失效
一种用于耐张塔的单相电阻型无源防冰融冰控制设备
莫思特、刘首文、李碧雄、刘天琪、曾成碧、苗虹
四川大学
摘要
用于耐张塔的单相电阻型无源防冰融冰控制设备。由温度感应模块、感应电阻模块、保护电阻、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。温度感应模块和感应电阻模块为组成模块。温度感应模块含感应外壳组件、温度感应钢芯组件、温度感应滑杆座组件和接触刷组件。使用安装时,用绝缘子将耐张夹固定在横担上;本单相电阻型无源防冰融冰控制设备通过绝缘子固定在输电线路耐张塔的横担上,通过对外接口与电力输电线路连接。本发明具有控制设备整体重量轻,对存量输电线,路耐张塔不需加固即可直接使用;实现输电线路自动调温;且调温过程的传感和控制均为无源方式;制造成本低;结构简单,使用过程可靠性高的优点。
1.一种用于耐张塔的单相电阻型无源防冰融冰控制设备,其特征在于:控制设备由温度感应模块(101)、感应电阻模块(311)、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;滑变电阻接口(300)为感应电阻丝(301a、301b)的对外连接端,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)、接触刷(204)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)、铝线侧接口(200);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)、内嵌式接触刷短路线(213)构成温度感应滑杆座组件;滑杆(203)、接触刷(204)、接触刷短路线(210)构成接触刷组件;感应电阻模块(311)由外壳底座(302)、感应电阻丝(301a、301b)、感应电阻外壳(340)、滑变电阻器接口(300)构成。
2.如权利要求1所述的用于耐张塔的单相电阻型无源防冰融冰控制设备,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,有钢线出口(142a、142b);钢线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线出口时,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线出口之间保持密封;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;右侧封口螺纹(120)为外螺纹,与右侧螺纹(141a、141b)紧密咬合;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)大经相同,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单相电阻型无源防冰融冰控制设备,其特征在于:所述温度感应钢芯组件中,温度感应钢芯(103)直径与自制热导线的内导体钢芯材料和直径完全相同,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;温度感应钢芯与自制热导线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线出口(142a、142b),两端钢芯接口螺纹分别与有钢芯输出接口(104)、钢芯侧接口(100)的安装内螺纹咬合;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)为短路连接接口(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单相电阻型无源防冰融冰控制设备,其特征在于:所述温度感应滑杆座包括感应电阻连接螺纹(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;感应电阻连接螺纹与感应外壳连接螺纹大经相同;滑杆座本体直径大于感应外壳连接螺纹大经;感应电阻连接螺纹(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经与左侧螺纹(140a、140b)大经相同,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;感应电阻连接螺纹大经与感应电阻右侧螺纹(341a、341b)大经相同,并与感应电阻右侧螺纹紧密咬合;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;滑杆导管左侧有多个导管密封槽(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;内嵌式接触刷短路线(213)为金属材料制作;嵌入到感应电阻连接螺纹与滑杆座本体中间;在两端有铝线侧接口(200)和接触刷短接口(212);铝线侧接口(200)在滑杆座本体侧面露出;接触刷短接口(212)在感应电阻连接螺纹左侧底面露出;感应电阻连接螺纹,滑杆座本体,感应外壳连接螺纹用绝缘性能良好的工程塑料制作,采用模压工艺模压成为一个整体,并将内嵌式接触刷短路线(213)嵌在其中间。
5.如权利要求1所述的用于耐张塔的单相电阻型无源防冰融冰控制设备,其特征在于:所述接触刷组件中,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;滑杆采用绝缘性能良好的材料制作,采用模压工艺模压成为一个整体;滑杆左侧底部有接触刷螺钉安装孔,用于与接触刷的固定;接触刷(204)由固定圆盘(230)和短路刷(231)构成;固定圆盘(230)与短路刷(231)均为金属材料,固定圆盘为圆盘状,短路刷由大量的等长金属丝焊接在固定圆盘上,金属丝轴向过固定圆盘圆心,所有金属丝构成圆环状;固定圆盘圆心处有滑杆安装孔,用螺钉通过滑杆安装孔(232)与接触刷螺钉安装孔,将接触刷与滑杆固定成一个整体;接触刷短路线(210),为金属材料,一端焊接在固定圆盘(230)上;一端焊接在接触刷短接口(212),使得短路刷(231)与铝线侧接口(200)短路连接;接触刷短路线环绕在滑杆(203)上,使得滑竿左右移动时,接触刷短路线有活动区间,并保持短路刷与铝线侧接口(200)短路连接。
6.如权利要求1所述的用于耐张塔的单相电阻型无源防冰融冰控制设备,其特征在于:所述感应电阻模块(311)中,感应电阻外壳(340)采用绝缘性能良好的材料制作,为圆筒状结构,在左右两侧,分别有感应电阻右侧螺纹(341a、341b)和感应电阻左侧螺纹(342a、342b);感应电阻右侧螺纹和感应电阻左侧螺纹均为内螺纹,规格与尺寸相同;感应电阻右侧螺纹与感应电阻连接螺纹(214)紧密咬合,安装时,之间加密封圈;感应电阻左侧螺纹与外壳底座安装螺纹(352a、352b)紧密咬合,安装时,中间加密封圈;感应电组丝(301a、301b)由裸露电阻丝构成,环绕在感应电阻模块内壁;感应电阻丝左端与滑变电阻器接口(300)短路连接;短路刷(231)与感应电阻丝(301a、301b)短路连接,短路刷(231)通过接触刷短路线(210)、内嵌式接触刷短路线(213)与铝线侧接口(200)短路连接;当滑杆(203)左右移动时,带动短路刷(231)左右移动;短路刷向左移动时,短路刷与滑变电阻器接口之间电阻丝长度缩短,滑变电阻器接口(300)与铝线侧接口(200)之间电阻减少;短路刷向右移动时,短路刷与滑变电阻器接口之间电阻丝长度伸长,滑变电阻器接口(300)与铝线侧接口(200)之间电阻增加;外壳底座(302)分为底座支撑体(350)、绝缘子挂钩(353)和螺纹支撑体(351)三部分,底座支撑体和螺纹支撑由绝缘性能良好的工程塑料制作,采用模压工艺模压成一个整体结构,并将绝缘子挂钩(353)模压在其中;底座支撑体(350)和螺纹支撑体(351)均为圆柱型,同轴,底座支撑体直径大于螺纹支撑体;螺纹支撑体外侧为外螺纹,与感应电阻左侧螺纹(342a、342b)大径一致,且二者紧密咬合;绝缘子挂钩由力学性能良好的材料构成;露出外部的部分为圆环状,用于与绝缘子进行安装;与圆环状连接的部分嵌入底座支撑体和螺纹支撑体内部,与底座支撑体和螺纹支撑体形成一个整体结构。
7.如权利要求1所述的用于耐张塔的单相电阻型无源防冰融冰控制设备,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;右侧钢芯(605a)与左侧钢芯(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;右侧的铝绞线(607a)与输入铝线接口(2)短路连接;左侧的钢芯(605b)与铝绞线(607b)短路后,与输出接口(3)短路连接;用于耐张塔的单相电阻型无源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。
8.如权利要求1所述的用于耐张塔的单相电阻型无源防冰融冰控制设备,其特征在于:用于耐张塔的单相电阻型无源防冰融冰控制设备中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D n 表示;内导体电阻率,用A n 表示;设分压模块分压系数为kf,kf取值为0.7-0.95之间;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);感应电阻最大值为温度感应钢芯温度最低的时候的值; (欧姆) (欧姆)。







