用于指导高压输电导线耐张绝缘子更换的实验系统及方法

摘要

本发明公开了一种用于指导高压输电导线耐张绝缘子更换的实验系统及方法，属于高压输电导线技术领域，所述实验系统包括竖向设置的电线杆、耐张绝缘子、185导线、液压装置和检测装置，其中，所述185导线的一端通过所述耐张绝缘子固定于所述电线杆上，另一端连接有钢芯钢丝绳；所述液压装置包括能实现无极调压的液压站、承受力为8T的液压绞盘，所述钢芯钢丝绳分别通过第一和第二转向设备与所述液压绞盘相连，所述液压站与所述液压绞盘通过油管相连。本发明模拟了实际环境条件下耐张绝缘子的受力情况；在实验过程中进行耐张绝缘子的受力分析，可以为电力部门实际进行耐张绝缘子的安装和更换工作提供依据。

说明书

技术领域

本发明涉及高压输电导线技术领域，特别是指一种用于指导高压输电 导线耐张绝缘子更换的实验系统及方法。

背景技术

耐张绝缘子是当今输电线路架线十分普遍的产品，与配套电力金具一 起使用，在线路安装过程中起到连接固定作用。通常情况下需要多只产品 串到一起，从而导致了耐张绝缘子串片数多、重量大，带电作业更换整串 绝缘子难度大。

而且，由于架空输电线两悬挂点之间的距离很大，电线材料的刚性对 电线悬挂在空中的几何形状影响比较小，这样，电线连接后就成悬链状， 客观增加了更换耐张绝缘子的难度。

国内目前没有比较成熟的针对耐张绝缘子更换方面的研究，没有可以 指导耐张绝缘子更换的理论方法和数据依据。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种对耐张绝缘子进行受力分析，为 更换耐张绝缘子提供理论和数据依据的用于指导高压输电导线耐张绝缘 子更换的实验系统。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一方面，提供一种用于指导高压输电导线耐张绝缘子更换的实验系 统，包括竖向设置的电线杆、耐张绝缘子、185导线、液压装置和检测装 置，其中：

所述185导线的一端通过所述耐张绝缘子固定于所述电线杆上，另一 端连接有钢芯钢丝绳；

所述液压装置包括能实现无极调压的液压站、承受力为8T的液压绞 盘，所述钢芯钢丝绳分别通过第一和第二转向设备与所述液压绞盘相连， 所述液压站与所述液压绞盘通过油管相连；

所述第一转向设备、耐张绝缘子和185导线在同一水平线上，所述液 压绞盘和第二转向设备之间的钢芯钢丝绳也在同一水平线上，所述第一和 第二转向设备在同一竖直线上；

所述检测装置包括温湿度传感器、拉力传感器、数据采集器、上位机， 所述温湿度传感器设置在所述185导线上，所述拉力传感器设置在所述第 二转向设备和所述液压绞盘之间的钢芯钢丝绳上，所述数据采集器采集所 述温湿度传感器和拉力传感器的数据，并传送至所述上位机。

进一步的，所述温湿度传感器有两个，分别沿所述185导线中点对称 设置在所述185导线的底部。

进一步的，所述液压装置还包括用于调节所述液压绞盘的输出力的遥 控模块。

进一步的，整个实验系统上部设置有高压套管。

进一步的，所述第一转向设备和第二转向设备都包括转向滑轮和用于 固定所述转向滑轮的固定装置。

进一步的，所述液压装置的额定压力为16MPA，输出力大小为 0-80000N。

进一步的，所述钢芯钢丝绳的直径为14mm。

进一步的，所述实验系统还包括用于监测所述液压装置的监视器。

进一步的，所述液压装置采用三相供电，所述液压站内含有溢流阀， 所述溢流阀由0-750ma的交流电模块供电。

进一步的，所述用于指导高压输电导线耐张绝缘子更换的实验系统的 实验方法，包括：

步骤1：液压站在遥控模块的控制下输出所需大小的力作用于所述钢 芯钢丝绳；

步骤2：数据采集器采集拉力传感器的信号以及温湿度传感器的信号， 并发送至上位机；

步骤3：上位机对从数据采集器接收来的信号进行处理并显示，使实 验者能清楚的看到力的变化和环境的特征，并根据需要进一步通过遥控模 块调节液压站的输出力。

本发明具有以下有益效果：

上述方案中，在实验过程中，液压装置中的液压站控制液压绞盘输出 大小可以连续变化的力，该力通过钢芯钢丝绳以及第一和第二转向滑轮施 加于185导线上，进而影响到该185导线以及与该185导线连接的耐张绝 缘子的形变；拉力传感器和温湿度传感器分别检测钢丝绳拉力的大小和空 气中的温湿度参数并发送至数据采集器，数据采集器再将数据发送至上位 机。

整个实验过程中，通过上位机能清楚的看到拉力大小的变化，以及环 境中的温湿度参数；清楚的模拟了实际环境条件下耐张绝缘子受力情况； 在实验过程中进行耐张绝缘子的受力分析，可以为电力部门实际进行耐张 绝缘子的安装和更换工作提供依据。

附图说明

图1为本发明的用于指导高压输电导线耐张绝缘子更换的实验系统示 意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结 合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种用于指导高压输电导线耐张绝缘子更换的实验系统， 如图1所示，包括竖向设置的电线杆1、耐张绝缘子4、185导线3、液压 装置7和检测装置8，其中：

