失效
一种用于耐张塔的无源无损三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,涉及用于耐张塔的无源无损三相防冰融冰控制设备,其由温度感应模块、感应开关模块、保护电阻、保护电容、切换开关构成;分三相进行控制,每相对外有三个接口,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组件内部的部件滑动。以此来调节自制热导线铝线回路的通断。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,便可使输电线路自动调温;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,无额外功率损耗,可靠性高。同时三相同时动作,避免三相防冰融冰功率不均衡。
1.一种用于耐张塔的无源无损三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(10)和感应开关模块构成;感应开关模块对应于三相设置有三个,分别对应为A相感应开关模块(20A)、B相感应开关模块(20B)、C相感应开关模块(20C);每个感应开关模块均配合设置有感应开关组件(70)、保护电阻(40)、保护电容(50)和切换开关(60);三个所述感应开关模块均连接于所述温度感应模块(10);用于耐张塔的无源无损三相防冰融冰控制设备每相对外有三个接口,分别是输入钢芯接口;输入铝线接口;输出接口;输入钢芯接口由A相输入钢芯接口(1A)、B相输入钢芯接口(1B)、C相输入钢芯接口(1C)组成;输入铝线接口由A相输入铝线接口(2A)、B相输入铝线接口(2B)、C相输入铝线接口(2C)组成;输出接口由A相输出接口(3A)、B相输出接口(3B)、C相输出接口(3C)组成;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(10)有三组对外连接接口:每组对外连接接口包括钢芯侧接口104、钢芯输出接口100;每组对外连接接口对应于一相设置;钢芯侧接口由A相钢芯侧接口(100A)、B相钢芯侧接口(100B)、C相钢芯侧接口(100C)组成;钢芯输出接口由A相钢芯输出接口(104A)、B相钢芯输出接口(104B)、C相钢芯输出接口(104C)组成;A相钢芯侧接口(100A)与A相输入钢芯接口(1A)短路连接;B相钢芯侧接口(100B)与B相输入钢芯接口(1B)短路连接;C相钢芯侧接口(100C)与C相输入钢芯接口(1C)短路连接;A相钢芯输出接口(104A)与A相输出接口(3A)短路连接;B相钢芯输出接口(104B)与B相输出接口(3B)短路连接;C相钢芯输出接口(104C)与C相输出接口(3C)短路连接;保护电阻(40)、保护电容(50)与切换开关(60)并联后,一端与输出接口短路连接;另一端与输入铝线接口短路连接;感应开关模块有两个对外接口:铝线侧接口(200)和感应开关接口(300),三相交流线路,每相对应一个感应开关模块,共三个感应开关模块,每个感应开关模块有铝线侧接口(200)和感应开关接口(300),故有A相铝线侧接口(200A)、B相铝线侧接口(200B)、C相铝线侧接口(200C)、A相感应开关接口(300A)、B相感应开关接口(300B)、C相感应开关接口(300C);A相铝线侧接口(200A)与A相输入铝线接口(2A)短路连接;B相铝线侧接口(200B)与B相输入铝线接口(2B)短路连接;C相铝线侧接口(200C)与C相输入铝线接口(2C)短路连接;A相感应开关接口(300A)与A相输出接口(3A)短路连接;B相感应开关接口(300B)与B相输出接口(3B)短路连接;C相感应开关接口(300C)与C相输出接口(3C)短路连接;所述温度感应模块(10)由温度感应外壳(110)、右侧底盖(170)、左侧底盖(160)、温度感应钢芯(103)、温度感应滑杆座(201)、滑杆导管(202)构成;在温度感应模块(10)上,安装有钢芯侧接口、钢芯输出接口;温度感应外壳(110)、右侧底盖(170)、左侧底盖(160)构成感应外壳组件;温度感应钢芯(103)、内固定点(131w、131x)、钢芯输出接口、钢芯侧接口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;感应开关组件由控制器外壳(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三相防冰融冰控制设备,其特征在于:所述温度感应模块(10)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,在管状结构两端面均设置有安装螺孔(154w、154x、154y、154z);温度感应外壳(110)沿其长度方向设置有绝缘子挂钩(153w、153x、153y、153z);绝缘子挂钩为圆柱状,绝缘子挂钩一半嵌入到管状外壳管壁内并与管状外壳管壁形成一个整体;绝缘子挂钩另一半在管状外壳外侧露出,露出部分有圆形绝缘子安装孔(155w、155x、155y、155z),用于与绝缘子安装紧固;所述左侧底盖(160)通过螺钉和温度感应外壳(110)左侧的安装螺孔配合而固定于温度感应外壳(110)的左侧;右侧底盖(170)通过螺钉和温度感应外壳右侧的安装螺孔配合而固定于温度感应外壳(110)的右侧;在左侧底盖(160)与温度感应外壳(110)间安装密封垫圈,使得左侧底盖(160)与温度感应外壳(110)之间密封;在右侧底盖(170)与温度感应外壳(110)间安装密封垫圈,使得右侧底盖(170)与温度感应外壳(110)之间密封;在温度感应外壳与左侧底盖(160)、右侧底盖(170)形成的空间内,装入体积膨胀系数为正,且绝缘性能良好的液体;左侧底盖为圆盘形,其有三个温度感应组件安装口(161A、161B、161C)和多个螺钉固定孔(162w、162x、162y、162z);螺钉固定孔(162w、162x、162y、162z)与安装螺孔(154w、154x、154y、154z)的位置相对应;左侧底盖安装螺钉穿过螺钉固定孔(162w、162x、162y、162z),与安装螺孔紧固咬合;温度感应组件安装口(161A、161B、161C)为圆形口,在侧壁上有温度感应组件安装内螺纹(165w、165x)。
