一种船载岸电系统的电缆恒张力控制装置及系统的制作方法

1.本实用新型涉及船载岸电系统，尤其涉及一种船载岸电系统的电缆恒张力控制装置及系统。


背景技术：

2.船舶岸电是指船舶靠港期间停止使用船用发电机改用岸电电源供电。目前的船舶岸电系统包括岸基部分和船载部分，如图1所示，岸基部分包括依次串联连接的高压进线开关柜、变压变频装置、出线开关柜和高压岸电接线箱，船载部分包括依次串联连接的高压电缆卷车、船载高压岸电连接配电柜和船载变压器，船载高压岸电连接配电柜通过高压电缆卷车的高压电缆与高压岸电接线箱可拆卸连接，为船舶靠港期间改用岸电提供了便利。
3.考虑到水位变化以及船舶随水流飘动，连接船舶和岸基部分的高压电缆的长度可能随时变化，目前需要人工值守，通过人力或者人工控制电机的转动控制电缆的收放，导致人力成本增加，也存在操作失误时出现电缆拉断或者变形的风险。
4.此外，目前高压电缆一般采取架空或者漂浮在水面的方式，容易对被供电的船舶和岸基之间的过往船只造成影响。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种船载岸电系统的电缆恒张力控制装置及系统，能够根据水位变化自动调整电缆收放，同时避免对过往船只产生影响。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
7.一种船载岸电系统的电缆恒张力控制装置，包括安装于船舶上的张力传感单元、电缆卷盘、电机和控制单元，所述电缆卷盘和电机之间设有传动机构，所述张力传感单元和电缆卷盘引出的电缆接触，所述控制单元的输入端和张力传感单元的输出端连接，所述控制单元的输出端和电机的控制端连接，使得控制单元接收张力传感单元的反馈信号后，使能电机通过传动机构带动电缆卷盘收放电缆。
8.优选地，所述张力传感单元包括第一滑轮和设有压力传感器的第二滑轮，所述第一滑轮和第二滑轮分别设置于电缆卷盘引出的电缆两侧，所述电缆和第一滑轮、第二滑轮分别接触，所述压力传感器的输出端和控制单元的输入端连接。
9.优选地，所述第一滑轮为2个且第一滑轮为定滑轮，所述第二滑轮为1个且第二滑轮为动滑轮，所述定滑轮分别设置于动滑轮两侧。
10.优选地，所述张力传感单元还包括位移传感器，所述位移传感器的检测端朝向第二滑轮，所述位移传感器的输出端和控制单元的输入端连接。
11.优选地，所述第一滑轮、第二滑轮分别为定滑轮。
12.优选地，还包括用于容纳电缆卷盘的卷筒，所述卷筒上方设有挡水板。
13.优选地，所述电机包括变频器和变频电机，所述控制单元的输出端通过变频器和
变频电机连接。
14.优选地，所述电缆卷盘上的电缆外部套设有保护层。
15.本实用新型还提出一种船载岸电系统，包括岸基部分和船载部分，所述船载部分包括箱式变压器和电缆恒张力控制装置，所述电缆恒张力控制装置为任一所述的船载岸电系统的电缆恒张力控制装置，所述箱式变压器通过电缆恒张力控制装置和岸基部分连接。
16.优选地，所述岸基部分包括设置于水底的水底电缆和接线箱，所述船载部分的电缆卷盘引出的电缆通过接线箱和水底电缆连接。
17.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
18.1.本实用新型在船舶上设置张力传感单元、控制单元和电机，根据电缆卷盘引出的电缆的张力大小变化来控制电机转动进行电缆收放，从而可以根据水位变化自动调整电缆卷盘引出的电缆长度。
19.2.本实用新型的张力传感单元可以采用多种形式，采用定滑轮与设有压力传感器的动滑轮的组合时，可以避免压力传感器和滑轮被损坏，采用定滑轮与设有压力传感器的定滑轮的组合时，能够精简结构，节约成本。
