一種電纜接續管內鋼管位置自動檢測裝置的制造方法
【專利摘要】電纜接續管內鋼管位置自動檢測裝置，包括安裝支架，夾頭，探頭組件和位移測量機構，及信號處理系統；位移測量機構由繩輪組件、線繩、懸掛走行機構和光電編碼器組成；繩輪組件具有同軸設置的內圈和外圈，內圈與安裝板固定，內圈與外圈可轉動連接；外圈上設置繞線槽，線繩纏繞在繞線槽內，線繩一端與外圈固定，另一端與拉環固定，拉環與懸掛走行機構固定；懸掛走行機構具有滾輪和懸掛支架；探頭組件主要由探頭安裝架和磁場探頭組成，信號處理系統輸出磁感應強度?位移曲線。本發明具有能夠實現對接續管進行高空檢測，且對檢測人員身體無害的優點。
【專利說明】
一種電纜接續管內鋼管位置自動檢測裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種用于電纜接續管內鋼管位置自動檢測裝置。
技術背景
[0002]架空輸電線路中使用最廣泛的高壓電纜是鋼芯鋁絞線。這種高壓電纜一般鋪設在高空，跨度很大，自重很大，它由單層或者多層鋁線絞合在鍍鋅鋼芯線外，鋁線用來導電，鐵芯用來增加強度。由于電纜長度不是無限的，有時需要將兩段電纜連接起來，所以需要用到電纜接續管。接續管直接與導線配合安裝并傳遞力學載荷和電氣載荷，是架空輸電線路中的重要連接件。
[0003]接續管多采用液壓的工藝與電纜導線連接傳遞力學和機械載荷，用于鋼芯鋁絞線的液壓型接續管由外鋁管Jl和內鋼管J2兩部分組成，接續管使兩根電纜D首尾相接(如圖1所示)，外鋁管Jl用于與鋼芯鋁絞線的鋁絞線部分連接，內鋼管J2用于與鋼芯鋁絞線的鋼芯部分連接，兩者都是通過在壓力下產生塑性變形，從而分別于絞線和鋼芯結合成為一個整體，從而使得兩個電纜導線通過接續管連接在一起。而電纜架設在高空時，由于自重和跨度的原因，接續管需要承受極大的拉力，因此接續管液壓工藝的要求非常嚴格，最關鍵的尺寸是內鋼管的位置偏移量。標準的位置是內鋼管在外鋁管的正中間。若內鋼管的位移偏移量過大，即內鋼管與外鋁管并非對中關系，將出現以下問題:1、內鋼管在內鋁管中發生滑移，造成兩根電纜直接斷開，發生事故。2、鋁管與鋁絞線之間壓接不牢固，降低導電性能。
[0004]因此，在實際生產和檢驗中，需要一種設備能夠探測出接續管的內鋼管的位置。現在一般所用的方法是，采用工業X射線機，給接續管拍照，從得到的照片中可以看到鋼管的位置。這種方法的缺點有:1.儀器復雜、笨重，難以用于高空檢驗；2.X射線有輻射，傷害施工、檢驗人員的身體。

【發明內容】

[0005]為了克服現有技術采用工業X射線機測定接續管的內鋼管位置存在無法高空檢測、輻射傷害檢測人員身體的缺點，本發明提供了一種能夠實現對接續管進行高空檢測，且對檢測人員身體無害的電纜接續管內鋼管位置自動檢測裝置。
[0006]一種電纜接續管內鋼管位置自動檢測裝置，包括安裝支架，用于夾緊電纜的夾頭，探頭組件和測量探頭組件位移的位移測量機構，以及信號處理系統;夾頭固定于安裝支架上，探頭的測量行程從接續管的任意一個端頭起始；
位移測量機構由繩輪組件、線繩、懸掛走行機構和光電編碼器組成;繩輪組件由安裝板固定在安裝支架上，繩輪組件具有同軸設置的內圈和外圈，內圈與安裝板固定，內圈與外圈可轉動連接;外圈上設置繞線槽，線繩纏繞在繞線槽內，線繩一端與外圈固定，另一端與拉環固定，拉環與懸掛走行機構固定;懸掛走行機構具有滾輪和懸掛支架，滾輪通過銷軸與懸掛支架可拆卸式連接;探頭組件和拉環均固定在懸掛支架上，探頭組件主要由探頭安裝架和磁場探頭組成；探頭組件的位移和磁場探頭輸出的磁感應強度實時地輸入信號處理系統，信號處理系統輸出磁感應強度-位移曲線。
[0007]本發明在使用時用夾頭夾緊電纜，將懸掛走行機構的銷軸拆下，將使接續管進入懸掛支架內，再用銷軸將滾輪裝上，滾輪掛在接續管上，且滾輪能沿著接續管軸向自由移動。手拉懸掛支架向接續管的另一端運動，拉環跟著懸掛支架運動，線繩被拉出，在線繩與繩輪組件的外圈的摩擦力作用下，外圈一邊轉動一邊釋放線繩，光電編碼器記錄外圈轉動的圈數，以外圈轉動的圈數乘以繞線槽的周長即可得知線繩被釋放的長度，即磁場探頭的位移。線繩使用細絲狀的尼龍繩，且接續管的長度不可能很長，在繞線槽內纏繞1-2層的線繩即可完成對整個接續管的測量，因此線繩的直徑對位移的影響可以忽略不計。磁場探頭探測該段電纜長度方向上的各個部位的磁感應強度。由于接續管的內鋼管和外鋁管的磁導率不同，因此當探測到內鋼管時、磁感應強度-位置曲線上會產生一個很明顯的波動，該波動對應的位置區域則為內鋼管所在的位置。