3.如权利要求1所述的用于耐张塔的无源无损三相防冰融冰控制设备,其特征在于:所述温度感应外壳(110)的设置有三个钢芯输出安装孔(151A、151B、151C)和三个钢芯侧安装孔(152A、152B、152C);钢芯输出安装孔和钢芯侧安装孔的直径比温度感应钢芯直径略大,使得温度感应钢芯可以穿过;温度感应钢芯通过钢芯输出安装孔和钢芯侧安装孔安装在管状外壳管壁上,内外分别采用密封垫圈(157w、157x、157y、157z)保持密封;温度感应钢芯(103)直径与自制热导线内导体钢芯的钢芯直径相同,中间段为直线,两端为外部连接段,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(133w、133x);钢芯接口螺纹为外螺纹,用于与钢芯输出接口、钢芯侧接口中的连接螺纹绞合;温度感应钢芯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输出安装孔和钢芯侧安装孔,两端钢芯接口螺纹分别与钢芯输出接口(104)、钢芯侧接口(100)的安装内螺纹咬合;内固定点(131w、131x)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、钢芯侧接口为短路连接接口(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;钢芯侧接口、钢芯输出接口共有三组;每组对外连接接口对应于一相设置;钢芯侧接口由A相钢芯侧接口(100A)、B相钢芯侧接口(100B)、C相钢芯侧接口(100C)组成;钢芯输出接口由A相钢芯输出接口(104A)、B相钢芯输出接口(104B)、C相钢芯输出接口(104C)组成。
4.如权利要求1所述的用于耐张塔的无源无损三相防冰融冰控制设备,其特征在于:所述温度感应滑杆座(201)包括感应开关组件连接螺纹(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,感应开关组件连接螺纹(214a、214b),滑杆座本体(221a、221b),感应外壳连接螺纹(215a、215b)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;感应开关组件连接螺纹(214a、214b)与感应外壳连接螺纹(215a、215b)大径相同;滑杆座本体直径大于感应外壳连接螺纹大径;感应开关组件连接螺纹(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温度感应组件安装内螺纹(165w、165x)大径相同,感应外壳连接螺纹(215a、215b)与温度感应组件安装内螺纹(165w、165x)精密咬合,咬合时,中间加密封圈,使得二者之间密封;感应开关组件连接螺纹(214a、214b)大径与感应开关组件右侧螺纹(310-1、310-2)大径相同,并与感应开关组件右侧螺纹紧密咬合;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三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(202)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。
6.如权利要求1所述的用于耐张塔的无源无损三相防冰融冰控制设备,其特征在于:所述感应开关组件中,控制器外壳呈有一定厚度的管状,由绝缘材料构成;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;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组件右侧螺纹(310);感应开关组件右侧螺纹(310)为内螺纹,其大径与感应开关组件连接螺纹(214a、214b)的大径相同,并与感应开关组件连接螺纹(214a、214b)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;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(312)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;短路连接线B(660)连接控制器内胆和铝线侧接口(200);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(723),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(721);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(451-1,451-2,451-2,451-4)的位置一一对应;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。
7.如权利要求1所述的用于耐张塔的无源无损三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(603a1、603a2、603b1、603b2、603c1、603c2)和垂直方向绝缘子(603w、603x、603y、603z);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(605a1、605b1、605c1)与左侧自制热导线内导体钢芯(605a2、605b2、605c2)分别紧固连接在右侧耐张夹(604a1、604b1、604c1)与左侧耐张夹(604a2、604b2、604c2)上;右侧自制热导线内导体钢芯(605a1、605b1、605c1)分别与A相输入钢芯接口(1A)、B相输入钢芯接口(1B)、C相输入钢芯接口(1C)短路连接;右侧的自制热导线外导体铝绞线(607a1、607b1、607c1)分别与A相输入铝线接口(2A)、B相输入铝线接口(2B)、C相输入铝线接口(2C)短路连接;左侧的自制热导线内导体钢芯(605ba2、605b2、605c2)与自制热导线外导体铝绞线(607a2、607b2、607c2)按相短路连接后,与按相与输出接口由A相输出接口(3A)、B相输出接口(3B)、C相输出接口(3C)分别短路连接;用于耐张塔的无源无损三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。
8.如权利要求1所述的用于耐张塔的无源无损三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);







