CN114629244B - 一种输电线路安全触发装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种输电线路安全触发装置及其使用方法，包括移动组件、检测组件和报警组件；移动组件包括C型框，C型框内设置有用于夹持输电线路的主动轮和从动轮；检测组件包括滑动设置于C型框内可根据温度进行伸缩的测温件以及固定设置于C型框上的正极片和负极片，测温件一端设置有在其伸缩变化后连通正极片和负极片的触发头，C型框内设置有能够将测温件的另一端抵接在主动轮和从动轮之间的输电线路上的弹性件；报警组件包括一需通过正极片与负极片的连接实现通路的开路电路。本发明解决了现有的输电线路安全监测装置保护范围小和灵活性差的问题，产生了扩大输电线路保护范围、检测灵活性高和检测效率高的效果。

Description

一种输电线路安全触发装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及输电安全装置技术领域，尤其涉及一种输电线路安全触发装置及其使用方法。

背景技术

电力设备在长期运行中出现老化，用电量急剧增长造成线路过负荷，以及设备安装检修过程中存在质量不高等问题，常会造成电力设备出现发热甚至过热损毁断电等事故。

输电线路是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。输电线路分为架空输电线路和电缆线路，架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子、线路金具、拉线、杆塔基础、接地装置等构成，架设在地面之上。按照输送电流的性质，输电分为交流输电和直流输电。

输电线路使用中会出现工频续流的情况，也就是过电压消失后，由工频电压形成的工频电弧电流继续流向间隙，这就会导致热效应出现，目前随着输电工程的开展，大量的输电装置和线路都存在缺乏安全监管的情况。

部分输电线路的安全监管中会使用到与记忆合金相配合的机械装置，利用记忆合金随温度形变的特性达到机械控制的目的，如中国专利CN107063500A公开的一种用于检测输电线路连接点的记忆合金弹簧故障指示器，但此类装置在与输电线路的组合中只能呈点式监测，保护范围小、灵活性差，不便于线路运行人员及时确定故障点，增加了输电线故障的后续风险。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种输电线路安全触发装置及其使用方法，其解决了现有技术中存在的部分输电线路的安全监管中会使用到与记忆合金相配合的机械装置，但是此类装置在与输电线路的组合中呈点式检测，保护范围小、灵活性差，不便于线路运行人员及时确定故障点，增加了输电线故障的后续风险的问题。

根据本发明的实施例，一种输电线路安全触发装置，包括移动组件、检测组件和报警组件； 移动组件包括C型框，C型框内设置有用于夹持输电线路的主动轮和从动轮，C型框上设置有电源，主动轮通过C型框内的微型电机驱动转动，从动轮的一端通过轴承连接有可带动从动轮相对于主动轮移动的电动伸缩杆； 检测组件包括滑动设置于C型框内可根据温度进行伸缩的测温件以及固定设置于C型框上的正极片和负极片，测温件一端设置有在其伸缩变化后连通正极片和负极片的触发头，C型框内设置有能够将测温件的另一端抵接在主动轮和从动轮之间的输电线路上的弹性件； 报警组件包括一需通过正极片与负极片的连接实现通路的开路电路，C型框上设置有在开路电路闭合后进行闪烁发光的发光灯。

优选的，所述测温件包括记忆合金杆和固定于记忆合金杆端部用于与所述输电线路抵接的记忆合金片，记忆合金杆滑动设置于所述C型框内，记忆合金片成弧形，且记忆合金片的内径不小于所述输电线路的外径。

优选的，所述C型框上设置有壳体，壳体相对内壁均设置有滑槽，所述触发头的两端分别滑动设置于两滑槽内，所述正极片和负极片分别设置于两滑槽的同一端，所述弹性件为套设于所述记忆合金杆活动端上的弹簧，所述记忆合金杆的活动端上固定连接有绝缘头，弹簧的一端固定连接在绝缘头上，弹簧的另一端固定连接在所述C型框上。

