失效
一种用于耐张塔的无源无损单相防冰融冰控制设备
莫思特、刘首文、李碧雄、刘天琪、苗虹、曾成碧
四川大学
摘要
本发明涉及电力输送线路的技术领域,具体而言,涉及一种用于耐张塔的无源无损单相防冰融冰控制设备,包括控制设备由温度感应模块、感应开关模块、保护电阻、保护电容、切换开关构成;对外有三个接口,分别是输入钢芯接口;输入铝线接口;输出接口;控制设备通过对外接口与电力输电线路连接:温度感应模块用于感应温度变化并控制滑杆带动感应开关模块内部的部件滑动。以此来调节融冰回路的通断。这种控制设备整体重量轻,对于存量输电线,路耐张塔不需加固即可直接使用;不需外加控制,便可实现输电线路自动调温;而且调温过程的传感和控制均为无源方式且无电能损耗;制造成本低;结构简单,可靠性高。
1.一种用于耐张塔的无源无损单相防冰融冰控制设备,其特征在于:控制设备由温度感应模块(101)、感应开关模块(301)、保护电阻(4)、保护电容(5)、切换开关(6)构成;对外有三个接口,分别是输入钢芯接口(1);输入铝线接口(2);输出接口(3);控制设备通过对外接口与电力输电线路连接:温度感应模块有两个对外连接接口:钢芯侧接口(100)、钢芯输出接口(104);钢芯侧接口(100)与输入钢芯接口(1)短路连接;钢芯输出接口(104)与输出接口(3)短路连接;保护电阻(4)、保护电容(5)与切换开关(6)并联后,一端与输出接口(3)短路连接;另一端与输入铝线接口(2)短路连接;所述温度感应模块(101)由温度感应外壳(110)、温度感应右侧封口(102)、温度感应钢芯(103)、温度感应滑杆座(201)、滑杆导管(202)、滑杆(203)、温度感应托盘(450)构成;在温度感应模块上,安装有钢芯侧接口(100)、钢芯输出接口(104);温度感应外壳(110)、温度感应右侧封口(102)构成感应外壳组件;温度感应钢芯(103)、内固定点(131a、131b)、钢芯输出接口(104)、钢芯侧接口(100)构成温度感应钢芯组件;温度感应滑杆座(201)、滑杆导管(202)构成温度感应滑杆座组件;滑杆(203)、温度感应托盘(450)构成滑杆组件;感应开关模块由控制器外壳(560)、外壳底座(302)、控制器内胆(563)、控制阶跃板(569)构成。
2.如权利要求1所述的用于耐张塔的无源无损单相防冰融冰控制设备,其特征在于:所述温度感应模块中,温度感应外壳(110)为管状结构,采用绝缘性能良好的材料制作,在管状结构两端分别有左侧螺纹(140a、140b)和右侧螺纹(141a、141b),左侧螺纹和右侧螺纹均为内螺纹;在温度感应外壳侧面,有钢芯出口(142a、142b);钢芯出口为温度感应外壳侧面圆孔,圆孔直径与温度感应钢芯一致;在侧面圆孔孔壁,刻有钢芯密封槽(132a1、132a2、132b1、132b2、132c1、132c2、132d1、132d2);钢芯密封槽用于放置环形密封圈,温度感应钢芯(103)两端的外部连接段穿过钢芯出口时,环形密封圈固定在钢芯密封槽,并使得温度感应钢芯(103)两端的外部连接段与钢芯出口之间保持密封;在所有部件安装后,温度感应外壳与安装在上边的部件形成密闭空间;所述温度感应右侧封口(102)采用绝缘性能良好的材料制作,上有右侧封口螺纹(120)和右侧底盖(143),右侧底盖与右侧封口螺纹为整体;右侧底盖(143)为圆盘状,其直径大于或等于温度感应外壳的直径;右侧封口螺纹(120)与温度感应外壳(110)的右侧螺纹(141a、141b)大径相同,与右侧螺纹(141a、141b)紧密咬合,并在右侧底盖(143)和温度感应外壳右侧之间加入密封圈;使得温度感应右侧封口与温度感应外壳密封;在温度感应右侧封口上设置有绝缘子悬挂处(160),绝缘子悬挂处露出部分为圆环状,与圆环状连接的部分嵌入温度感应右侧封口(102)内部,与右侧封口形成一个整体结构。
