CN106099607A - 一种适用于高压输电导线的智能压接平台 - Google Patents
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Abstract
本发明一种适用于高压输电导线的智能压接平台，属于送电线路施工设备领域，包括导轨式压接托架、水平移动油缸、压钳小车、压钳、位移传感器、汽油机液压泵和可编程控制器，导轨式压接托架包括底座和导线卡箍，水平移动油缸设置在导轨式压接托架上，水平移动油缸通过液压管与汽油机液压泵连接；压钳小车固定在水平移动油缸上；压钳安装在压钳小车上，并与汽油机液压泵连接；位移传感器设置在导轨式压接托架上，分别与压钳小车和可编程控制器连接；可编程控制器与汽油机液压泵连接；与现有技术相比该智能压接平台利用可编程控制器实现压接过程数字控制，压力传感器采集压力信号对压接过程实现精确控制提高了施工效率，安全性和可靠性强。
Description
技术领域
本发明属于送电线路施工设备领域，特别涉及到一种适用于高压输电导线的智能压接平台。
背景技术
国家重点工程灵州－绍兴±800千伏高压直流输电线路工程首次采用JL1/G3A-1250/70、L1/G2A-1250/100等大截面钢芯铝绞线。该导线具有铝股层数多、铝钢比大、铝线拉力占导线计算拉断力的百分比高等特点，应用于电力输送中可大幅度提高电力线路的输送功率，降低线路损耗、输电线路的表面场强、无线电干扰、可听噪声和工程本体造价。但由于使用的导线截面较大，对放线压接带来了更高的要求，原导线接续管压接工艺在压接过程中由人力把持接续管的两端，以保持压接管的压接直线度，而在1250平方毫米大截面导线操作过程中由于导线每米重达4.2523公斤，人力很难保证压接管的直线度，经常出现压接管弯曲现象。
另现有的压接机人工操作，在压接过程中压力上升过快，在液压机压力达到80Mpa时迅速回落，压接管会有一定的弹性回弹，影响压接工艺，压接精度差。
张力架线导线压接是在张力场侧张力机导线出口前进行，对场地要求较高，在高山峻岭等恶劣地质环境下很难保持场地的平整。在压接作业后铝管不应有明显弯曲，弯曲度应保持在1％以内，而实际操作过程中采用手工抬稳压接管两端，只能靠眼睛和实际经验去保证压接管的弯曲度，超出弯曲度后在进行矫正。
为了保证压接的精度、压接管的弯曲度、减少因人工操作而造成的损坏，因此现有技术当中亟需要一种新的技术方案来解决这一问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种适用于高压输电导线的智能压接平台可以提高导线压接工艺精度，同时可以降低操作者的劳动强度。
为实现上述目的，本发明提出了如下技术方案：
一种适用于高压输电导线的智能压接平台，其特征是：包括导轨式压接托架、水平移动油缸、压钳小车、压钳、位移传感器、汽油机液压泵和可编程控制器，
所述导轨式压接托架包括底座和导线卡箍，其中导线卡箍的数量为两个，两个导线卡箍分别设置在底座的两端；所述水平移动油缸设置在导轨式压接托架上，水平移动油缸通过液压管与汽油机液压泵连接；所述压钳小车固定在水平移动油缸上；所述压钳安装在压钳小车上，并与汽油机液压泵连接；所述位移传感器设置在导轨式压接托架上，分别与压钳小车和可编程控制器连接；所述汽油机液压泵包括油箱、高低压组合泵、压钳控制回路及水平移动油缸回路；所述高低压组合泵与油箱的出油口连接；所述压钳控制回路上设置有高压溢流阀、比例溢流阀、高压卸荷阀、压钳换向阀、压力传感器Ⅰ及压力传感器Ⅱ，其中所述比例溢流阀并联在压钳控制回路上，所述高压溢流阀与低压溢流阀之间设置有单向阀；所述水平移动油缸回路上设置有低压溢流阀、低压卸荷阀及水平移动油缸换向阀；所述可编程控制器通过CAN总线分别与位移传感器、高压溢流阀、低压溢流阀、比例溢流阀、高压卸荷阀、低压卸荷阀、水平移动油缸换向阀、压钳换向阀、压力传感器Ⅰ及压力传感器Ⅱ通信连接。