优选的，所述测温件的两侧均设置有至少有一组所述主动轮和从动轮。

优选的，所述主动轮和从动轮的外周面的中部均设置有用于容纳所述输电线路的环形槽。

优选的，所述C型框内设置有用于容纳所述电动伸缩杆的条形槽，所述从动轮的轴承位于条形槽内并与条形槽的一组相对内壁贴合。

优选的，所述C型框上设置有控制盒，所述电源设置于控制盒内，控制盒外壁安装有可对所述电源充电的太阳能电板。

优选的，所述控制盒内还设置有GPS定位器和用于通信连接远程智能设备的无线通讯模块，GPS定位器与无线通讯模块连接。

优选的，所述控制盒内还设置有可检测所述输电线路晃动的振动传感器，振动传感器和所述发光灯均与所述无线通讯模块连接。

一种输电线路安全触发装置的使用方法，包括如下步骤：

S1：首先将C型框移动至输电线路处，通过控制电动伸缩杆带动从动轮朝向主动轮移动，并通过主动轮与从动轮对输电线路进行夹持，同时使测温件与输电线路的表面相抵接；

S2：随后控制微型电机工作，带动主动轮转动，在主动轮和从动轮的配合下，带动C型框在两个输电塔之间布设的输电线路上往返行走，或在输电线路上任意点进行停驻；

S3：当进行行走时，测温件会始终与输电线路的表面相抵接，若输电线路上的某一处产生工频续流的热效应故障时，促使测温件动作，产生形变作用力，此时的形变作用力大于弹性件的弹性力，带动触发头向上移动或向下移动，使得触发头的两端分别连接正极片和负极片，使开路电路形成闭合回路，此时控制盒内的PLC控制发光灯发出不断闪烁的彩色灯光，进行警示；

S4：同步的，PLC控制器会启动GPS定位器和振动传感器工作，通过GPS定位器将触发装置的位置发送至远程智能设备上，便于电力检修人员寻找；

通过振动传感器工作来判断此处输电线路是否产生剧烈晃动，若晃动程度超过预设阈值时，则是由于外部环境触碰造成故障；

若晃动程度低于预设阈值时，则是由于线路自身造成故障；

具体的，上述预设阈值包括第一阈值、第二阈值和第三阈值；

若第一阈值≤晃动值<第二阈值时，则表明线路自身造成；

若第二阈值≤晃动值<第三阈值时，则表明外部环境触碰造成；

S5：通过无线通讯模块实时与远程智能设备实现无线信号输送，当上述彩色灯光启动时，此时远程智能设备上的报警器同步发出蜂鸣警报提醒，便于检修人员及时分析原因前行进行排障。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

通过移动组件搭配检测组件和报警组件，在输电线路故障后出现过流热效应时，促使测温件产生形变，带动触发头移动并使得开路电路形成闭合回路，使闪光灯启动并发出彩色闪烁警示，对检修人员提供故障点的精确坐标；能够高精度和高效的定位故障点，且应用范围广，提升了检修人员的工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例的正视图。

图2为本发明实施例的后视图。

图3为本发明实施例的后仰视图。

图4为本发明实施例的横向剖视图。

图5为本发明实施例的纵向剖视图。

图6为本发明实施例中开路电路的示意图。

上述附图中：1、C型框；2、主动轮；3、从动轮；4、微型电机；51、壳体；52、导向孔；531、正极线；532、负极线；533、正极片；534、负极片；535、滑槽；54、测温件；541、记忆合金杆；542、记忆合金片；55、弹簧；56、绝缘头；57、触发头；6、发光灯；7、控制盒；8、太阳能电板；91、条形槽；92、电动伸缩杆；93、轴承；10、输电线路。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

如图1-6所示，为提高输电线路检修人员的工作效率。本发明提出一种输电线路安全触发装置，包括移动组件、检测组件和报警组件； 移动组件包括C型框，C型框1内设置有用于夹持输电线路10的主动轮2和从动轮3，C型框1上设置有电源，主动轮2通过C型框1内的微型电机4驱动转动，从动轮3的一端通过轴承93连接有可带动从动轮3相对于主动轮2移动的电动伸缩杆92； 检测组件包括滑动设置于C型框1内可根据温度进行伸缩的测温件54以及固定设置于C型框1上的正极片533和负极片534，测温件54一端设置有在其伸缩变化后连通正极片533和负极片534的触发头57，C型框1内设置有能够将测温件54的另一端抵接在主动轮2和从动轮3之间的输电线路10上的弹性件； 报警组件包括一需通过正极片533与负极片534的连接实现通路的开路电路，C型框1上设置有在开路电路闭合后进行闪烁发光的发光灯6。