3.如权利要求1所述的用于耐张塔的无源无损单相防冰融冰控制设备,其特征在于:所述温度感应钢芯组件中,温度感应钢芯(103)中间段为直线,两端为外部连接段(144a、144b),外部连接段与中间段成90度;在两端外部连接段端头,有钢芯接口螺纹(133a、133b);钢芯接口螺纹为外螺纹,用于与钢芯输出接口(104)、钢芯侧接口(100)中的连接螺纹绞合;温度感应钢芯(103)与自制热导线内导体钢芯的材质与直径完全相同;温度感应钢芯两端的外部连接段穿过钢芯出口(142a、142b),两端钢芯接口螺纹(133a、133b)分别与有钢芯输出接口(104)、钢芯侧接口(100)的安装内螺纹(145)咬合;内固定点(131a、131b)为在外部连接段靠近中间段的一侧焊接的圆盘;内固定点圆盘半径大于钢芯半径,安装时,内固定点紧贴温度感应外壳(110)内壁;钢芯输出接口(104)、钢芯侧接口(100)结构相同;钢芯输出接口(104)、钢芯侧接口(100)由短路连接接口(147)与六角螺母(146)焊接而成,短路连接接口(147)与六角螺母(146)均为金属材料制作;短路连接接口为环状;六角螺母为正六边形柱状,中间有安装内螺纹(145);安装内螺纹(145)与钢芯接口螺纹(133a、133b)匹配,紧密咬合。
4.如权利要求1所述的用于耐张塔的无源无损单相防冰融冰控制设备,其特征在于:所述温度感应滑杆座包括感应开关模块连接螺纹(214a、214b),滑杆座本体(221a、221b),感应外壳连接螺纹(215a、215b)三部分;均为柱状,感应电阻连接螺纹,滑杆座本体,感应外壳连接螺纹同轴连接成一个整体,轴心为柱状空心体,柱状空心体的直径与滑杆导管(202)内径相同;感应开关模块连接螺纹与感应外壳连接螺纹大径相同;滑杆座本体直径大于感应外壳连接螺纹大径;感应开关模块连接螺纹(214a、214b)与感应外壳连接螺纹(215a、215b)为外螺纹;感应外壳连接螺纹大径与左侧螺纹(140a、140b)大径相同,感应外壳连接螺纹与左侧螺纹精密咬合,咬合时,中间加密封圈,使得二者之间密封;感应开关模块连接螺纹(214a、214b)大径与感应开关右侧螺纹(310-1、310-2)大径相同,并与感应开关右侧螺纹紧密咬合;滑杆导管(202)为管状结构,内径略大于滑杆(203)的外经;滑杆导管中间的空腔与温度感应滑杆座的柱状空心体轴心相同,内径相同,成为一个整体,该整体称为伸缩滑槽(222);滑杆(203)安装在伸缩滑槽中,能够在伸缩滑槽中滑动;滑杆导管左侧有导管密封槽(211a1、211a2、211b1、211b2、211c1、211c2);导管密封槽中间加入密封圈,使得滑杆(203)在滑杆导管中左右移动时,确保密封圈两端的导航滑槽保持密封。
5.如权利要求1所述的用于耐张塔的无源无损单相防冰融冰控制设备,其特征在于:短路连接线包括短路连接线B(660)和短路连接线A(661);短路连接线A连接左端短路板(566)与感应开关接口(300);短路连接线B连接控制器内胆和铝线侧接口。
6.如权利要求1所述的用于耐张塔的无源无损单相防冰融冰控制设备,其特征在于:所述滑杆组件中,滑杆(203)为圆柱状,外径略小于滑杆导管内径,能在滑杆导管内左右滑动,并穿过导管密封槽(211a1、211a2、211b1、211b2、211c1、211c2)中间的密封圈,使得滑动时,滑杆导管内密封圈左右两边的空间保持密封;温度感应托盘(450)为圆盘状,与滑杆垂直,滑杆轴心穿过温度感应托盘圆心;温度感应托盘有多个阶跃安装孔(451-1,451-2,451-3,451-4);温度感应托盘和滑杆用工程塑料制作并用模压工艺模压成一个整体。
7.如权利要求1所述的用于耐张塔的无源无损单相防冰融冰控制设备,其特征在于:所述感应开关模块中,控制器外壳呈有一定厚度的管状;其侧壁有用于安装铝线侧接口(200)的铝线侧接口安装孔(663);铝线侧接口(200)为金属材料;控制器外壳左边侧壁有两个常态锁闩安装孔(665-1、665-2),两个常态锁闩安装孔为圆柱状,且两个常态锁闩安装孔轴线与控制器外壳管状轴心在同一平面上且垂直;每个常态锁闩安装孔放置一个常态锁闩(564-1、564-2)和常态弹簧(565-1、565-2);常态锁闩在内侧,常态弹簧在外侧,在控制器外壳外侧将常态弹簧封闭,在常态弹簧的作用下,常态锁闩露