CN117498226A - 一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备及检修方法 - Google Patents

一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备及检修方法 Download PDF

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CN117498226A CN202311422389.4A CN202311422389A CN117498226A CN 117498226 A CN117498226 A CN 117498226A CN 202311422389 A CN202311422389 A CN 202311422389A CN 117498226 A CN117498226 A CN 117498226A
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刘洛雁
杨洋
朱玉林
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Abstract

本发明涉及一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备,它包括预紧箱和预紧机构,预紧箱上方设置有预紧机构,预紧箱前面设置有控制开关,预紧箱下方设置有基板,基板上方设置有底板,底板通过旋转装置与基板连接,底板上方外侧左右两侧均设置有导线机构,导线机构内侧均设置有托稳线机构,基板下方左右两侧均设置有调节机构,调节机构均通过连接杆与基板连接;方法具体为:构建智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修优化决策指标;构建智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修优化决策模型;采用粒子群优化算法求解检修优化决策模型;本发明具有结构合理、调节方便快捷、多方向预紧、通用性强、不会损伤电缆绝缘、提高工作效率及预紧效果的优点。

Description

一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备及检修方法
技术领域
本发明属于输电电缆安装技术领域,具体涉及一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备及检修方法。
背景技术
电线电缆用以传输电(磁)能,信息和实现电磁能转换的线材产品,广义的电线电缆亦简称为电缆,狭义的电缆是指绝缘电缆,它可定义为:由下列部分组成的集合体;一根或多根绝缘线芯,以及它们各自可能具有的包覆层,总保护层及外护层,电缆亦可有附加的没有绝缘的导体,目前,现有的电线电缆在安装时,需要人工先将电线电缆铺设在电线塔架上,再对电线电缆进行固定处理,铺设完成后,要对电缆进行拉紧调整,就是对电缆进行预紧处理,防止电缆使用时摇摆不稳定或者电缆之间长期相互接触导致的发热造成故障,施工人员在电线杆上对电缆进行拉紧时,通常为人力进行拉紧,由于线缆的重量较大,不仅劳动强度大,工作效率低,而且电缆的拉紧效果差,同时用力不易控制,过大时易造成电缆绝缘损伤,影响电缆使用寿命;因此,提供一种结构合理、调节方便快捷、多方向预紧、通用性强、不会损伤电缆绝缘、提高工作效率及预紧效果的一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备及检修方法是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足,而提供一种结构合理、调节方便快捷、多方向预紧、通用性强、不会损伤电缆绝缘、提高工作效率及预紧效果的一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备及检修方法。
本发明的目的是这样实现的:一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备,它包括预紧箱和预紧机构,所述的预紧箱上方设置有预紧机构,所述的预紧箱前面设置有控制开关,所述的预紧箱下方设置有基板,所述的基板上方设置有底板,所述的底板通过旋转装置与基板连接,所述的底板上方外侧左右两侧均设置有导线机构,所述的导线机构内侧均设置有托稳线机构,所述的基板下方左右两侧均设置有调节机构,所述的调节机构均通过连接杆与基板连接。
所述的预紧箱前后两侧均设置有面板,所述的预紧箱后面设置有壳体,所述的预紧箱内部下方设置有电机组,所述的电机组左侧设置有电机滑动块,所述的电机滑动块前后两侧分别设置有第一支撑架和第二支撑架,所述的预紧箱内部上方设置有导向光轴,所述的导向光轴上方设置有直线光轴,所述的直线光轴一端外部设置有直线轴承,所述的直线轴承外部设置有直线轴承套,所述的直线轴承套通过衬套与导向光轴连接。
所述的预紧机构包括固定板,所述的固定板两端分别与第一支撑架和第二支撑架连接,所述的固定板上方设置有电子秤,所述的电子秤左侧设置有安装在直线轴承套上的预紧牵引头,所述的电子秤通过连接挂钩与预紧牵引头连接,所述的预紧牵引头前面设置有牵引头压线板,所述的牵引头压线板通过牵引头压把与预紧牵引头连接。