在进行触发装置的安装时，主动轮2和从动轮3可位于输电线路10的左右两侧，也可位于输电线路10的上下两侧，主动轮2和从动轮3可垂直安装于C型框1的中间段，也可安装于C型框1的端部，相对于中间段平行。测温件54可在被高温下伸缩，也可在高温下舒张，在测温件54采用高温伸缩的材料时，将正极片533和负极片534设置于触发头57的下方，在测温件54收缩时，带动触发头57向下移动，使得开路电路形成闭环回路；同理，测温件54位高温舒张的材料，将正极片533和负极片534设置于触发头57的上方。无论测温件54使用哪种受热变形材料，弹性件需保持对测温件54的压力，使得测温件54的端部始终紧贴输电线路。

C型框1内设置有PLC控制器，在开路电路形成闭环回路后，PLC接收到信号，即控制发光灯6进行连续闪烁发光。

C型框1内开设供测温件54穿过的导向孔52；电源分别通过正极线531和负极线532与正极片533和负极片534连接。

如图1、图3、图4和图5所示，为增加测温件54与输电线路10的接触面积，以提高测温件54测量的精度。所述测温件54包括记忆合金杆541和固定于记忆合金杆541端部用于与所述输电线路10抵接的记忆合金片542，记忆合金杆541滑动设置于所述C型框1内，记忆合金片542成弧形，且记忆合金片542的内径不小于所述输电线路10的外径。通过内径不小于输电线路10外径的记忆合金片542与输电线路10的表面贴合，充分接触，相较于直接用杆件端部与输电线路10接触，增大了接触面积，提高了检测精度，同时避免因点接触对输电线路10表面造成损坏；对记忆合金片542的内表面进行光滑处理，以减少记忆合金片542在随C型框1移动时与输电线路10之间因摩擦产生的热量。

具体的，记忆合金片542可选择TiNi形状记忆合金或者SMA形状记忆合金：

TiNi形状记忆合金是一种智能材料，具有良好的形状记忆效应和超弹性，特别是合金的热弹性马氏体相变、应力诱发马氏体相变及马氏体变体的自适应性部分可减轻载荷作用并通过弹性变形把部分能量吸收掉，从而阻碍塑性变形的进行并减少材料的磨损量，从而提高合金的耐磨性能TiNi形状记忆合金与其他SMA形状记忆合金相比在具有形状记忆效应的同时还具有优异的机械性能，生物相容性成本较低，易于开发及应用潜力十足的优势；

SMA可以分为3类：单程记忆合金、双程记忆合金、全程记忆合金。其中单程记忆合金的记忆效应只存在于加热过程，即在较低温度下变形后可以在加热过程中恢复原有形状；双程记忆合金是在加热时恢复高温时的形状，在冷却时恢复低温时的形状；全程记忆合金在加热时恢复高温时的形状，在冷却时得到形状相同取向相反的低温形状，具体的记忆合金板的选择，可按照实际需要进行灵活性调整。

如图4-6所示，为实现触发头57连通正极片533和负极片534。所述C型框1上设置有壳体51，壳体51相对内壁均设置有滑槽535，所述触发头57的两端分别滑动设置于两滑槽535内，所述正极片533和负极片534分别设置于两滑槽535的同一端，所述弹性件为套设于所述记忆合金杆541活动端上的弹簧55，所述记忆合金杆541的活动端上固定连接有绝缘头56，弹簧55的一端固定连接在绝缘头56上，弹簧55的另一端固定连接在所述C型框1上。通过滑槽535对触发头57的移动进行限位，使得触发头57能够准确地移动至正极片533和负极片534处，实现开路电路的闭合；设置弹簧55为被拉伸的状态，使得在绝缘头56随记忆合金杆541的顶端向上移动时，绝缘头56拉伸弹簧55，进一步增强弹簧55对记忆合金杆541向下的力，使得记忆合金杆541底端的记忆合金片542更紧密的与输电线路10表面贴合；若记忆合金杆541为受热收缩的材料，对弹簧55的性质进行调整，在处于常温状态下，弹簧55处于被拉伸的状态，在绝缘头56向下移动时，弹簧55仍处于被拉伸的状态，此时弹簧55仍能够为记忆合金杆541提供一个向下的力，使得记忆合金片542与输电线路10表面贴合。开路电路设置于壳体51内。

如图1-3所示，为保证触发装置能够稳定的移动。所述测温件54的两侧均设置有至少有一组所述主动轮2和从动轮3。在两组主动轮2和从动轮3对输电线路10进行夹持时，两组主动轮2和从动轮3的转速相等，能够保证处于两组主动轮2和从动轮3之间的输电线路10与记忆合金片542的运动轨迹平行，进而使得记忆合金片542在沿输电线路10移动的过程中能够保持与记忆合金片542的有效贴合，同时使得触发装置的移动更加稳定。

