一種架空地線的智能耐張線夾的製作方法
2023-07-19 05:05:31 1
本發明屬於電力自動化領域，具體涉及一種架空地線的智能耐張線夾。
背景技術：
電力輸電線路廣泛採用架空接地線保護輸電線纜，架空地線布設在架空輸電線路上方，當發生雷擊的時候接地線承受雷擊能量，並將雷擊電流通過鐵塔導入地下。架空地線通過耐張線夾與鐵塔連接，雷擊電流亦通過耐張線夾導入鐵塔入地。
架空地線由於受到雷擊電流的傷害、微風震動等因素影響，會導致斷股，進而引發斷線，一旦架空地線斷線，將會跌落到下方的輸電線上，導致停電事故或更嚴重的導線斷線事故，而這類事故發生的概率不低，危害極大，目前尚無有效預防性地檢測手段。
不當架設的地線，會感應出很大的接地電流，大電流會導致耐張線夾處，導線熔斷墜落，引發事故。
雷擊引起導地線斷股，或在懸垂線夾處斷線的故障比較常見，雷直擊架空地線斷線的故障亦時有發生。比如1)雷電流的熱效應，雷擊架空地線時，雷擊點的電流密度最大，溫度最高，雷電弧的溫度可達數千K；2)雷電流的衝擊效應，曾有記載雷電劈開百年大樹和將鋼筋混凝土擊出一個大洞的現象，這說明雷電有較大的機械衝擊力(即雷電流的衝擊效應)，當導地線遭受雷擊時，如果雷電衝擊波的衝量大於導地線所能耐受的衝量，導地線將被打斷；3)工頻短路電流的熱效應，雷擊架空地線斷線的同時幾乎伴隨著絕緣子閃絡放電，由於地線一桿塔系統的阻抗(電阻)遠小於被雷擊放電接地的杆塔，在雷擊放電接地的杆塔，大部分的工頻續流分流到架空地線上，架空地線短路，而允許電流小，這是雷擊架空地線斷線的主要原因，而懸垂線夾處為薄弱環節，則更容易斷線；4)高溫下架空地線的張力作用，雷電流和工頻短路電流的熱效應使雷擊導線溫度升高。在高溫下，架空地線的抗拉強度降低，鋼的熔化溫度為1560℃。由於雷電流的熱效應、衝擊效應和工頻電流的熱效應以及抗拉強度下降的架空地線的張力共同作用下，架空地線斷落。
根據上述事故分析報告表明，架空地線斷股，通常發生在耐張線夾的連接處，其原因是該處為震動應力聚集處和雷擊電流入地點，承受雷擊的大電流衝擊，會導致部分線股過熱而損壞或弱化，長時間微風震動會導致金屬疲勞而斷裂。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種架空地線的智能耐張線夾，解決現有的架空地線耐張線夾處導線因微風震動和雷擊電流入損壞或弱化，容易使架空地線斷股等技術問題。
為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：
一種架空地線的智能耐張線夾，包括線夾本體、引流線夾、延長杆、拉環、傳感器，所述線夾本體連接所述引流線夾，所述線夾本體連接所述延長杆，所述延長杆連接所述拉環，所述傳感器設於所述線夾本體上，所述傳感器用於檢測所述線夾本體的工作狀態。
如上所述的智能耐張線夾，優選地，所述傳感器連接無線通信設備，無線傳輸所述傳感器集收集到的信號。
如上所述的智能耐張線夾，優選地，所述無線通信設備為射頻、WIFI，BLUETOOTH或ZIGBEE。
如上所述的智能耐張線夾，優選地，所述傳感器包括應變震動傳感器和線性霍爾傳感器，所述應變震動傳感器，用于震動的檢測；所述線性霍爾傳感器用於雷擊電流的監測。
如上所述的智能耐張線夾，優選地，所述應變震動傳感器連接應變橋的一端，所述應變橋的另一端通過滑輪壓緊在導線上。
如上所述的智能耐張線夾，優選地，所述傳感器還包括溫度傳感器，用於溫度的檢測。
如上所述的智能耐張線夾，優選地，所述傳感器還包括所述羅氏線圈，用於感應電流的檢測。
如上所述的智能耐張線夾，優選地，所述傳感器與所述無線通信設備集成單片機，所述單片機設有電池和天線，完成信息採集、處理與通信。