所述的导线机构包括设置在底板上的立柱,所述的立柱顶部均设置有横板,所述的横板内部两侧均设置有活动柄,所述的活动柄外侧均设置有限位块,所述的活动柄端部均设置有活动头,所述的活动头内部设置有导线腔,所述的横板内侧均设置有L型杆,所述的L型杆上方均设置有线架,所述的线架上设置有若干个线槽。
所述的底板上方设置有平台,所述的平台上方前后两侧均设置有腰型孔,所述的托稳线机构包括与腰型孔活动连接的转动板,所述的转动板上方均设置有竖杆,所述的竖杆上方均设置有转动杆,所述的转动杆上方均设置有托稳线支架,所述的托稳线支架上方均设置有托稳线槽板,所述的托稳线支架一侧面上均设置有移动顶板,所述的移动顶板外侧均设置有定位把手。
所述的调节机构包括固定平板,所述的固定平板上方设置有龙门架底板,所述的龙门架底板通过支撑板与固定平板连接,所述的龙门架底板上方设置有龙门板,所述的龙门板通过角板与龙门架底板连接,所述的龙门板上方设置有电机底座,所述的电机底座后面设置有第一电机,所述的第一电机通过电机滑板可活动的安装在电机底座上,所述的电机底座前面设置有与第一电机动力连接的第一驱动轮,所述的第一驱动轮下方设置有第一从动轮,所述的第一驱动轮与第一从动轮之间通过第一传动带连接,所述的第一从动轮后面设置有滚珠丝杠,所述的滚珠丝杠外部设置有第一螺母座,所述的电机底座一侧设置有第一滑轨,所述的第一滑轨上方设置有活动板,所述的活动板通过第一滑座与第一滑轨滑动连接。
所述的活动板一端端部与第一螺母座连接,所述的活动板另一端端部设置有竖板,所述的活动板通过L型板与竖板连接,所述的竖板顶部设置有可调电机支架,所述的可调电机支架下方设置有第二电机,所述的可调电机支架上方设置有与第二电机动力连接的第二驱动轮,所述的第二驱动轮一侧设置有第二从动轮,所述的第二驱动轮与第二从动轮之间通过第二传动带连接,所述的第二从动轮下方设置有轴滚珠螺杆,所述的滚珠丝杠、轴滚珠螺杆一端端部均设置有支撑块,所述的滚珠丝杠、轴滚珠螺杆下方左右两侧均设置有滚珠丝杠止动器,所述的轴滚珠螺杆外部设置有第二螺母座,所述的竖板一侧设置有第二滑轨,所述的第二滑轨外侧设置有连接板,所述的连接板通过第二滑座与第二滑轨滑动连接,所述的连接板内部设置有安装孔,所述的连接板通过安装孔与连接杆连接。
一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修方法,用于实现上所述的一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备的快速发现并进行检修工作,大幅减少故障风险,使设备具有更高的安全性和可靠性,并且减少盲目的检修工作,提升资源的利用率,所述的方法包括以下步骤:
步骤1:构建智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修优化决策指标;
步骤2:构建智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修优化决策模型;
步骤3:模型求解:采用粒子群优化算法求解检修优化决策模型。
所述的步骤1中的构建智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修优化决策指标具体为:选择设备故障风险降低值、设备使用时间以及所节省的成本两个因素作为优化决策指标,具体包括以下步骤:
步骤1.1:设备故障风险降低值:以设备出现故障的概率与故障发生后引发的后果的乘积定义为设备故障风险值,检修之前引发的后果与检修之后引发的后果假设相同,则在t时刻检修任务a结束后,m设备故障风险的降低值可以表示为:ΔR(m,a,t)=ΔR0(m,a,t)+ΔR1(m,a,t)(1),式中,ΔR(m,a,t)为在t时刻检修任务a结束之后设备故障风险的降低值;ΔR0(m,a,t)为在进行检修的过程中设备降低的故障风险值;ΔR1(m,a,t)为检修工作完成之后设备降低的故障风险值;由于在检修过程中设备m结束工作,可认为检修过程中设备m引发的风险值为0,所以进行检修的过程中设备降低的故障风险值ΔR0(m,a,t)为0,即:ΔR(m,a,t)=ΔR1(m,a,t)(2),检修任务完成之后,设备故障风险降低值ΔR1(m,a,t)可由下式计算得出:式中,τ为检修完成的时刻;8760为全年的小时数;Δp(m,a)为设备m在检修任务a结束之后的设备故障概率变化值;S(m0,t)为检修任务之前设备m的故障后果;f(0,m,t)为设备m在t时刻的故障风险值;p(m)为检修设备m的故障概率;将(3)式代入(2)式,可以得到,检修任务a结束之后,设备故障降低的风险值可由式(4)得出:/>
步骤1.2:设备使用寿命延长节约的成本:假设在检修任务结束之后,设备m的可用时间增加了Δθ,则其节约的成本可以表示为:式中,ΔL(m,a,t)是设备可用时间增加而节约成本;C(m)为设备的检修成本;θ0为设备发生故障的平均时间;Δθ为设备延长的使用寿命;σ为通胀率;所以,综合考虑上述两部分因素,检修优化决策指标为:M(m,a,t)=ΔR(m,a,t)+ΔL(m,a,t)(6),式中,M(m,a,t)为检修优化决策指标;ΔR(m,a,t)为设备故障风险降低值;ΔL(m,a,t)为检修后设备寿命延长而节约的成本。