如图3所示，为增加主动轮2与输电线路10之间的接触面积。所述主动轮2和从动轮3的外周面的中部均设置有用于容纳所述输电线路10的环形槽。通过增加接触面积减小压强，避免过大的压力造成输电线路10的损坏；同时实现主动轮2和从动轮3在输电线路10径向的限位，增强触发装置承受与主动轮2平行的力的能力，防止触发装置在运行过程中被风吹落。

如图3所示，为提升从动轮3的稳定性。所述C型框1内设置有用于容纳所述电动伸缩杆92的条形槽91，所述从动轮3的轴承93位于条形槽91内并与条形槽91的一组相对内壁贴合。由于从动轮3仅一端通过轴承93连接在电动伸缩杆92的输出端，其整体结构不稳定，缺少限位，通过设置条形槽91供从动轮3随电动伸缩杆92伸缩时的往复移动，同时条形槽91对从动轮3的轴承93限位，进而提升了从动轮3的稳定性。

如图2所示，为提升触发装置的续航能力。所述C型框1上设置有控制盒7，所述电源设置于控制盒7内，控制盒7外壁安装有可对所述电源充电的太阳能电板8。太阳能电板8将太阳能转成电能，对电源进行供电，提升触发装置的续航能力。

作为本发明优选的实施方式，为便于检修人员查找到触发装置的位置。所述控制盒7内还设置有GPS定位器和用于通信连接远程智能设备的无线通讯模块，GPS定位器与无线通讯模块连接。在检修人员工作的过程中，存在一次使用多个触发装置的情况，需要迅速且准确的寻找到检测出输电线路10故障点的触发装置；无线通讯模块的设置，通过PLC控制器，便于检修人员远程遥控触发装置。

作为本发明优选的实施方式，为更清楚出现故障的输电线路10的状况，便于后续维护。所述控制盒内还设置有可检测所述输电线路晃动的振动传感器，振动传感器和所述发光灯均与所述无线通讯模块连接。

一种输电线路安全触发装置的使用方法，包括如下步骤：

S1：首先将C型框1移动至输电线路10处，通过控制电动伸缩杆92带动从动轮3朝向主动轮2移动，并通过主动轮2与从动轮3对输电线路10进行夹持，同时使测温件与输电线路10的表面相抵接；

S2：随后控制微型电机4工作，带动主动轮2转动，在主动轮2和从动轮3的配合下，带动C型框1在两个输电塔之间布设的输电线路10上往返行走，或在输电线路10上任意点进行停驻；

S3：当进行行走时，测温件会始终与输电线路10的表面相抵接，若输电线路10上的某一处产生工频续流的热效应故障时，促使测温件54动作，产生形变作用力，此时的形变作用力大于弹性件的弹性力，带动触发头57向上移动或向下移动，使得触发头57的两端分别连接正极片533和负极片534，使开路电路形成闭合回路，此时控制盒7内的PLC控制发光灯6发出不断闪烁的彩色灯光，进行警示；

S4：同步的，PLC控制器会启动GPS定位器和振动传感器工作，通过GPS定位器将触发装置的位置发送至远程智能设备上，便于电力检修人员寻找；

通过振动传感器工作来判断此处输电线路是否产生剧烈晃动，若晃动程度超过预设阈值时，则是由于外部环境触碰造成故障；

若晃动程度低于预设阈值时，则是由于线路自身造成故障；

具体的，上述预设阈值包括第一阈值、第二阈值和第三阈值；

若第一阈值≤晃动值<第二阈值时，则表明线路自身造成；

若第二阈值≤晃动值<第三阈值时，则表明外部环境触碰造成；

S5：通过无线通讯模块实时与远程智能设备实现无线信号输送，当上述彩色灯光启动时，此时远程智能设备上的报警器同步发出蜂鸣警报提醒，便于检修人员及时分析原因前行进行排障。

上述涉及的电器元件的控制方式是通过与其配套的PLC控制器进行控制的，控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，仅对其进行使用，未对其进行改进，并且本发明主要用来保护机械装置及其使用方法，所以本发明不再详细对控制方式和电路连接进行赘述。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种输电线路安全触发装置，其特征在于：包括移动组件、检测组件和报警组件；