出控制器外壳内侧;两个常态锁闩安装孔的右侧,有两个融冰锁闩安装孔(664-1、664-2),两个融冰锁闩安装孔为圆柱状,且两个融冰锁闩安装孔轴线与两个常态锁闩安装孔轴线与控制器外壳管状轴心在同一平面上,且两个融冰锁闩安装孔轴线与控制器外壳管状轴心垂直;每个融冰锁闩安装孔放置一个融冰锁闩(573-1、573-2)和融冰弹簧(572-1、572-2),融冰锁闩在内侧,融冰弹簧在外侧,在控制器外壳外侧将融冰弹簧封闭,在融冰弹簧的作用下,融冰锁闩露出控制器外壳内侧;常态锁闩安装孔和融冰锁闩安装孔直径相同,常态锁闩和融冰锁闩直径相同;控制器外壳左侧面有多个外壳底座安装孔(666-1、666-2、666-3、666-4);控制器外壳右侧于管状的内壁设置有感应开关模块右侧螺纹(310);感应开关模块右侧螺纹(310)为内螺纹,其大径与感应开关模块连接螺纹(214a、214b)的大径相同,并与感应开关模块连接螺纹紧密咬合;在控制器外壳内侧有两条阶跃控制板导槽(672-1、672-2),两条阶跃控制板导槽位于两个常态锁闩安装孔轴线和两个融冰锁闩安装孔轴线组成的平面上;外壳底座(302)由金属材料制成圆盘状,上边分别有感应开关接口安装孔(670)和四个控制器外壳安装孔(668-1、668-2、668-3、668-4);控制器外壳安装孔与外壳底座安装孔(666-1、666-2、666-3、666-4)一一对应,用螺钉穿过控制器外壳安装孔与外壳底座安装孔,将外壳底座固定在控制器外壳上;感应开关接口(300)由开关侧绝缘子连接接口(312)、感应开关短路接口(313)与六角螺母(311)焊接而成,开关侧绝缘子连接接口(312)、感应开关短路接口(313)与六角螺母(311)均为金属材料制作;开关侧绝缘子连接接口(312)、感应开关短路接口(313)为环状;六角螺母为正六边形柱状,中间有安装内螺纹;安装内螺纹与安装螺钉螺纹匹配,安装螺钉螺纹穿过感应开关接口安装孔(670),将感应开关接口(300)安装在外壳底座(302)上,且感应开关接口(300)在外侧;开关侧绝缘子连接接口(302)用于与绝缘子连接,感应开关短路接口(313)用于与感应开关接口(300)短路连接的输电导线的短路连接;短路弹簧(568)一侧焊接在外壳底座(302)的中间,一侧连接左端短路板(566);左端短路板为金属圆盘,金属圆盘直径小于控制器外壳内径,左端短路板与感应开关接口(300)通过短路连接线A(661)短路连接;控制器内胆包括内胆左端盖板(721)、内胆主体(722)、内胆右端盖板(723),其均由金属材料构成;内胆主体为一定厚度的管状;管壁右边有内胆右端安装孔(673-1、673-2、673-3、673-4),用于安装内胆右端盖板,左边有内胆左端安装孔(674-1、674-2、674-3、674-4),用于安装内胆左端盖板;内胆右端安装孔与内胆左端安装孔均为内螺纹;管壁两侧横向有内胆导槽(676-1、676-2),内胆导槽宽度小于常态锁闩和融冰锁闩的直径;在内胆导槽的某一部位,有内胆锁孔(675-1、675-2);内胆锁孔为圆柱形,直径大于常态锁闩和融冰锁闩的直径;控制器内胆的内胆锁孔和内胆导槽与控制器外壳的融冰锁闩安装孔和常态锁闩安装孔在同一个平面上;左端盖板(721)为圆盘状,上有内胆左盖板安装螺孔677-1、677-2、677-3、677-4),左盖板安装螺孔677-1、677-2、677-3、677-4)与内胆左端安装孔(674-1、674-2、674-3、674-4)一一对应,安装螺钉穿过内胆左盖板安装螺孔,并与内胆左端安装孔螺纹咬合,将左端盖板(721)紧固到内胆主体(722)上;右端盖板(723)为圆盘状,上有内胆右盖板安装螺孔678-1、678-2、678-3、678-4),右盖板安装螺孔678-1、678-2、678-3、678-4)与内胆右端安装孔(673-1、673-2、673-3、673-4)一一对应,安装螺钉穿过内胆右盖板安装螺孔,并与内胆右端安装孔螺纹咬合,将右端盖板(723)紧固到内胆主体(722)上;右端盖板(723)中间有内胆右端盖板滑杆过孔(679