20.3.本实用新型的电缆卷盘安装在卷筒中，当电缆卷盘收取电缆时，电缆所带上的水留存在卷筒中，保护其他带电器件不进水，此外卷筒上方设有挡水板，避免下雨或者风浪造成卷筒积水。
21.4.本实用新型的岸基部分在水底设置水底电缆和接线箱，船载部分的电缆卷盘引出的电缆和接线箱连接，使得船舶使用岸电电源供电时，确保电缆能够沉入水底而不会漂浮在水面，不影响其他船舶的通行。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例一的结构示意图。
23.图2为本实用新型实施例一的张力传感单元的结构示意图。
24.图3为本实用新型实施例三的张力传感单元的结构示意图。
25.图4为本实用新型实施例四的结构示意图。
26.图例说明：1-张力传感单元、2-电缆卷盘、3-电机单元、4-控制单元。
具体实施方式
27.以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
28.实施例一
29.如图1所示，本实施例提出一种船载岸电系统的电缆恒张力控制装置，包括安装于船舶上的张力传感单元1、电缆卷盘2、电机单元3和控制单元4，所述电缆卷盘2和电机单元3 之间设有传动机构，所述张力传感单元1和电缆卷盘2引出的电缆接触，所述控制单元4的输入端和张力传感单元1的输出端连接，所述控制单元4的输出端和电机单元3的控制端连接。
30.上述结构的工作原理为：当水位上升时，电缆卷盘2引出的电缆松弛，张力传感单元1 反馈的信号逐渐减小，控制单元4使能电机单元3通过传动机构带动电缆卷盘2收回电缆，直到张力传感单元1反馈的信号保持不变，当水位下降时，电缆卷盘2引出的电缆紧绷，
张力传感单元1反馈的信号逐渐增大，控制单元4使能电机单元3通过传动机构带动电缆卷盘 2放出电缆，直到张力传感单元1反馈的信号保持不变。
31.通过上述结构，本实施例使得控制单元4接收张力传感单元1的反馈信号后，使能电机单元3通过传动机构带动电缆卷盘2收放电缆。从而可以实现根据水位变化自动调整电缆卷盘2引出的电缆长度，有效节约人力成本，避免误操作带来的损失。
32.本实施例中，传动机构可以根据实际需要采取多种形式，包括但不限于：
33.主动齿轮和从动齿轮组成的齿轮组，主动齿轮和电机单元3的转动轴连接，从动齿轮和电缆卷盘2同轴连接；
34.主动轮、从动轮和皮带，主动轮通过皮带和从动轮连接，主动轮和电机单元3的转动轴连接，从动轮和电缆卷盘2同轴连接；
35.连接杆，电机单元3的转动轴通过连接杆和电缆卷盘2同轴连接。
36.如图2所示，本实施例中的张力传感单元1包括第一滑轮11和设有压力传感器的第二滑轮12，所述第一滑轮11和第二滑轮12分别设置于电缆卷盘2引出的电缆两侧，所述电缆和第一滑轮11、第二滑轮12分别接触，所述压力传感器的输出端和控制单元4的输入端连接。第一滑轮11、第二滑轮12为电缆进行导向，避免电缆收放过程中出现缠绕或者打结的情况，同时电缆延第一滑轮11、第二滑轮12收放时，对第一滑轮11、第二滑轮12产生一定的压力，当电缆松弛时压力较小，电缆绷紧时压力较大，从而第二滑轮12上的压力传感器将检测到的压力实时发送给控制单元4。