所述的步骤2中的构建智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修优化决策模型具体为:模型建立:以式(6)中检修优化决策指标M(m,a,t)为目标函数建立检修优化决策模型,在不破坏一般性前提下,将上述的连续问题转化为离散问题,检修工作进行时,设备m在t时刻开始第a项检修工作,则g(m,a,t)为1,否则其值为0;若在t时刻设备m的第a项检修任务正在进行,则h(m,a,t)为1,否则其值为0,设D(m,a)为设备m的第a项检修任务的检修时间,则:由式(7)可得知在t时刻时设备m是否在进行第a项检修工作;检修决策优化的目标函数为:/>约束条件如下:/> 其中,T表示问题的时间范围;Na、Nm分别表示检修任务以及检修设备的总数;约束条件的意义如下:式(8)规定在T时刻内每个设备只检修一次;式(10)中,T0(m,a)表示设备m的第a项检修任务不能执行的时间集合,该条件指的是由于某些原因导致检修任务无法完成的情况;式(11)为检修中劳动力的约束,W(m,a)为设备m在第a项检修任务中用的劳动力;Wtot(t)为在t时刻可用于检修的劳动力总量;式(12)为检修过程中的资金约束,其中,C(m,a)为设备m在第a项检修任务的检修成本;Ctot为可用于检修的资金数量;约束条件式(13)为安全约束,S(m,a,t)表示t时刻设备m的第a项检修任务发的故障后果指标;Smax(t)为t时刻安全性问题的上限。
本发明的有益效果:本发明为一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备及检修方法,在使用中,调节机构通过设置的固定平板,可用于实现本发明装置的安装工作,便于对整个装置进行固定;通过设置的调节机构,便于对本发明的高度和水平位移进行调节,可实现电缆在竖直方向的高度调节和水平方向的移动调节,进而实现电缆多方位预紧方向调节功能,便于适用于电线电缆安装时不同角度的预紧工作,大大提高实用性;通过导线机构的活动柄带动活动头转动,便于通过导线腔对要预紧电缆进行导向,使得电缆在预紧时更稳定,避免在预紧时电缆晃动,然后在进行预紧造成电缆损坏,实现电缆的稳定导向且受力均匀,从而提高对电缆预紧的安全性,另外活动柄与横板为活动可调安装方式,便于适用于不同规格的电缆预紧工作,大大提高装置的实用性和通用性能;通过设置的托稳线机构实现电缆预紧时稳定托稳效果,进一步提高电缆在预紧时的安全性,另外托稳线机构与腰型孔活动连接,便于调整托稳线的方向,进而可实现针对不同规格电缆采用不同的托举方式,大大提高本发明的实用性;由于底板通过旋转装置与基板连接,进而可对底板以及安装在底板上的导线机构和托稳线机构进行整体的调整,因此可实现底板以及安装在底板上的导线机构和托稳线机构与预紧箱、预紧机构呈现一定的角度,可满足在实际工作中电缆安装时的不同角度预紧需求,进一步提高装置的实用性;本发明具有结构合理、调节方便快捷、多方向预紧、通用性强、不会损伤电缆绝缘、提高工作效率及预紧效果的优点。
附图说明
图1为本发明的正视图。
图2为本发明的图1的部分结构示意图。
图3为本发明的图2的后视图。
图4为本发明的图2的俯视图。
图5为本发明的图2的立体图。
图6为本发明的图5的部分结构示意图图一。
图7为本发明的图5的部分结构示意图图二。
图8为本发明的调节机构的立体图。
图9为本发明的图8的正视图。
图10为本发明的图8的后视图。
图11为本发明的粒子群优化算法流程图。
图中:1、预紧箱 11、面板 12、电机组 13、电机滑动块 14、第一支撑架 15、第二支撑架 16、导向光轴 17、直线光轴 18、直线轴承19、直线轴承套100、衬套20、壳体2、预紧机构21、固定板22、电子秤23、连接挂钩 24、预紧牵引头 25、牵引头压线板 26、牵引头压把3、控制开关 4、基板 5、底板 51、平台 52、腰型孔 6、旋转装置 7、导线机构71、立柱 72、横板 73、活动柄 74、限位块 75、活动头 76、导线腔77、L型杆 78、线架 79、线槽 8、托稳线机构 81、转动板 82、竖杆 83、转动杆 84、托稳线支架 85、托稳线槽板 86、移动顶板 87、定位把手9、连接杆 10、调节机构 101、固定平板 102、龙门架底板 103、支撑板104、龙门板105、电机底座 106、第一电机 107、第一驱动轮 108、第一从动轮 109、第一传动带 110、滚珠丝杠 111、第一螺母座 112、第一滑轨113、活动板 114、第一滑座 115、竖板116、L型板117、可调电机支架118、第二电机 119、第二驱动轮 120、第二从动轮 121、第二传动带122、轴滚珠螺杆 123、支撑块 124、第二螺母座 125、第二滑轨 126、连接板127、第二滑座128、安装孔 129、滚珠丝杠止动器 130、角板 131、电机滑板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
实施例1