185导线3的一端通过耐张绝缘子4固定于电线杆1上，另一端连接 有钢芯钢丝绳5；

液压装置7包括能实现无极调压的液压站71、承受力为8T的液压绞 盘72，钢芯钢丝绳5分别通过第一和第二转向设备与液压绞盘72相连， 液压站71与液压绞盘72通过油管相连；

第一转向设备、耐张绝缘子4和185导线3在同一水平线上，液压绞 盘72和第二转向设备之间的钢芯钢丝绳5也在同一水平线上，第一和第 二转向设备在同一竖直线上；

检测装置8包括温湿度传感器81、拉力传感器82、数据采集器83、 上位机84，温湿度传感器81设置在185导线3上，拉力传感器82设置在 第二转向设备和液压绞盘72之间的钢芯钢丝绳5上，数据采集器83采集 温湿度传感器81和拉力传感器82的数据，并传送至上位机84。

实验时，液压装置7中的液压站71控制液压绞盘72输出大小可以连 续变化的力，该力通过钢芯钢丝绳5以及第一和第二转向滑轮施加于185 导线3上，进而影响到该185导线3以及与该185导线3连接的耐张绝缘 子4的形变；拉力传感器82和温湿度传感器81分别检测钢丝绳拉力5的 大小和空气中的温湿度参数并发送至数据采集器83，数据采集器83再将 数据发送至上位机84。

整个实验过程中，通过上位机84能清楚的看到拉力大小的变化，以 及环境中的温湿度参数；清楚的模拟了实际环境条件下耐张绝缘子4受力 情况；在实验过程中进行耐张绝缘子4的受力分析，可以为电力部门实际 进行耐张绝缘子4的安装和更换工作提供依据。

另外，如图1所示，温湿度传感器81优选有两个，分别沿185导线3 中点对称设置在185导线3的底部。温湿度传感器81用于测量185导线3 所在位置处的温度、湿度参数，并转化成电信号传送至数据采集器83，有 利于实时记录实验时环境状况。

对于该实验系统，液压装置7还包括用于调节液压绞盘72的输出力 的遥控模块9。在高压作业过程中，高压电有可能对人体造成伤害，可以 通过遥控模块9控制液压装置7的压力变化，避免了这种情况的发生，提 高了做实验的便利性，人员与操作设备的分离改善了操作人员的工作环 境，当该装置设置在一些不适合操作人员进入的地方时，这种便利性就更 加清楚的表现出来了。

为了更好的对实验装置进行保护，整个实验系统上部设置有高压套 管。实验过程中我们需要给整个系统上电，这样从变压器里面引出高压线 时需要经过变压器箱，在经过变压器箱时用高压套管来进行绝缘，避免高 压导线接地，保证了实验的安全。

此外，在本实验装置中，第一转向设备和第二转向设备优选都包括转 向滑轮和用于固定所述转向滑轮的固定装置。这样的连接方式可以保证该 滑轮根据受力方向灵活地变动。

为了满足破坏性实验的需要，优选的，液压装置7的额定压力为 16MPA，输出力大小为0-80000N，钢芯钢丝绳的直径为14mm。

进一步优选的，所述实验系统还包括用于监测所述液压装置7的监视 器6。通过该监视器6，实验者能实时观察到液压装置7加力与受力情况。

此外，液压装置7优选采用三相供电，液压站71内优选含有溢流阀， 溢流阀由0-750ma的交流电模块供电。

当液压装置7启动后，通过调节三相电的相序，可以实现液压绞盘72 正反转，可以方便地对185导线3进行力的施加与撤销，实现实验控制； 液压站71里面有液压截止阀，可以控制液压的流量；电磁换向阀控制液 压绞盘的正反72转，溢流阀是一种液压压力控制阀，溢流阀通过控制压 力来控制力的大小，在液压设备中主要起定压溢流、系统卸荷和安全保护 作用；该交流电模块产生的交流电和液压装置7输出的力成比例。

另一方面，上述用于指导高压输电导线耐张绝缘子更换的实验系统的 实验方法，包括：

步骤1：液压站在遥控模块的控制下输出所需大小的力作用于所述钢 芯钢丝绳；

根据实验的进展情况，实验者通过观察、分析、计算等手段算出液压 装置所需输出力的大小，通过遥控模块控制该力的输出，避免了高压电可 能对人体产生的伤害。

步骤2：数据采集器83采集拉力传感器82的信号以及温湿度传感器 81的信号，并发送至上位机84；

为了实时跟踪实验的环境状况，数据采集器83不断的从拉力传感器 82和温湿度传感器81采集电压信号，并转化成相应的数字信号，并转送 至上位机。

步骤3：上位机对从数据采集器接收来的信号进行处理并显示，使实 验者能清楚的看到力的变化和环境的特征，并根据需要进一步通过遥控模 块调节液压站的输出力。

上位机84把从数据采集器83接收过来的信号处理后，转化成对应的 温湿度、拉力大小等信号，实验者通过上位机84实时掌握了实验的进展 情况，方便实验者不断的对实验进行修正。

本发明的有益效果如下：

(1)在实验过程中，通过上位机能清楚的看到拉力大小的变化，以 及环境中的温湿度参数；利用本装置能方便地模拟实际环境条件下，进行 更换时受力情况；通过更换操作，积累大量的实际数据，可以为电力部门 实际进行耐张绝缘子的安装和更换工作提供依据；另外本实验平台利用常 见的机械部件，原理简单，搭建方便。

(2)遥控模块增加了做实验的便利性，人员与操作设备的分离改善 了操作人员的工作环境，避免了高压电可能对操作者造成的危害。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改 进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。