一种输电线限位装置及方法

本发明属于输电塔维护，尤其涉及一种输电线限位装置及方法。

背景技术：

1、输电线路由多根输电导线构成。根据气象观测和输电线路运行经验，一般在入冬或初春季节，气温过低时，遇浓雾降雨等情况，会在输电导线表面产生覆冰，导、地线覆冰后，其弧垂和张力增大，进而增大绝缘子串、金具、杆塔和基础的荷载。当发展到一定程度时，在电气方面，导线弧垂下降过大将导致对地或交叉跨越物间距不足发生放电，地线弧垂增大与导线安全净距不足发生放电，甚至烧断导地线事故；在结构方面，将会造成导、地线和金具断裂或损坏，杆塔受损甚至倒塌，基础下沉、倾斜甚至损坏，绝缘子串扭转、跳跃、发生翻转、碰撞等。

2、发明人发现，现有技术中，输电铁塔和导线之间通常用线夹连接，目前所使用的线夹和导线之间不能相互运动，对导线覆冰无有益效果，且由于线夹和输电导线之间不能相对移动，当一个线夹两侧覆冰过重时，易造成输电塔一侧地线或导线过长，输电塔顶部地线易由于覆冰过重从而和导线接触，发生放电，致使整个输电线路瘫痪。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种输电线限位装置及方法，旨在减小输电导线在覆冰作用下增大的弧垂和导线内张力，避免出现一侧地线过长引起弧垂过大，致使地线和导线安全净距不足发生放电，影响输电线路正常运行，同时对输电导线上的覆冰进行一定程度的去除，当输电塔一侧输电导线过长时，装置能发出信号报警，使线路维护人员及时对输电线路进行除冰和维护。

2、为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

3、本发明第一方面提供了一种输电线限位装置。

4、一种输电线限位装置，包括外筒，所述外筒内部嵌套设置有内筒，所述内筒中央设置有容纳空间，所述容纳空间用于容纳输电导线，所述内筒与外筒之间、内筒用于形成容纳空间的内壁与输电导线之间均为转动连接。

5、可选的，所述内筒和外筒之间设置有第一腔室，所述第一腔室内设置有第一限位组件，所述第一限位组件包括海绵压力传感器和磁控记忆合金弹簧，所述磁控记忆合金弹簧缠绕设置于内筒外壁上，一端与内筒外壁相连接，另一端与外筒内壁相连接；所述海绵压力传感器填充于第一腔室内部，用于检测磁控记忆合金弹簧的压力。

6、可选的，所述海绵压力传感器包括依次连接的第一导电电极层、第一绝缘层、导电海绵层、第二绝缘层和第二导电电极层，所述第一腔室内设置有电源，所述第一导电电极层、第二导电电极层分别与电源正极相连接，所述导电海绵层与电源负极相连接，所述磁控记忆合金弹簧设置于导电海绵层内。

7、可选的，所述内筒和外筒之间还设置有第二腔室，所述第二腔室内设置有第二限位组件，所述第二限位组件包括黏滞阻尼液和多个旋转挡板，所述旋转挡板沿内筒径向设置，所述旋转挡板上设置有流通孔，所述黏滞阻尼液填充于第二腔室之中。

8、可选的，所述内筒和外筒之间还设置有第三腔室，所述第三腔室内设置有通电线圈，所述通电线圈用于根据海绵压力传感器检测的压力大小调节自身磁场强度大小，所述磁控记忆合金弹簧用于根据磁场强度大小调节自身刚度。

9、可选的，所述第一腔室设置有两个，两个所述第一腔室之间设置有第二腔室，第二腔室和两个所述第一腔室之间分别设置有连接挡板。

10、可选的，所述连接挡板端部位置设置有第一外螺纹，所述外筒内壁上与连接挡板相对应位置设置有第一内螺纹，所述第一外螺纹和第一内螺纹相咬合；所述内筒内壁上设置有第二内螺纹，所述输电导线外侧设置有第二外螺纹，所述第二外螺纹和第二内螺纹相咬合。

11、可选的，所述第三腔室设置于第二腔室外侧，第三腔室和第二腔室之间设置有分隔挡板，所述分隔挡板沿内筒周侧设置，分隔挡板的两端分别与连接挡板相连接。

12、本发明第二方面提供了一种输电线限位方法。

13、一种输电线限位方法，包括物理限位方法和调控限位方法，其中物理限位方法包括：

14、输电导线沿着内筒移动时，内筒阻挡输电导线上的覆冰，使覆冰脱落；

15、内筒相对于输电导线和外筒转动，磁控记忆合金弹簧受到内筒、外筒相对转动的牵拉，半径随之增大或减小，对海绵压力传感器产生压力；

16、磁控记忆合金弹簧半径增大到抵住外筒或减小到箍紧内筒时，内外筒的存在限制磁控记忆合金弹簧产生更大形变，进而限制导线产生更大位移，对输电导线进行限位。

17、可选的，所述调控限位方法，包括：

18、当磁控记忆合金弹簧发生形变时，海绵压力传感器检测到压力增大；

19、海绵压力传感器检测的压力越大，通电线圈中电流越大，产生的磁场强度越大，从而控制磁控记忆合金弹簧刚度变大；

20、磁控记忆合金弹簧在自身刚度变大后，对内筒由于输电导线运动产生的转动产生反方向作用力，牵拉输电导线恢复到原位，对输电导线进行限位和自复位。

21、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

22、(1)本发明提供了一种输电线限位装置及方法，限位装置和输电导线之间可以相对运动，输电导线上覆冰时，由于筒状限位装置直径比导线直径大，当输电导线在限位装置内部移动时，导线上覆冰由于限位装置存在而脱落，起到除冰效果。