如图1-11所示,一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备,它包括预紧箱1和预紧机构2,所述的预紧箱1上方设置有预紧机构2,所述的预紧箱1前面设置有控制开关3,所述的预紧箱1下方设置有基板4,所述的基板4上方设置有底板5,所述的底板5通过旋转装置6与基板4连接,所述的底板5上方外侧左右两侧均设置有导线机构7,所述的导线机构7内侧均设置有托稳线机构8,所述的基板4下方左右两侧均设置有调节机构10,所述的调节机构10均通过连接杆9与基板4连接。
所述的预紧箱1前后两侧均设置有面板11,所述的预紧箱1后面设置有壳体20,所述的预紧箱1内部下方设置有电机组12,所述的电机组12左侧设置有电机滑动块13,所述的电机滑动块13前后两侧分别设置有第一支撑架14和第二支撑架15,所述的预紧箱1内部上方设置有导向光轴16,所述的导向光轴16上方设置有直线光轴17,所述的直线光轴17一端外部设置有直线轴承18,所述的直线轴承18外部设置有直线轴承套19,所述的直线轴承套19通过衬套100与导向光轴16连接。
所述的预紧机构2包括固定板21,所述的固定板21两端分别与第一支撑架14和第二支撑架15连接,所述的固定板21上方设置有电子秤22,所述的电子秤22左侧设置有安装在直线轴承套19上的预紧牵引头24,所述的电子秤22通过连接挂钩23与预紧牵引头24连接,所述的预紧牵引头24前面设置有牵引头压线板25,所述的牵引头压线板25通过牵引头压把26与预紧牵引头24连接。
在本实施例中,预紧机构的工作原理为:当电缆放置完成后,将电缆另一端放置于预紧牵引头、牵引头压线板之间,然后向内侧转动牵引头压把,对电缆实现固定,方便快捷,启动电机组,电机组通过电机滑动块带动第一支撑架和第二支撑架移动,第一支撑架和第二支撑架通过固定板带动电子秤移动,电子秤通过连接挂钩带动直线轴承套以及安装在直线轴承套上的预紧牵引头移动,进而实现电缆的预紧工作,直线轴承套通过直线轴承在直线光轴上移动,直线轴承套通过衬套在导向光轴上移动,进而保证移动稳定可靠的进行;另外电子秤能够较为清晰的显示当前预紧力的大小,便于操作人员对预紧力进行调控,避免预紧力过大时易造成电缆绝缘损伤的情况,影响电缆使用寿命,或过小时达不到预期的电缆预紧效果,实现预紧力控制更加容易,简单快捷。
所述的导线机构7包括设置在底板5上的立柱71,所述的立柱71顶部均设置有横板72,所述的横板72内部两侧均设置有活动柄73,所述的活动柄73外侧均设置有限位块74,所述的活动柄73端部均设置有活动头75,所述的活动头75内部设置有导线腔76,所述的横板72内侧均设置有L型杆77,所述的L型杆77上方均设置有线架78,所述的线架78上设置有若干个线槽79。
所述的底板5上方设置有平台51,所述的平台51上方前后两侧均设置有腰型孔52,所述的托稳线机构8包括与腰型孔52活动连接的转动板81,所述的转动板81上方均设置有竖杆82,所述的竖杆82上方均设置有转动杆83,所述的转动杆83上方均设置有托稳线支架84,所述的托稳线支架84上方均设置有托稳线槽板85,所述的托稳线支架84一侧面上均设置有移动顶板86,所述的移动顶板86外侧均设置有定位把手87。
在本实施例中,导线机构和托稳线机构的工作原理为:通过导线机构的活动柄带动活动头转动,便于通过导线腔对要预紧电缆进行导向,使得电缆在预紧时更稳定,避免在预紧时电缆晃动,然后在进行预紧造成电缆损坏,且设置两组活动头,更有利于导向工作的进行,实现电缆的稳定导向且受力均匀,从而提高对电缆预紧的安全性,另外活动柄与横板为活动可调安装方式,限位块对活动柄的活动范围进行限制,避免活动柄向外侧过渡转动,便于适用于不同规格的电缆预紧工作,大大提高装置的实用性和通用性能;
托稳线机构能够实现电缆预紧时稳定托稳效果,进一步提高电缆在预紧时的安全性,另外托稳线机构与腰型孔活动连接,便于调整托稳线的方向,进而可实现针对不同规格电缆采用不同的托举方式,大大提高本发明的实用性;
①当电缆为小规格的电缆时,可通过横板上的线架内的线槽前后对接,实现电缆的导向工作,且线架上设置有多个线槽,可实现同时进行多条电缆的预紧工作,大大提高工作效率;
②当电缆为小规格的电缆且需要对电缆进行托稳时,只需通过转动板调整竖杆及托稳线支架的位置,使得托稳线支架与线架处于同一水平线上,然后再调整托稳线支架的方向,使得托稳线支架内的托稳线槽板与线架内的线槽对应,由于托稳线槽板也设置有多个槽孔,因此可实现同时进行多条电缆的预紧工作时同步进行多条电缆的托稳工作,保证电缆预紧时的稳定性和可靠性;当预紧完成后,可通过向上转动定位把手,定位把手带动移动顶板上移,移动顶板可将托稳线槽板内的多条电缆同时顶出,大大提高工作效率;在实际使用时,竖杆或转动杆可采用具有伸缩功能的杆,便于对托稳线支架的高度进行调整,使得托稳线支架与线架的高度一致,或满足不同高度的实际使用需求;
③当电缆为稍大规格的电缆时,通过导线机构的活动柄带动活动头转动,便于通过导线腔对要预紧电缆进行导向,使得电缆在预紧时更稳定,避免在预紧时电缆晃动,然后在进行预紧造成电缆损坏,且设置两组活动头,更有利于导向工作的进行,实现电缆的稳定导向且受力均匀,从而提高对电缆预紧的安全性;
④当电缆为稍大规格的电缆且需要对电缆进行托稳时,只需通过转动板调整竖杆及托稳线支架的位置,使得托稳线支架与线架处于同一水平线上,然后再调整托稳线支架的方向,使得托稳线支架内的托稳线槽板的较长边垂直于横板(即如图5所示的位置示意图),由于托稳线槽板也设置有多个槽孔(此时多个槽孔可形成一条整体的条状槽,即可看作一条与原槽孔方向垂直的整体条状槽),因此可实现电缆的托稳工作,保证电缆预紧时的稳定性和可靠性;在实际使用时,竖杆或转动杆可采用具有伸缩功能的杆,便于对托稳线支架的高度进行调整,使得托稳线支架与活动头的高度一致,或满足不同高度的实际使用需求。