如上所述的智能耐張線夾，優選地，電池採用太陽能充電電池或長壽命的鋰電池。
如上所述的智能耐張線夾，優選地，所述單片機設有絕緣護罩。
如上所述的智能耐張線夾，優選地，所述拉環為U形掛環。
本發明提供的智能耐張線夾，實時監測耐張線夾的落地電流、雷擊電流、雷擊次數、工作溫度以及微風震動頻率與幅值，有效預警架空接地線斷線故障，從而提前採取措施避免事故的發生。
附圖說明
圖1是本發明一優選實施例的結構示意圖。
圖2是本發明一優選實施例的原理框圖。
具體實施方式
需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面請參考附圖並結合實施例來詳細說明發明。
實施例1
一種架空地線的智能耐張線夾，如圖1所示，包括線夾本體1、引流線夾11、延長杆2、拉環3、傳感器，線夾本體1連接引流線夾11，線夾本體連接延長杆2，延長杆2連接拉環3，傳感器設於所述線夾本體上，傳感器用於檢測耐張線夾的工作狀態。使用時，應用傳感器與無線通信設備連接，將傳感器集收集到的信號無線傳輸給後臺，實現線夾的工作狀態在線監測。無線通信設備是實現與地面基站通信的功能，無線通信設備可以是射頻、WIFI，BLUETOOTH，ZIGBEE，或其他自定義標準的無線通信模塊。
傳感器包括應變震動傳感器和線性霍爾傳感器7，所述應變震動傳感器，用于震動的檢測；所述線性霍爾傳感器用於雷擊電流的監測。
具體地，應變震動傳感器設於所述線夾本體上，如圖1和2所示，應變橋8的一端通過滑輪9壓緊在導線4上，另一端固定在線夾本體1上，當導線4發生震動時，應變將集中在此處，該震動被應變震動傳感器檢出，轉換成震動頻率和震動幅度信號，通過無線通信設備，如射頻RF，將信號無線傳輸後臺，後臺系統分析該震動強度和地線結構強度與材料強度等特性，可以提前預警金屬疲勞。
在接地環即拉環前，安裝線性霍爾傳感器7(H)，以檢測雷擊脈衝電流，通過分析雷擊電流強度、次數，提前預警地線斷股，避免事故發生。
耐張線夾的發熱和空氣溫度，如果有較大溫差，則表面地線上有故障隱患，需要及時排查，可在線夾本體上設有溫度傳感器T。如果線性霍爾傳感器檢測到雷擊電流信號，同時溫度傳感器又檢測到線夾溫升，這表明地線受到較大衝擊，將發出預警信號，避免地線斷裂事故。
進一步，在線夾本體1上安裝羅氏線圈6，即電流傳感器，一方面通過電流傳感監測感應電流大小，另一方面通過線性霍爾傳感器可以監測感應雷擊電流大小，這些數據傳輸到後臺，可以分析出不當接地故障，避免不當接地導致的大電流熔斷地線的事故發生。
為了方便檢測信號的傳輸，將上述的傳感器，即應變震動傳感器、羅氏線圈(電流傳感器)、溫度傳感器及霍爾傳感器和無線通信設備集成單片機(MCU)，單片機連接有電池和天線10，完成信息採集、處理與通信。電池可採用太陽能充電電池或長壽命的鋰電池供電。
為了進一步保護單片機，延長使用壽命，在單片機設有絕緣護罩5，絕緣護罩5採用有機複合材料製成，具有良好的絕緣性能、抗老化性能和阻燃性能，把其裝配在單片機的外部，可起到絕緣保護作用。
拉環可採用U形掛環，用於與電桿緊固。
本發明採用應變震動傳感器、羅氏線圈(電流傳感器)、線性霍爾傳感器與溫度傳感器，採集耐張線夾的微風震動、感應電流、雷擊電流與工作溫度等參數，可實現震動檢測、感應電流檢測、雷擊電流和溫度檢測監測；通過定量分析，實現地線的運行狀態在線監測，有效預警架空地線故障，可提前採取措施，避免地架空線斷線事故的發生。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非是對本發明做其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬於本發明技術方案的保護範圍。