更进一步，所述底座长度为2600mm。
更进一步，所述压钳小车的底部四个角处设置有定向脚轮。
更进一步，所述位移传感器采用拉绳位移传感器
更进一步，所述液压管的数量为四根。
更进一步，所述可编程控制器与计算机连接。
更进一步，所述可编程控制器的电源采用电瓶或发动机。
更进一步，所述可编程控制器上设置有水平移动油缸换向开关、压钳换向阀开关、自动压接开关、暂停开关、紧急按钮及故障灯。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：
1、使用本发明提供的适用于高压输电导线的智能压接平台进行导线压接作业时，导线被定位在两个导线卡箍上，保证压接管压接平直，解决了因地址环境和人为因素造成的压接时压接管弯曲超过5％、护管压接尺寸超差等情况。
2、本发明提出一种适用于高压输电导线的智能压接平台，其利用可编程控制器实现压接过程的数字控制，利用CAN总线技术实现远程多机控制，应用压力传感器采集压力信号对压接过程实现精确控制；根据现场实际工况对可编程控制器进行编程，可一键快速完成压接过程，提高了施工的效率，减少了施工人员的数量和压接管损坏的消耗，降低了施工的成本输出，安全性高和可靠性强。
3、本发明一种适用于高压输电导线的智能压接平台快捷、便利的使用方式减少了人员的投入与施工作业强度，提高了对施工人员的安全保护，
附图说明
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种适用于高压输电导线的智能压接平台结构示意图。
图2为本发明一种适用于高压输电导线的智能压接平台中汽油机液压泵液压原理图。
图3为本发明一种适用于高压输电导线的智能压接平台中可编程控制器电路原理图。
图中：1-导轨式压接托架、2-水平移动油缸、3-压钳小车、4-压钳、5-位移传感器、6-汽油机液压泵、601-油箱、602-高低压组合泵、603-高压溢流阀、604-低压溢流阀、605-比例溢流阀、606-高压卸荷阀、607-低压卸荷阀、608-水平移动油缸换向阀、609-压钳换向阀、6010-压力传感器Ⅰ、6011-压力传感器Ⅱ、7-可编程控制器。
具体实施方式
本发明提供一种适用于高压输电导线的智能压接平台，包括导轨式压接托架1、水平移动油缸2、压钳小车3、压钳4、位移传感器5、汽油机液压泵6和可编程控制器7,其中所述压钳4为液压压钳，
如图1、图2及图3所示，为了保证压接的精度、压接管的弯曲度、减少因人工操作而造成的损坏，本发明设计制作导轨式压接托架1，所述导轨式压接托架1包括底座101和导线卡箍102，其中导线卡箍102的数量为两个，两个导线卡箍102分别设置在底座101的两端，进行压接作业时将导线定位在两个导线卡箍102上，导线两边的采用夹具形式固定保证压接管压接平直。为实现自动控制，导轨式压接托架1上安装有用于水平移动压钳4的水平移动油缸2，把带有定向脚轮的压钳小车3固定在水平移动油缸2上，压钳4可以在导轨式压接托架1上做往复直线运动。水平移动油缸2的伸缩则由汽油机液压泵6进行控制。采用位移传感器5测量压钳4移动距离，位移传感器5将距离信号传递给可编程控制器7实现自动控制压钳4水平移动。