所述的调节机构10包括固定平板101,所述的固定平板101上方设置有龙门架底板102,所述的龙门架底板102通过支撑板103与固定平板101连接,所述的龙门架底板102上方设置有龙门板104,所述的龙门板104通过角板130与龙门架底板102连接,所述的龙门板104上方设置有电机底座105,所述的电机底座105后面设置有第一电机106,所述的第一电机106通过电机滑板131可活动的安装在电机底座105上,所述的电机底座105前面设置有与第一电机106动力连接的第一驱动轮107,所述的第一驱动轮107下方设置有第一从动轮108,所述的第一驱动轮107与第一从动轮108之间通过第一传动带109连接,所述的第一从动轮108后面设置有滚珠丝杠110,所述的滚珠丝杠110外部设置有第一螺母座111,所述的电机底座105一侧设置有第一滑轨112,所述的第一滑轨112上方设置有活动板113,所述的活动板113通过第一滑座114与第一滑轨112滑动连接。
所述的活动板113一端端部与第一螺母座111连接,所述的活动板113另一端端部设置有竖板115,所述的活动板113通过L型板116与竖板115连接,所述的竖板115顶部设置有可调电机支架117,所述的可调电机支架117下方设置有第二电机118,所述的可调电机支架117上方设置有与第二电机118动力连接的第二驱动轮119,所述的第二驱动轮119一侧设置有第二从动轮120,所述的第二驱动轮119与第二从动轮120之间通过第二传动带121连接,所述的第二从动轮120下方设置有轴滚珠螺杆122,所述的滚珠丝杠110、轴滚珠螺杆122一端端部均设置有支撑块123,所述的滚珠丝杠110、轴滚珠螺杆122下方左右两侧均设置有滚珠丝杠止动器129,所述的轴滚珠螺杆122外部设置有第二螺母座124,所述的竖板115一侧设置有第二滑轨125,所述的第二滑轨125外侧设置有连接板126,所述的连接板126通过第二滑座127与第二滑轨125滑动连接,所述的连接板126内部设置有安装孔128,所述的连接板126通过安装孔128与连接杆9连接。
在本实施例中,调节机构的工作原理为:第一电机通过第一驱动轮、第一传动带带动第一从动轮转动,第一从动轮通过滚珠丝杠带动第一螺母座移动,第一螺母座带动活动板移动,进而实现通过连接板、连接杆带动预紧箱、预紧机构、导线机构以及托稳线机构移动,实现本发明水平方向上的位移调节,活动板通过第一滑座与第一滑轨滑动连接,实现移动的稳定可靠运行;第二电机通过第二驱动轮、第二传动带带动第二从动轮转动,第二从动轮通过轴滚珠螺杆带动第二螺母座移动,第二螺母座带动连接板移动,进而实现通过连接板、连接杆带动预紧箱、预紧机构、导线机构以及托稳线机构移动,实现本发明竖直方向上的位移调节,连接板通过第二滑座与第二滑轨滑动连接,实现移动的稳定可靠运行;通过设置的调节机构,便于对本发明的高度和水平位移进行调节,可实现电缆在竖直方向的高度调节和水平方向的移动调节,进而实现电缆多方位预紧方向调节功能,便于适用于电线电缆安装时不同角度的预紧工作,大大提高实用性。
本发明为一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备及检修方法,在使用中,调节机构10通过设置的固定平板101,可用于实现本发明装置的安装工作,便于对整个装置进行固定;通过设置的调节机构10,便于对本发明的高度和水平位移进行调节,可实现电缆在竖直方向的高度调节和水平方向的移动调节,进而实现电缆多方位预紧方向调节功能,便于适用于电线电缆安装时不同角度的预紧工作,大大提高实用性;通过导线机构7的活动柄73带动活动头75转动,便于通过导线腔76对要预紧电缆进行导向,使得电缆在预紧时更稳定,避免在预紧时电缆晃动,然后在进行预紧造成电缆损坏,实现电缆的稳定导向且受力均匀,从而提高对电缆预紧的安全性,另外活动柄73与横板72为活动可调安装方式,便于适用于不同规格的电缆预紧工作,大大提高装置的实用性和通用性能;通过设置的托稳线机构8实现电缆预紧时稳定托稳效果,进一步提高电缆在预紧时的安全性,另外托稳线机构8与腰型孔52活动连接,便于调整托稳线的方向,进而可实现针对不同规格电缆采用不同的托举方式,大大提高本发明的实用性;由于底板5通过旋转装置6与基板4连接,进而可对底板5以及安装在底板5上的导线机构7和托稳线机构8进行整体的调整,因此可实现底板5以及安装在底板5上的导线机构7和托稳线机构8与预紧箱1、预紧机构2呈现一定的角度,可满足在实际工作中电缆安装时的不同角度预紧需求,进一步提高装置的实用性;本发明具有结构合理、调节方便快捷、多方向预紧、通用性强、不会损伤电缆绝缘、提高工作效率及预紧效果的优点。
实施例2
如图1-11所示,一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修方法,用于实现上所述的一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备的快速发现并进行检修工作,大幅减少故障风险,使设备具有更高的安全性和可靠性,并且减少盲目的检修工作,提升资源的利用率,所述的方法包括以下步骤:
