰坠落时易造成人伤事故，因此，为了保证操作安全，需要将绝缘拉索4水平延伸至远离输电线路导线下方的位置进行牵拉施工，因此，本实施例设置了绕线盘2用于将绝缘拉索4延伸至远离导线的位置。绕线盘2为圆柱形结构，中心轴线水平，两端设置有挡板，能够缠绕绝缘拉索4；绕线盘2沿中心轴线设置有转轴21。绕线盘2上还包裹有橡胶层，具有较强的摩擦效果，能够实现对绝缘拉索4的有效控制。

底座1用于将绕线盘2固定在地面上，转轴21的两端通过轴承22与底座1转动连接。

在通过绝缘拉索4拉紧导线时，为防止导线舞动产生的能量通过绝缘拉索4回弹危及施工人员安全，本实施例还设置有棘轮机构3。棘轮机构3与所述转轴21连接，具有单向逆止功能，能够使绕线盘2只向一个方向转动。当绕线盘2被单向逆止后，因绝缘拉索4缠绕在绕线盘2上，因此，导线舞动时无法轻易拉动绝缘拉索4，就能够避免绝缘拉索4回弹；同时，也不影响绝缘拉索4的向施工方向的正常牵引。

实施例2：

参阅图3-图8，本实施例所提供的输电线路应急止舞控制装置与实施例1相比做了以下改进：棘轮机构3为双向棘轮结构。

如图3-图4所示，本实施例棘轮机构3采用双向棘轮结构，可根据需要调整逆止方向(顺时针或逆时针)。棘轮机构3整体为一圆形盒状物，包括控制盒体32、棘轮31和控制盒盖33。

控制盒体32与底座1固定连接，转轴21的一端从控制盒体32盒底的中心位置伸入到控制盒体32内；棘轮31设置在控制盒体32内部的中心位置，与转轴21固定连接；控制盒盖33扣合在控制盒体32上且能够转动。

本实施例棘轮31的棘齿为等腰三角形，且相邻两个棘齿之间夹角为直角。本实施例通过棘爪34和导杆35实现对棘轮31的逆止。棘爪34与导杆35配套成组设置，设置有多组，环绕棘轮31周向均匀分布在控制盒体32的内部。

如图5所示为棘爪34和导杆35的局部剖视图，棘爪34为左右对称的弧形拱桥状，两端的底部为直角，能够与棘轮31棘齿之间夹角相匹配。棘爪34的顶部中心位置设置有凸起的半圆形的定位块343。对应的，在控制盒体32的内侧设置有与定位块343相匹配的半圆形定位槽321，定位槽321的数量与棘爪34的数量相同；当定位块343放置在定位槽321内时，棘爪34能够以定位槽321为轴心转动，当棘爪34的一端卡入棘轮31的棘齿之间时，即实现了棘轮31的单向逆止。

导杆35为一可伸缩的弹簧杆，一方面用于将棘爪34保持在固定位置，另一方面能够向棘爪34的施加推力，使棘爪34能够紧贴棘齿。本实施例导杆35设置在棘爪34与棘轮31之间，一端通过轴销351与控制盒体32的盒底转动连接，另一端设置有球头352，导杆35能够绕轴销351转动。棘爪34朝向棘轮31的一侧开凿有供球头352滑动的卡槽341，卡槽341的中部和两端共设置有三个圆形的凹槽342，凹槽342的尺寸与球头352的尺寸相匹配，球头352能够卡入凹槽342内实现定位。

如图4及图6-图8的局部剖视图所示，为实现对棘爪34的控制，本实施例还设置了控制块36，控制块36周向均匀分布在控制盒盖33的内侧，数量与棘爪34的数量相同。当控制盒盖33扣合在控制盒体32上时，控制块36位于相邻两个棘爪34之间，转动控制盒盖33即可通过控制块36控制棘爪34的位置。控制块36具有三个侧面(类似于三角形)，其中一侧面为外凸的弧面，与控制盒体32的内侧面贴合；另外两侧侧面互相对称，均为内凹的弧面，当控制盒盖33转动时，控制块36沿控制盒体32的内侧面滑动，控制块36的内凹侧面能够将棘爪34顶起从而使其改变状态。

下文以图6-图8中最上侧的棘爪34为例进行说明，如图6所示，当控制块36位于两个棘爪34最中间位置时，球头352卡入中间的凹槽342内，此时棘爪34与棘轮31脱离，绕线盘2能够自由转动。

如图7所示，当逆时针转动控制盒盖33时，控制块36逆时针滑动，棘爪34的右侧在控制块36作用下向下移动，在此过程中，球头352会在卡槽341内向左滑动，直至卡入最左侧凹槽342内，此时棘爪34的左侧受导杆35弹性支撑，因此右侧会向下移动直至卡入棘轮31内，棘轮31的逆时针转动受限，但不影响其顺时针转动。

如图8所示，当顺时针转动控制盒盖33时，控制块36顺时针滑动，棘爪34的左侧在控制块36作用下向下移动，在此过程中，球头352会在卡槽341内向右滑动，直至卡入最右侧凹槽342内，此时棘爪34的右侧受导杆35弹性支撑，因此左侧会向下移动直至卡入棘轮31内，棘轮31的顺时针转动受限，但不影响其逆时针转动。

因此，本实施例所设置的棘轮机构3具有三种功能，能够使绕线盘2自由转动、或仅能逆时针转动、或仅能顺时针转动，能够使绝缘拉索自由牵引、或仅能正向牵引、或仅能反向牵引，能够适用不同的现场需求。本实施例通过转动控制盒盖33即可实现棘轮机构3逆止方向的调整或逆止功能的开闭，操作便捷。