图2为本发明一种适用于高压输电导线的智能压接平台的汽油机液压泵液压原理图，所述汽油机液压泵6包括油箱601、高低压组合泵602、压钳控制回路及水平移动油缸回路；所述高低压组合泵602与油箱601的出油口连接；所述压钳控制回路上设置有高压溢流阀603、比例溢流阀605、高压卸荷阀606、压钳换向阀609、压力传感器Ⅰ6010及压力传感器Ⅱ6011，其中所述比例溢流阀605并联在压钳控制回路上，所述高压溢流阀603与低压溢流阀604之间设置有单向节流阀；所述水平移动油缸回路上设置有低压溢流阀604、低压卸荷阀607及水平移动油缸换向阀608。
图3为本发明一种适用于高压输电导线的智能压接平台的可编程控制器的电路原理图，所述可编程控制器7通过CAN总线分别与位移传感器5、高压溢流阀603、低压溢流阀604、比例溢流阀605、高压卸荷阀606、低压卸荷阀607、水平移动油缸换向阀608、压钳换向阀609、压力传感器Ⅰ6010及压力传感器Ⅱ6011通信连接，同时可以用计算机连接至可编程控制器7进行实时的监控，也可拆除计算机由可编程控制器7进行智能压接，可实现手动和自动化控制功能。两种操作方式：第一种计算机控制，屏幕监视：指令均由计算机中虚拟按钮下达，压接压力上升过程曲线监控；第二种是手动按钮控制。可编程控制器7的电源采用电瓶或发电机，计算机的电源采用逆变器将24v转变成220v交流电。利用可编程控制器7实现单次或多次连续压接，单次压接适用于钢芯接续管的压接，多次连续压接适用于导线接续管的压接，一键完成压接。
针对1250平方毫米的大截面导线，利用可编程控制器7实现压接过程的数字控制，利用CAN总线技术实现远程多机控制，应用压力传感器采集压力信号对压接过程实现精确控制。根据现场实际工况对可编程控制器7进行编程。压力传感器测得压钳4实际压力，作为反馈信号上传可编程控制器7，可编程控制器7按设定的压力曲线控制压力上升速度，当达到高压区时(比如60Mpa～80Mpa)，控制压力缓慢上升，直到达到80Mpa，
压接过程，当可编程控制器7接到压接指令后，压钳4自动移动到第一模压接位置，压钳4自动压接，当达到80Mpa后，活塞自动回落，到达到回落压力后，压钳4自动移动到压接第二模压接位置，如此反复压接，当压完最后一模后，自动回到待机状态。
压接工况设定
初始状态水平移动油缸2和压钳油缸均归零，压钳4开始第一次压接(一次压接指压钳活塞上升一次，再回落一次)，完后，移动压钳4指定距离进行第二次压接，完后，移动压钳4指定距离进行第三次压接，以此类推，具体次数根据实际定(8～10次)，具体过程如下：
各部件初始状态，在按下启动按钮后：
1、压钳4：让高压卸荷阀606加电x秒(直到位移传感器5为零，零是相对的，可能是5或10)，压钳活塞回零位，压钳换向阀609不加电，比例溢流阀605设定在20Mpa(高于低压溢流阀604设定压力)，压力大小由压力传感器Ⅱ6011(4～20mA)测定。
2、压钳4水平位置回零位：让低压卸荷阀604加电x秒(直到位移传感器5为零)，水平移动油缸换向阀608右侧加电(直到位移传感器5为零)，水平移动油缸换向阀608带动压钳4处于导轨式压接托架1一端某一指定位置，由位移传感器5(4～20mA)控制初始位置。
3、归零后，过1秒，高压卸荷阀606、低压卸荷阀607重新加电，水平移动油缸换向阀608不加电、压钳换向阀609加电，压钳油缸上升压接，在上升过程中，当压力传感器Ⅰ6010测得压力达到20Mpa后，让压力按y＝ax+b直线上升，当压力达到60Mpa后，让压力按y＝dx+f直线上升(比前一段缓慢一些)，直到压力传感器Ⅰ6010测得压力达到80Mpa，在80Mpa保持500ms后，压钳换向阀609掉电换向，比例溢流阀605设定8Mpa，直到压力传感器Ⅱ6011压力达到5Mpa，高压卸荷阀606、低压卸荷阀607掉电卸荷，压接一次结束。