步骤1:构建智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修优化决策指标;
步骤2:构建智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修优化决策模型;
步骤3:模型求解:采用粒子群优化算法求解检修优化决策模型。
所述的步骤1中的构建智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修优化决策指标具体为:选择设备故障风险降低值、设备使用时间以及所节省的成本两个因素作为优化决策指标,具体包括以下步骤:
步骤1.1:设备故障风险降低值:以设备出现故障的概率与故障发生后引发的后果的乘积定义为设备故障风险值,检修之前引发的后果与检修之后引发的后果假设相同,则在t时刻检修任务a结束后,m设备(此次验证中假设m、a为常量)故障风险的降低值可以表示为:ΔR(m,a,t)=ΔR0(m,a,t)+ΔR1(m,a,t)(1),式中,ΔR(m,a,t)为在t时刻检修任务a结束之后设备故障风险的降低值;ΔR0(m,a,t)为在进行检修的过程中设备降低的故障风险值;ΔR1(m,a,t)为检修工作完成之后设备降低的故障风险值;由于在检修过程中设备m结束工作,可以认为检修过程中设备m引发的风险值为0,所以进行检修的过程中设备降低的故障风险值ΔR0(m,a,t)为0,即:ΔR(m,a,t)=ΔR1(m,a,t)(2),检修任务完成之后,设备故障风险降低值ΔR1(m,a,t)可由下式计算得出:式中,τ为检修完成的时刻;8760为全年的小时数(将一年作为问题的时间范围);Δp(m,a)为设备m在检修任务a结束之后的设备故障概率变化值;S(m0,t)为检修任务之前设备m的故障后果(故障后果在检修前后相同);f(0,m,t)为设备m在t时刻的故障风险值(即故障概率与故障后果的乘积);p(m)为检修设备m的故障概率;将(3)式代入(2)式,可以得到,检修任务a结束之后,设备故障降低的风险值可由式(4)得出:/>
步骤1.2:设备使用寿命延长节约的成本:假设在检修任务结束之后,设备m的可用时间增加了Δθ,则其节约的成本可以表示为:式中,ΔL(m,a,t)是设备可用时间增加而节约成本;C(m)为设备的检修成本;θ0为设备发生故障的平均时间;Δθ为设备延长的使用寿命;σ为通胀率;所以,综合考虑上述两部分因素,检修优化决策指标为:M(m,a,t)=ΔR(m,a,t)+ΔL(m,a,t)(6),式中,M(m,a,t)为检修优化决策指标;ΔR(m,a,t)为设备故障风险降低值;ΔL(m,a,t)为检修后设备寿命延长而节约的成本。
所述的步骤2中的构建智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修优化决策模型具体为:模型建立:以式(6)中检修优化决策指标M(m,a,t)为目标函数建立检修优化决策模型,在不破坏一般性前提下,将上述的连续(积分)问题转化为离散(求和)问题,检修工作进行时,设备m在t时刻开始第a项检修工作,则g(m,a,t)为1,否则其值为0;若在t时刻设备m的第a项检修任务正在进行,则h(m,a,t)为1,否则其值为0,设D(m,a)为设备m的第a项检修任务的检修时间,则:由式(7)可得知在t时刻时设备m是否在进行第a项检修工作;检修决策优化的目标函数为:/>约束条件如下:/> 其中,T表示问题的时间范围(设定为全年的小时数8760h);Na、Nm分别表示检修任务以及检修设备的总数;约束条件的意义如下:式(8)规定在T时刻内每个设备只检修一次;式(10)中,T0(m,a)表示设备m的第a项检修任务不能执行的时间集合,该条件指的是由于某些原因导致检修任务无法完成的情况;式(11)为检修中劳动力的约束,W(m,a)为设备m在第a项检修任务中用的劳动力;Wtot(t)为在t时刻可用于检修的劳动力总量;式(12)为检修过程中的资金约束,其中,C(m,a)为设备m在第a项检修任务的检修成本;Ctot为可用于检修的资金数量;约束条件式(13)为安全约束,S(m,a,t)表示t时刻设备m的第a项检修任务发的故障后果指标;Smax(t)为t时刻安全性问题的上限。
本发明以现代化智能电网为背景,分析了用于智能电网的输电电缆安装预紧设备工作的特点,提出设备故障风险降低值、设备使用时间以及所节省的成本作为检修优化决策指标,构建以设备故障风险降低值最大化为优化目标的检修优化决策模型,并采用了粒子群优化算法对模型进行求解。