37.如图2所示，本实施例中，所述第一滑轮11为2个且第一滑轮11为定滑轮，所述第二滑轮12为1个且第二滑轮12为动滑轮，所述定滑轮分别设置于动滑轮两侧，图2中，两个定滑轮设置于电缆下方，动滑轮设置于电缆上方，动滑轮可以挂设重物或者利用自身重量使得两个定滑轮之间的一段电缆出现弯折，通过受力分析可知，电缆的张力不同使得弯折部弯折的程度不一，动滑轮与电缆接触面的压力t也会发生改变，也使得压力传感器可以较为精确的检测电缆张力。此外由于动滑轮特性，弯折部弯折的程度变化时，动滑轮将发生位移，从而避免滑轮在压力过大的情况下被挤压而损坏。
38.本实施例中，为避免船舶上其他带电器件进水，电缆卷盘2被安装在卷筒中，当电缆卷盘2收取电缆时，电缆所带上的水留存在卷筒中，保护其他带电器件，此外，所述卷筒上方设有挡水板，避免下雨或者风浪造成卷筒积水。
39.本实施例中，所述电缆卷盘2上的电缆外部套设有保护层，具体为钢丝网，确保电缆在碰撞后不会损坏。
40.如图1所示，本实施例中，所述电机单元3包括变频器和变频电机，所述控制单元4的输出端通过变频器和变频电机连接，从而实现电缆收放时根据实际情况调节收放速度，增加适用性，避免收取电缆速度大于水位上升速度，或者释放电缆速度小于水位下降速度，造成电缆拉断或者变形的情况。
41.实施例二
42.本实施例与实施例一基本相同，区别在于，本实施例中，张力传感单元1还包括位移传感器，位移传感器的检测端朝向第二滑轮12，位移传感器的输出端和控制单元的输入端连接，如图2所示，由于第二滑轮12为动滑轮，当水位上升时，电缆卷盘2引出的电缆松弛，第二滑轮12位置下降，控制单元4使能电机单元3通过传动机构带动电缆卷盘2收回电缆，直
到第二滑轮12回到原始位置，当水位下降时，电缆卷盘2引出的电缆紧绷，第二滑轮12 位置上升，控制单元4使能电机单元3通过传动机构带动电缆卷盘2放出电缆，直到第二滑轮12回到原始位置。因此本实施例中通过位移传感器可以及时检测第二滑轮12的位置变化，使得张力传感单元1的反馈信号包含多种信息，从而为控制单元4提供更加准确的判断依据。
43.实施例三
44.如图3所示，本实施例和实施例一基本相同，区别在于，本实施例中，所述第一滑轮11、第二滑轮12均为1个且分别为定滑轮。图3中，两个定滑轮分别设置于电缆的上方和下方，且电缆被两个定滑轮分为第一水平段、弯折段和第二水平段，第一滑轮11设置于第一水平段和弯折段之间的弯折部，第二滑轮12设置于第二水平段和弯折段之间的弯折部，通过受力分析可知，电缆的张力不同使得第二滑轮12承受的压力t发生改变，从而压力传感器可以较为精确的检测电缆张力。本实施例相比实施例一的张力传感单元1精简了结构，降低了成本。
45.实施例四
46.本实施例提出一种船载岸电系统，包括岸基部分和船载部分，如图4所示，本实施例中，所述船载部分包括箱式变压器和电缆恒张力控制装置，所述电缆恒张力控制装置为实施例一至实施例三任一所述的船载岸电系统的电缆恒张力控制装置，所述箱式变压器通过电缆恒张力控制装置和岸基部分连接。
47.本实施例中，岸基部分采用10kv电压供电，为避免对船舶供电的过程中电缆漂浮在水面上，对过往的其他船只造成影响，如图4所示，本实施例中，所述岸基部分包括设置于水底的水底电缆和通过大型灌胶绝缘的接线箱，所述船载部分的电缆卷盘2引出的电缆通过接线箱和水底电缆连接。
48.本实施例的船载岸电系统操作步骤为：
49.(1)将电缆卷盘2收储的电缆一端连接在水底的接线箱，另一端连接到箱式变电站的进线位置，通过该设备的大容量滑环组件将电能输送到船上用电设备；
50.(2)当船舶位置水位变化或者随风浪漂移时，电缆恒张力控制装置自动收放电缆，确保电缆张力恒定，为船舶提供稳定的电力供给。
51.上述只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。