移动组件包括C型框，C型框内设置有用于夹持输电线路的主动轮和从动轮，C型框上设置有电源，主动轮通过C型框内的微型电机驱动转动，从动轮的一端通过轴承连接有可带动从动轮相对于主动轮移动的电动伸缩杆；

检测组件包括滑动设置于C型框内可根据温度进行伸缩的测温件以及固定设置于C型框上的正极片和负极片，测温件一端设置有在其伸缩变化后连通正极片和负极片的触发头，C型框内设置有能够将测温件的另一端抵接在主动轮和从动轮之间的输电线路上的弹性件；

报警组件包括一需通过正极片与负极片的连接实现通路的开路电路，C型框上设置有在开路电路闭合后进行闪烁发光的发光灯。

2.如权利要求1所述的一种输电线路安全触发装置，其特征在于：所述测温件包括记忆合金杆和固定于记忆合金杆端部用于与所述输电线路抵接的记忆合金片，记忆合金杆滑动设置于所述C型框内，记忆合金片成弧形，且记忆合金片的内径不小于所述输电线路的外径。

3.如权利要求2所述的一种输电线路安全触发装置，其特征在于：所述C型框上设置有壳体，壳体相对内壁均设置有滑槽，所述触发头的两端分别滑动设置于两滑槽内，所述正极片和负极片分别设置于两滑槽的同一端，所述弹性件为套设于所述记忆合金杆活动端上的弹簧，所述记忆合金杆的活动端上固定连接有绝缘头，弹簧的一端固定连接在绝缘头上，弹簧的另一端固定连接在所述C型框上。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的一种输电线路安全触发装置，其特征在于：所述测温件的两侧均设置有至少有一组所述主动轮和从动轮。

5.如权利要求4所述的一种输电线路安全触发装置，其特征在于：所述主动轮和从动轮的外周面的中部均设置有用于容纳所述输电线路的环形槽。

6.如权利要求5所述的一种输电线路安全触发装置，其特征在于：所述C型框内设置有用于容纳所述电动伸缩杆的条形槽，所述从动轮的轴承位于条形槽内并与条形槽的一组相对内壁贴合。

7.如权利要求4所述的一种输电线路安全触发装置，其特征在于：所述C型框上设置有控制盒，所述电源设置于控制盒内，控制盒外壁安装有可对所述电源充电的太阳能电板。

8.如权利要求7所述的一种输电线路安全触发装置，其特征在于：所述控制盒内还设置有GPS定位器和用于通信连接远程智能设备的无线通讯模块，GPS定位器与无线通讯模块连接。

9.如权利要求8所述的一种输电线路安全触发装置，其特征在于：所述控制盒内还设置有可检测所述输电线路晃动的振动传感器，振动传感器和所述发光灯均与所述无线通讯模块连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述一种输电线路安全触发装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：首先将C型框移动至输电线路处，通过控制电动伸缩杆带动从动轮朝向主动轮移动，并通过主动轮与从动轮对输电线路进行夹持，同时使测温件与输电线路的表面相抵接；

S2：随后控制微型电机工作，带动主动轮转动，在主动轮和从动轮的配合下，带动C型框在两个输电塔之间布设的输电线路上往返行走，或在输电线路上任意点进行停驻；

S3：当进行行走时，测温件会始终与输电线路的表面相抵接，若输电线路上的某一处产生工频续流的热效应故障时，促使测温件动作，产生形变作用力，此时的形变作用力大于弹性件的弹性力，带动触发头向上移动或向下移动，使得触发头的两端分别连接正极片和负极片，使开路电路形成闭合回路，此时控制盒内的PLC控制发光灯发出不断闪烁的彩色灯光，进行警示；

S4：同步的，PLC控制器会启动GPS定位器和振动传感器工作，通过GPS定位器将触发装置的位置发送至远程智能设备上，便于电力检修人员寻找；

通过振动传感器工作来判断此处输电线路是否产生剧烈晃动，若晃动程度超过预设阈值时，则是由于外部环境触碰造成故障；

若晃动程度低于预设阈值时，则是由于线路自身造成故障；

具体的，上述预设阈值包括第一阈值、第二阈值和第三阈值；

若第一阈值≤晃动值<第二阈值时，则表明线路自身造成；

若第二阈值≤晃动值<第三阈值时，则表明外部环境触碰造成；

S5：通过无线通讯模块实时与远程智能设备实现无线信号输送，当上述彩色灯光启动时，此时远程智能设备上的报警器同步发出蜂鸣警报提醒，便于检修人员及时分析原因前行进行排障。

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