发生舞动的输电线路导线多为高压输电线路，线径较粗，舞动能量大，因此本实施例共设置4个棘爪34实现对棘轮31的逆止，4个棘爪34分担承受导线的舞动能量，避免棘爪34因受力过重而受损。同时，本实施例工作时棘爪34的受力最终传输至控制盒体32的侧壁，因此，棘爪34所承受的舞动能量也会被控制盒体32吸收一部分，同样能避免棘爪34因受力过重而受损。

当然，不同电压等级输电线路的线径不同，舞动能量也不同，电压等级越高，舞动能量越大，棘轮机构3的承载也越大。因此，在具体实施时，可根据承载需求，设计不同数量的棘爪34，棘爪34数量越多，棘轮机构3承载能力越大，用于满足不同电压等级应用需求。

实施例3：

参阅图9，本实施例所提供的输电线路应急止舞控制装置与实施例2相比做了以下改进：底座1通过地锚5固定在地面上。

本实施例底座1设置有与地锚5相适应的安装孔，所设置的地锚5上部设置有外螺纹，当地锚5锚固入地面后，底座1能够安装在地锚5上，最后通过螺母完成固定。地锚5适合在砂土地面上使用，采用螺纹连接结构能够使本发明适应不同的锚深。

对于岩石地面来说，可采用在地面上安装膨胀螺栓的方式固定本发明，本实施例底座1上也设置有适合膨胀螺栓的安装孔。

对于一些经常发生舞动灾害的输电线路，可以预先在地面上浇铸基础，便于本发明的安装使用。

实施例4：

参阅图10，本实施例所提供的输电线路应急止舞控制装置与实施例3相比做了以下改进：绕线盘2能够通过手电钻实现绝缘拉索4的快速收卷。

本发明在使用时，绝缘拉索4需要缠绕到绕线盘2后向远处牵引，或在使用完毕后需要将绝缘拉索4缠绕到绕线盘2上进行收纳时，如果能够使绕线盘2快速旋转，就能使绝缘拉索4牵引或收纳的更加快捷。因此，本发明利用现场工作时必备的手电钻(或冲击钻、电锤)驱动绕线盘2转动。但手电钻的转速太高，如果直接驱动绕线盘2，会使绝缘拉索4不容易控制，因此，本实施例还设置了减速机构6用来降低手电钻的转速并提高扭矩。

减速机构6与底座1固定连接，输出轴与转轴21远离棘轮机构3的一端固定连接，输入轴能够通过转杆与手电钻连接。

实施例5：

参阅图11，本实施例所提供的输电线路应急止舞控制装置与实施例4相比做了以下改进：底座1上还设置有锁定机构7，锁定机构7能够锁紧绕线盘2使之无法转动。

本实施例的锁定机构7为一手轮，当旋紧锁定机构7时，锁定机构7会顶紧绕线盘2使之无法转动。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种输电线路应急止舞控制装置，其特征在于：包括绝缘拉索、绕线盘、底座和棘轮机构；

所述绝缘拉索用于牵引输电线路导线并锚固至地面；

所述绕线盘用于缠绕所述绝缘拉索并将所述绝缘拉索水平延伸，沿中心轴线设置有转轴；

所述底座用于将绕线盘固定在地面上，所述转轴的两端与所述底座转动连接；

所述棘轮机构设置在所述底座上，与所述转轴连接，能够使所述绕线盘只向一个方向转动；所述棘轮机构具有双向逆止功能；

所述棘轮机构为圆形盒状结构，包括控制盒体、控制盒盖，以及位于内部的棘轮、棘爪、导杆和控制块；

所述控制盒体与所述底座固定连接，所述转轴的一端从所述控制盒体盒底的中心位置伸入到内部；所述棘轮设置在所述控制盒体内部的中心位置，与所述转轴固定连接；所述控制盒盖扣合在所述控制盒体上且能够转动；

所述棘轮的棘齿为等腰三角形，且相邻两个所述棘齿之间夹角为直角；

所述棘爪环绕所述棘轮周向均匀分布于所述控制盒体的内部，为左右对称的弧形拱桥状，两端的底部为直角，能够卡入棘齿之间的夹角内；所述棘爪拱桥状的顶部设置有半圆形的定位块；所述定位块设置在所述控制盒体内壁相匹配的半圆形定位槽内；

所述导杆与所述棘爪配套设置，设置在所述棘爪与所述棘轮之间，为弹簧伸缩杆，一端通过轴销与所述控制盒体的盒底转动连接，另一端设置有球头；

所述棘爪朝向所述棘轮的一侧开凿有供所述球头滑动的卡槽，所述卡槽的中部和两端设置有三个圆形的凹槽，所述凹槽用于供所述球头卡入以实现定位；当所述球头卡入中间的所述凹槽时，所述棘爪与所述棘轮脱离；

所述控制块周向均匀设置在所述控制盒盖的内侧且位于两个相邻的所述棘爪之间，一侧壁与所述控制盒体的内壁贴合，另两侧壁能够将所述棘爪顶起而使其改变状态。

2.根据权利要求1所述输电线路应急止舞控制装置，其特征在于：还包括地锚，所述地锚用于将所述底座固定在地面上。

3.根据权利要求2所述输电线路应急止舞控制装置，其特征在于：所述地锚上部设置有外螺纹和用于固定所述底座的螺母。

4.根据权利要求3所述输电线路应急止舞控制装置，其特征在于：还包括减速机构，所述减速机构与所述底座固定连接，输出端与所述转轴远离所述棘轮机构的一端固定连接，输入端用于和手电钻连接。

5.根据权利要求4所述输电线路应急止舞控制装置，其特征在于：还包括锁定机构，所述锁定机构与所述底座固定连接，用于锁紧所述绕线盘使之无法转动。