23、(2)本发明使用的磁控记忆合金弹簧两侧分别连接在限位装置的内筒和外筒，内外筒之间即发生相对转动时，磁控记忆合金弹簧的半径随之增大或减小，当弹簧半径增大到抵住外筒或减小到箍紧内筒时，内外筒限制导线产生更大位移，对输电导线起到限位的作用，防止地线弧垂过大和导线间距小于安全距离通电，造成通电系统破坏。

24、(3)本发明使用了磁控记忆合金弹簧，磁控记忆合金弹簧能够实现变刚度、自复位，其刚度随着磁场强度升高而增大，当输电导线覆冰加重时，即可通过增大弹簧刚度控制导线位移和弧垂。

25、(4)本发明使用了海绵压力传感器，该种传感器灵敏度高，能快速响应和恢复，可更精准地感知到磁控记忆合金弹簧的内力，实现对磁控记忆合金弹簧刚度的精确调节，精确控制导线位移。

26、(5)本发明运用了报警系统，即当导线上覆冰过重或导线位移弧垂过大时，通过海绵压力传感器的信号传递，报警器报警，可令输电塔-线结构维护人员及时了解输电塔-线结构情况，并对覆冰做出及时清理或结构维护。

27、(6)本发明使用了惯容耗能装置，通过黏滞阻尼液在连通孔中穿梭耗能，减小输电导线在限位装置中穿越时产生的振动，提高结构稳定性，延长限位装置寿命。

28、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种输电线限位装置，其特征在于，包括外筒，所述外筒内部嵌套设置有内筒，所述内筒中央设置有容纳空间，所述容纳空间用于容纳输电导线，所述内筒与外筒之间、内筒用于形成容纳空间的内壁与输电导线之间均为转动连接。

2.如权利要求1所述的输电线限位装置，其特征在于，所述内筒和外筒之间设置有第一腔室，所述第一腔室内设置有第一限位组件，所述第一限位组件包括海绵压力传感器和磁控记忆合金弹簧，所述磁控记忆合金弹簧缠绕设置于内筒外壁上，一端与内筒外壁相连接，另一端与外筒内壁相连接；所述海绵压力传感器填充于第一腔室内部，用于检测磁控记忆合金弹簧的压力。

3.如权利要求2所述的输电线限位装置，其特征在于，所述海绵压力传感器包括依次连接的第一导电电极层、第一绝缘层、导电海绵层、第二绝缘层和第二导电电极层，所述第一腔室内设置有电源，所述第一导电电极层、第二导电电极层分别与电源正极相连接，所述导电海绵层与电源负极相连接，所述磁控记忆合金弹簧设置于导电海绵层内。

4.如权利要求3所述的输电线限位装置，其特征在于，所述内筒和外筒之间还设置有第二腔室，所述第二腔室内设置有第二限位组件，所述第二限位组件包括黏滞阻尼液和多个旋转挡板，所述旋转挡板沿内筒径向设置，所述旋转挡板上设置有流通孔，所述黏滞阻尼液填充于第二腔室之中。

5.如权利要求4所述的输电线限位装置，其特征在于，所述内筒和外筒之间还设置有第三腔室，所述第三腔室内设置有通电线圈，所述通电线圈用于根据海绵压力传感器检测的压力大小调节自身磁场强度大小，所述磁控记忆合金弹簧用于根据磁场强度大小调节自身刚度。

6.如权利要求5所述的输电线限位装置，其特征在于，所述第一腔室设置有两个，两个所述第一腔室之间设置有第二腔室，第二腔室和两个所述第一腔室之间分别设置有连接挡板。

7.如权利要求6所述的输电线限位装置，其特征在于，所述连接挡板端部位置设置有第一外螺纹，所述外筒内壁上与连接挡板相对应位置设置有第一内螺纹，所述第一外螺纹和第一内螺纹相咬合；所述内筒内壁上设置有第二内螺纹，所述输电导线外侧设置有第二外螺纹，所述第二外螺纹和第二内螺纹相咬合。

8.如权利要求6所述的输电线限位装置，其特征在于，所述第三腔室设置于第二腔室外侧，第三腔室和第二腔室之间设置有分隔挡板，所述分隔挡板沿内筒周侧设置，分隔挡板的两端分别与连接挡板相连接。

9.一种输电线限位方法，其特征在于：包括物理限位方法和调控限位方法，其中物理限位方法包括：

10.如权利要求9所述的输电线限位方法，其特征在于，所述调控限位方法，包括：

技术总结
本发明提出了一种输电线限位装置及方法，涉及输电塔维护技术领域。包括外筒，所述外筒内部嵌套设置有内筒，所述内筒中央设置有容纳空间，所述容纳空间用于容纳输电导线，所述内筒与外筒之间、内筒用于形成容纳空间的内壁与输电导线之间均为转动连接。本发明能够减小输电导线在覆冰作用下增大的弧垂和导线内张力，避免出现一侧地线过长引起弧垂过大，致使地线和导线安全净距不足发生放电，影响输电线路正常运行，同时能够对输电导线上的覆冰进行一定程度的去除。

技术研发人员：田利,龚俊榕,杨萌
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/13