),内胆右端盖板滑杆过孔(679)为圆形,直径稍大于滑杆(203)直径;滑杆(203)可以从内胆右端盖板滑杆过孔(679)穿过;控制阶跃板由左侧阶跃板(730)、右侧阶跃板(731)、下端阶跃控制板(732)、上端阶跃控制板(733)构成;左侧阶跃板和右侧阶跃板为圆形,两侧分别开有两个阶跃下端紧固孔(736-1、736-2)和两个阶跃上端紧固孔(737-1、737-2),阶跃下端紧固孔和阶跃上端紧固孔在一根直线上,所在直线过左侧阶跃板和右侧阶跃板的圆心;用控制板安装螺钉将左侧阶跃板紧固在下端阶跃控制板、上端阶跃控制板左边,用控制板安装螺钉将右侧阶跃板紧固在下端阶跃控制板、上端阶跃控制板右边;下端阶跃控制板、上端阶跃控制板在同一平面,对称安装;左侧阶跃板和右侧阶跃板上有四个托盘安装孔(734-1、734-2、734-3、734-4),与温度感应托盘(450)的四个阶跃安装孔(451-1,451-2,451-3,451-4)的位置一一对应;螺钉穿过右侧阶跃板上的四个托盘安装孔与温度感应托盘的四个阶跃安装孔,将温度感应托盘紧固在右侧阶跃板的右侧;上端阶跃控制板为一个上端有凹口的板状长方体,上端从右至左称为外侧右凸边(742),外侧凹边(743),外侧左凸边(744);外侧凹边朝内凹进;左侧有两个控制板左安装孔(745-1、745-2),与左侧阶跃板的阶跃上端紧固孔对应,用于上端阶跃控制板与左侧阶跃控制板的紧固;右侧有两个控制板右安装孔(741-1、741-2),与右侧阶跃板的阶跃上端紧固孔对应,用于右侧阶跃控制板与上端阶跃控制板的紧固;右斜侧面(747)为外侧右凸边与外侧凹边之间的过度侧面,从右到左逐渐由上向下倾斜,左斜侧面(748)为外侧凹边与外侧左凸边之间的过度侧面,从左到右逐渐由上向下倾斜;下端阶跃控制板(732)与上端阶跃控制板(733)以控制器外壳的轴线对称分布;与控制器内胆的内胆锁孔和内胆导槽在同一平面上;控制阶跃板安装后,上端阶跃控制板的顶端与下端阶跃控制板底端穿过内胆导槽(676-1、676-2),嵌入到阶跃控制板导槽(672-1、672-2)中间;阶跃控制板导槽(672-1、672-2)用于限制控制阶跃板滑动轨迹;温度感应托盘(450)在右侧阶跃板(731)的右侧,并与右侧阶跃板(731)紧固成一整体;滑杆(203)在温度感应托盘(450)右侧,并穿过内胆右端盖板滑杆过孔(679),安装在伸缩滑槽(222)中间;在左端盖板(721)的右侧和左侧阶跃板(730)的左侧,安装短路侧弹簧(571);短路侧弹簧(571)两端分别与左端盖板(721和左侧阶跃板(730)紧固;温度感应托盘(450)右侧和右端盖板(723)的左侧,安装感应侧弹簧(570);感应侧弹簧(570)两端分别与温度感应托盘(450)和右端盖板(723)紧固。
8.如权利要求1所述的用于耐张塔的无源无损单相防冰融冰控制设备,其特征在于:使用安装时,输电线路耐张塔的横担(601)两侧分别安装水平方向绝缘子(603a、603b)和垂直方向绝缘子(603c、603d);在水平方向绝缘子的另一侧,安装耐张夹,左右两边的导线的钢芯用耐张夹固定,绝缘子将耐张夹固定在横担上;假设电能从右侧向左侧输送;右侧自制热导线内导体钢芯(605a)与左侧自制热导线内导体钢芯(605b)分别紧固连接在右侧耐张夹(604a)与左侧耐张夹(604b)上;右侧的钢芯(605a)与输入钢芯接口(1)短路连接;右侧自制热导线外导体的铝绞线(607a)与输入铝线接口(2)短路连接;左侧自制热导线内导体的钢芯(605b)与自制热导线外导体铝绞线(607b)短路后,与输出接口(3)短路连接;用于耐张塔的无源无损单相防冰融冰控制设备通过垂直方向绝缘子固定在输电线路耐张塔的横担上。
9.如权利要求1所述的用于耐张塔的无源无损单相防冰融冰控制设备,其特征在于:两个安装有本发明装置耐张塔之间自制热导线长度,用L表示;内导体外经,用Dn表示;内导体电阻率,用An表示;所有单位均为公制单位:长度单位:米(m);时间单位:秒(sec),质量单位:千克(kg),温度单位:开尔文(K);
暂无引用专利