本发明为一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备及检修方法,在使用中,调节机构10通过设置的固定平板101,可用于实现本发明装置的安装工作,便于对整个装置进行固定;通过设置的调节机构10,便于对本发明的高度和水平位移进行调节,可实现电缆在竖直方向的高度调节和水平方向的移动调节,进而实现电缆多方位预紧方向调节功能,便于适用于电线电缆安装时不同角度的预紧工作,大大提高实用性;通过导线机构7的活动柄73带动活动头75转动,便于通过导线腔76对要预紧电缆进行导向,使得电缆在预紧时更稳定,避免在预紧时电缆晃动,然后在进行预紧造成电缆损坏,实现电缆的稳定导向且受力均匀,从而提高对电缆预紧的安全性,另外活动柄73与横板72为活动可调安装方式,便于适用于不同规格的电缆预紧工作,大大提高装置的实用性和通用性能;通过设置的托稳线机构8实现电缆预紧时稳定托稳效果,进一步提高电缆在预紧时的安全性,另外托稳线机构8与腰型孔52活动连接,便于调整托稳线的方向,进而可实现针对不同规格电缆采用不同的托举方式,大大提高本发明的实用性;由于底板5通过旋转装置6与基板4连接,进而可对底板5以及安装在底板5上的导线机构7和托稳线机构8进行整体的调整,因此可实现底板5以及安装在底板5上的导线机构7和托稳线机构8与预紧箱1、预紧机构2呈现一定的角度,可满足在实际工作中电缆安装时的不同角度预紧需求,进一步提高装置的实用性;本发明具有结构合理、调节方便快捷、多方向预紧、通用性强、不会损伤电缆绝缘、提高工作效率及预紧效果的优点。

Claims (10)

1.一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备,它包括预紧箱和预紧机构,其特征在于:所述的预紧箱上方设置有预紧机构,所述的预紧箱前面设置有控制开关,所述的预紧箱下方设置有基板,所述的基板上方设置有底板,所述的底板通过旋转装置与基板连接,所述的底板上方外侧左右两侧均设置有导线机构,所述的导线机构内侧均设置有托稳线机构,所述的基板下方左右两侧均设置有调节机构,所述的调节机构均通过连接杆与基板连接。
2.如权利要求1所述的一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备,其特征在于:所述的预紧箱前后两侧均设置有面板,所述的预紧箱后面设置有壳体,所述的预紧箱内部下方设置有电机组,所述的电机组左侧设置有电机滑动块,所述的电机滑动块前后两侧分别设置有第一支撑架和第二支撑架,所述的预紧箱内部上方设置有导向光轴,所述的导向光轴上方设置有直线光轴,所述的直线光轴一端外部设置有直线轴承,所述的直线轴承外部设置有直线轴承套,所述的直线轴承套通过衬套与导向光轴连接。
3.如权利要求2所述的一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备,其特征在于:所述的预紧机构包括固定板,所述的固定板两端分别与第一支撑架和第二支撑架连接,所述的固定板上方设置有电子秤,所述的电子秤左侧设置有安装在直线轴承套上的预紧牵引头,所述的电子秤通过连接挂钩与预紧牵引头连接,所述的预紧牵引头前面设置有牵引头压线板,所述的牵引头压线板通过牵引头压把与预紧牵引头连接。
4.如权利要求1所述的一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备,其特征在于:所述的导线机构包括设置在底板上的立柱,所述的立柱顶部均设置有横板,所述的横板内部两侧均设置有活动柄,所述的活动柄外侧均设置有限位块,所述的活动柄端部均设置有活动头,所述的活动头内部设置有导线腔,所述的横板内侧均设置有L型杆,所述的L型杆上方均设置有线架,所述的线架上设置有若干个线槽。
5.如权利要求4所述的一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备,其特征在于:所述的底板上方设置有平台,所述的平台上方前后两侧均设置有腰型孔,所述的托稳线机构包括与腰型孔活动连接的转动板,所述的转动板上方均设置有竖杆,所述的竖杆上方均设置有转动杆,所述的转动杆上方均设置有托稳线支架,所述的托稳线支架上方均设置有托稳线槽板,所述的托稳线支架一侧面上均设置有移动顶板,所述的移动顶板外侧均设置有定位把手。
6.如权利要求1所述的一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备,其特征在于:所述的调节机构包括固定平板,所述的固定平板上方设置有龙门架底板,所述的龙门架底板通过支撑板与固定平板连接,所述的龙门架底板上方设置有龙门板,所述的龙门板通过角板与龙门架底板连接,所述的龙门板上方设置有电机底座,所述的电机底座后面设置有第一电机,所述的第一电机通过电机滑板可活动的安装在电机底座上,所述的电机底座前面设置有与第一电机动力连接的第一驱动轮,所述的第一驱动轮下方设置有第一从动轮,所述的第一驱动轮与第一从动轮之间通过第一传动带连接,所述的第一从动轮后面设置有滚珠丝杠,所述的滚珠丝杠外部设置有第一螺母座,所述的电机底座一侧设置有第一滑轨,所述的第一滑轨上方设置有活动板,所述的活动板通过第一滑座与第一滑轨滑动连接。
7.如权利要求6所述的一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备,其特征在于:所述的活动板一端端部与第一螺母座连接,所述的活动板另一端端部设置有竖板,所述的活动板通过L型板与竖板连接,所述的竖板顶部设置有可调电机支架,所述的可调电机支架下方设置有第二电机,所述的可调电机支架上方设置有与第二电机动力连接的第二驱动轮,所述的第二驱动轮一侧设置有第二从动轮,所述的第二驱动轮与第二从动轮之间通过第二传动带连接,所述的第二从动轮下方设置有轴滚珠螺杆,所述的滚珠丝杠、轴滚珠螺杆一端端部均设置有支撑块,所述的滚珠丝杠、轴滚珠螺杆下方左右两侧均设置有滚珠丝杠止动器,所述的轴滚珠螺杆外部设置有第二螺母座,所述的竖板一侧设置有第二滑轨,所述的第二滑轨外侧设置有连接板,所述的连接板通过第二滑座与第二滑轨滑动连接,所述的连接板内部设置有安装孔,所述的连接板通过安装孔与连接杆连接。