4、过1秒后，高压卸荷阀606、低压卸荷阀607加电，水平移动油缸换向阀608左侧加电，压钳换向阀掉电，水平移动油缸2拖动压钳水平移动s距离后，水平移动油缸换向阀608左侧掉电回中位，过1秒后，压钳换向阀609加电，压钳油缸上升压接，重复1的过程压接，以此类推，重复x次后，让压钳油缸、压钳4回到初始状态，
紧急按钮的作用是让高压卸荷阀606、低压卸荷阀607掉电、压钳换向阀609掉电、比例溢流阀605设定5Mpa。
压接顺序的设定
由于1250平方毫米导线截面大、铝钢比大、压接铝管直径大、长度大及压接后铝管伸长量大等诸多不利因素常导致大截面导线压接管在压接后会形成较为严重的松股现象，紧线后散股仍不能消除。在保证导线与金具配合握力的前提下，通过耐张线夹铝管“倒压”与直线接续管“顺压”的方式可减小在铝管管口处出现的“导线松股”程度，提高大截面导线液压接续施工质量。
1)耐张线夹“倒压”是相对于原液压规程耐张线夹铝管的压接方向而言，指耐张线夹铝管的压接顺序是从导线侧管口开始，逐模施压至同侧不压区标记点，隔过“不压区”后，再从钢锚侧不压区标记点顺序压接至钢锚侧管口。“倒压”工艺只针对耐张线夹的压接，不涉及接续管的压接。
2)直线接续管“顺压”是相对于原液压规程中接续管铝管的压接方向而言，指接续管铝管的压接顺序是从牵引场侧管口开始，逐模施压至同侧不压区标记点，跳过“不压区”后，再从另一侧不压区标记点顺序压接至张力场侧管口。“顺压”工艺只针对接续管的压接，不涉及耐张线夹的压接。
3)按照耐张线夹“倒压”及接续管“顺压”工艺对耐张线夹及接续管进行压接时，关键是根据耐张线夹及接续管的压接后铝管的伸长量在压接开始时对耐张线夹及接续管进行预偏(没有顺压和倒压就不存在预偏)。耐张线夹的预偏量应为压后整个铝管的伸长量，接续管的伸长量应为一侧压接区压接后的伸长量(压后整个铝管伸长量一半)。伸长量跟多个因素有关，应先进行试验掌握伸长量后确定预偏量。确定预偏后把压接次数与预偏数值输入到可编程控制器7中，即可进行自动智能压接。
计算机上的液压平台控制***的操作页面，采用密码形式防止非专业人员进行***程序的更改与操作。可用计算机对压接数据进行实时监控，压接监控模版下方设置两个故障显示区域和一个复位按钮。压接数据的录入采用Excel表格进行填写，填写后通过PLVCAutoParameter输入到可编程控制器7中。
试验
本发明的一种适用于高压输电导线的智能压接平台在灵州－绍兴±800千伏特高压直流输电线路工程(豫1标段)中全面实施。该工程位于三门峡市和洛阳市境内，线路起点位于三门峡市陕县王家后乡，终点位于洛阳市伊川县的贾村。线路长度为95.99km，共有杆塔179基，其中耐张塔35基、直线塔143基、直线转角塔1基，全部铁塔均采用自立式角钢塔。工程导线分6×JL1/G3A-1250/70和6×JL1/G2A-1250/100型钢芯铝绞线两种形式，其中1351-1430、1470-1515段线档采用JL1/G3A-1250/100型导线，1430-1470、1515-1535段线档采用JL1/G3A-1250/70型导线。共压接176次，未出现压接管弯曲、压接尺寸超标等情况。
社会效益
1、高压输电导线智能压接平台的实施解决了现场施工中由于人工操作导致的压接管弯曲等现象，首次使智能压接工艺应用到了施工现场。该工艺的实施减少了施工强度，增加了压接工艺的安全性和可靠性。其快捷、便利的使用方式减少了施工人员的数量和压接管损坏的消耗，改善了施工环境。
2、高压输电导线智能压接平台解决了因地址环境和人为因素造成的压接时压接管弯曲超过5％、护管压接尺寸超差等情况。
3、高压输电导线智能压接平台可一键快速完成压接过程，提高了施工的效率，降低了施工的成本输出。
4、高压输电导线智能压接平台减少了人员的投入与施工作业强度，提高了对施工人员的安全保护。