8.如权利要求1所述的一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修方法,用于实现如权利要求1-7任一项所述的一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备的快速发现并进行检修工作,大幅减少故障风险,使设备具有更高的安全性和可靠性,并且减少盲目的检修工作,提升资源的利用率,其特征在于:所述的方法包括以下步骤:
步骤1:构建智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修优化决策指标;
步骤2:构建智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修优化决策模型;
步骤3:模型求解:采用粒子群优化算法求解检修优化决策模型。
9.如权利要求8所述的一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修方法,其特征在于:所述的步骤1中的构建智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修优化决策指标具体为:选择设备故障风险降低值、设备使用时间以及所节省的成本两个因素作为优化决策指标,具体包括以下步骤:
步骤1.1:设备故障风险降低值:以设备出现故障的概率与故障发生后引发的后果的乘积定义为设备故障风险值,检修之前引发的后果与检修之后引发的后果假设相同,则在t时刻检修任务a结束后,m设备故障风险的降低值可以表示为:ΔR(m,a,t)=ΔR0(m,a,t)+ΔR1(m,a,t)(1),式中,ΔR(m,a,t)为在t时刻检修任务a结束之后设备故障风险的降低值;ΔR0(m,a,t)为在进行检修的过程中设备降低的故障风险值;ΔR1(m,a,t)为检修工作完成之后设备降低的故障风险值;由于在检修过程中设备m结束工作,可认为检修过程中设备m引发的风险值为0,所以进行检修的过程中设备降低的故障风险值ΔR0(m,a,t)为0,即:ΔR(m,a,t)=ΔR1(m,a,t)(2),检修任务完成之后,设备故障风险降低值ΔR1(m,a,t)可由下式计算得出:式中,τ为检修完成的时刻;8760为全年的小时数;Δp(m,a)为设备m在检修任务a结束之后的设备故障概率变化值;S(m|0,t)为检修任务之前设备m的故障后果;f(0,m,t)为设备m在t时刻的故障风险值;p(m)为检修设备m的故障概率;将(3)式代入(2)式,可以得到,检修任务a结束之后,设备故障降低的风险值可由式(4)得出:/>
步骤1.2:设备使用寿命延长节约的成本:假设在检修任务结束之后,设备m的可用时间增加了Δθ,则其节约的成本可以表示为:式中,ΔL(m,a,t)是设备可用时间增加而节约成本;C(m)为设备的检修成本;θ0为设备发生故障的平均时间;Δθ为设备延长的使用寿命;σ为通胀率;所以,综合考虑上述两部分因素,检修优化决策指标为:M(m,a,t)=ΔR(m,a,t)+ΔL(m,a,t)(6),式中,M(m,a,t)为检修优化决策指标;ΔR(m,a,t)为设备故障风险降低值;ΔL(m,a,t)为检修后设备寿命延长而节约的成本。
10.如权利要求8所述的一种用于智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修方法,其特征在于:所述的步骤2中的构建智能电网的输电电缆安装预紧设备的检修优化决策模型具体为:模型建立:以式(6)中检修优化决策指标M(m,a,t)为目标函数建立检修优化决策模型,在不破坏一般性前提下,将上述的连续问题转化为离散问题,检修工作进行时,设备m在t时刻开始第a项检修工作,则g(m,a,t)为1,否则其值为0;若在t时刻设备m的第a项检修任务正在进行,则h(m,a,t)为1,否则其值为0,设D(m,a)为设备m的第a项检修任务的检修时间,则:由式(7)可得知在t时刻时设备m是否在进行第a项检修工作;检修决策优化的目标函数为:/>约束条件如下:/> 其中,T表示问题的时间范围;Na、Nm分别表示检修任务以及检修设备的总数;约束条件的意义如下:式(8)规定在T时刻内每个设备只检修一次;式(10)中,T0(m,a)表示设备m的第a项检修任务不能执行的时间集合,该条件指的是由于某些原因导致检修任务无法完成的情况;式(11)为检修中劳动力的约束,W(m,a)为设备m在第a项检修任务中用的劳动力;Wtot(t)为在t时刻可用于检修的劳动力总量;式(12)为检修过程中的资金约束,其中,C(m,a)为设备m在第a项检修任务的检修成本;Ctot为可用于检修的资金数量;约束条件式(13)为安全约束,S(m,a,t)表示t时刻设备m的第a项检修任务发的故障后果指标;Smax(t)为t时刻安全性问题的上限。
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