总结
高压输电导线智能压接平台的实施，从根本上解决了压接过程中出现的影响质量的相关问题，也推动了行业技术在自动化方面的进步，填补了在此方面的空白。
从安全生产方面讲，避免了因压接而造成施工人员受到伤害，改善了施工作业环境，保证施工的顺利进行。
从经济方面讲，高压输电导线智能压接平台可减少施工人员数量和强度，并提高了施工的质量和效率。在送变电企业有很大的推广前景，为送变电施工智能化做出了巨大的贡献。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种适用于高压输电导线的智能压接平台，其特征是：包括导轨式压接托架(1)、水平移动油缸(2)、压钳小车(3)、压钳(4)、位移传感器(5)、汽油机液压泵(6)和可编程控制器(7)，
所述导轨式压接托架(1)包括底座(101)和导线卡箍(102)，其中导线卡箍(102)的数量为两个，两个导线卡箍(102)分别设置在底座(101)的两端；所述水平移动油缸(2)设置在导轨式压接托架(1)上，水平移动油缸(2)通过液压管与汽油机液压泵(6)连接；所述压钳小车(3)固定在水平移动油缸(2)上；所述压钳(4)安装在压钳小车(3)上，并与汽油机液压泵(6)连接；所述位移传感器(5)设置在导轨式压接托架(1)上，分别与压钳小车(3)和可编程控制器(7)连接；所述汽油机液压泵(6)包括油箱(601)、高低压组合泵(602)、压钳控制回路及水平移动油缸回路；所述高低压组合泵(602)与油箱(601)的出油口连接；所述压钳控制回路上设置有高压溢流阀(603)、比例溢流阀(605)、高压卸荷阀(606)、压钳换向阀(609)、压力传感器Ⅰ(6010)及压力传感器Ⅱ(6011)，其中所述比例溢流阀(605)并联在压钳控制回路上，所述高压溢流阀(603)与低压溢流阀(604)之间设置有单向阀；所述水平移动油缸回路上设置有低压溢流阀(604)、低压卸荷阀(607)及水平移动油缸换向阀(608)；所述可编程控制器(7)通过CAN总线分别与位移传感器(5)、高压溢流阀(603)、低压溢流阀(604)、比例溢流阀(605)、高压卸荷阀(606)、低压卸荷阀(607)、水平移动油缸换向阀(608)、压钳换向阀(609)、压力传感器Ⅰ(6010)及压力传感器Ⅱ(6011)通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于高压输电导线的智能压接平台，其特征是：所述底座(101)长度为2600mm。
3.根据权利要求1所述的一种适用于高压输电导线的智能压接平台，其特征是：所述压钳小车(3)的底部四个角处设置有定向脚轮。
4.根据权利要求1所述的一种适用于高压输电导线的智能压接平台，其特征是：所述位移传感器(5)采用拉绳位移传感器。
5.根据权利要求1所述的一种适用于高压输电导线的智能压接平台，其特征是：所述液压管的数量为四根。
6.根据权利要求1所述的一种适用于高压输电导线的智能压接平台，其特征是：所述可编程控制器(7)与计算机连接。
7.根据权利要求1所述的一种适用于高压输电导线的智能压接平台，其特征是：所述可编程控制器(7)的电源采用电瓶或发动机。
8.根据权利要求1所述的一种适用于高压输电导线的智能压接平台，其特征是：所述可编程控制器(7)上设置有水平移动油缸换向开关、压钳换向阀开关、自动压接开关、暂停开关、紧急按钮及故障灯。
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2016
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