磁場探頭探測電纜的磁感應強度，磁感應強度實時輸入信號處理系統。信號處理系統以磁感應強度作為縱坐標、以磁感探頭的位移作為橫坐標繪制磁鋼應強度-位置曲線；同一時刻對應的磁感應強度和磁感探頭位移形成磁鋼應強度-位置曲線上的一個點，待檢測的接續管的所有測試點測試完成后，磁鋼應強度-位置曲線的離散點采集完成，將離散點擬合成連續的曲線。曲線出現第一個明顯的突變處，說明磁感應強度出現明顯變化，即從鋁材覆蓋的區域進入到鋼管覆蓋的區域(或者從鋼管覆蓋的區域進入到鋁材覆蓋的區域)，接著探頭組件繼續步進，直到出現下一個明顯的突變處，則說明從鋼管覆蓋的區域進入到鋁材覆蓋的區域(或者從鋁材覆蓋的區域進入到鋼管覆蓋的區域)，因此，可以通過磁鋼應強度-位置曲線的波動來判斷接續管的內鋼管所在位置。
[0008]檢測完成后，使線繩收回到外圈的繞線槽內，等待對下一接續管的測量。
[0009]進一步，內圈與外圈之間設置卷彈簧，卷彈簧一端與內圈固定，另一端與外圈固定。拉著懸掛支架向遠離接續管的另一端運動，線繩被逐漸釋放，線繩在釋放時帶動外圈轉動，同時卷彈簧形變。當檢測完成后，拉著懸掛支架的外力撤離，卷彈簧恢復形變、帶動外圈轉動，線繩被收回繞線槽內，懸掛走行機構和探頭組件復位到起始位置。
[0010]進一步，懸掛支架上設置拉手，以方便拉動懸掛走行機構從接續管的一端移動到另一端。
[0011 ]進一步，安裝支架上設置接近開關組件，接近開關組件由接近開關和定位擋板組成，定位擋板具有能夠抵緊接續管端頭的定位部，接近開關固定在定位擋板上。每次測量起始時，探頭安裝架與接近開關觸碰，從而保證每次測量磁場探頭都是從接續管的端頭開始運動。一旦探頭安裝架接觸到了接近開關，就將光電編碼器清零，并且開始記錄探頭測量值，隨著懸掛走行機構的行走，不斷記錄光電編碼器換算出的位移值和探頭測量值，得到磁感應強度-位移曲線。
[0012]進一步，探頭安裝架包括底板、導桿、彈簧和固定座，底板與滑臺固定，底板上均勻的固定多個導桿，每個導桿上套裝有彈簧，固定座上設置允許導桿穿過的通孔，每個導桿對應一個通孔;彈簧托持固定座，磁場探頭固定安裝在固定座上。由于線纜具有彎曲度，其次是鋁管表面不平(由于外鋁管是分段壓實，被壓過的鋁管截面變成六邊形，并且有多處壓痕，所以外鋁管會呈現高低不平)，所以在垂直方向上需要有一個浮動機構，讓探頭自由移動，并且時刻頂緊接續管。
[0013]進一步，夾頭具有上半片箍板和下半片箍板，上半片箍板和下半片箍板均呈半片箍板狀，上半片箍板和下半片箍板一端鉸接、另一端分別設有翼板，兩個翼板通過螺紋副連接;下半片箍板的翼板上設置螺紋套，上半片箍板的翼板上穿設可自由轉動的螺桿，螺紋套與螺桿形成所述的螺紋副。
[0014]進一步，螺桿的頭部設置凸輪扳手，凸輪扳手與螺桿通過銷軸鉸接，凸輪扳手的凸輪面與上半片箍板的翼板接觸。
[0015]本發明的有益效果是:
1、整個裝置結構簡單，手動拉動懸掛走行機構行走，可以避免使用電機和電源，降低裝置的重量和體積，方便攜帶，適用于高空檢測。
[0016]2、磁場探測沒有輻射，耗能小。
[0017]3、夾頭方便裝拆，操作簡便。
[0018]4、光電編碼器與磁場探頭結合使用，測量結果直觀易懂，讀數方便。
【附圖說明】
[0019]圖1是接續管連接兩根電纜的示意圖。
[0020]圖2是本發明安裝在接續管和電纜上的示意圖。
[0021 ]圖3是繩輪組件的內圈、外圈和卷彈簧的結構示意圖。
[0022I圖4是夾頭示意圖。
[0023]圖5是接近開關組件及探頭組件的局部放大圖。
[0024]圖6是彳目號處理系統不意圖。
具體實施方案
[0025]如圖2所示，電纜接續管內鋼管位置自動檢測裝置，包括安裝支架1、繩輪組件2、光電編碼器3、夾頭4、接近開關組件5、懸掛走行機構6和探頭組件7。安裝支架I通過夾頭4與電纜固定連接，繩輪組件2固定安裝在安裝支架I上，光電編碼器3與繩輪組件2的外圈15連接。接近開關組件5與支架I固定連接，懸掛走行機構6懸掛在外鋁管上，可在外鋁管上自由移動，探頭組件7與懸掛走行機構6上的懸掛支架25固定連接。
[0026]如圖2所示，安裝支架I為L形板。繩輪組件的安裝板9和光電編碼器的支撐架10分別于該L形板固定。安裝板9和光電編碼器的支撐架10均與L形板通過螺栓連接。
[0027]如圖2所示，繩輪組件2包括繩輪11、線繩12和拉環13。線繩12—端與繩輪11固定，并纏繞在繩輪11上，伸出的自由端連接拉環13。如圖3所示，繩輪11包括內圈14、外圈15和卷彈簧16，內圈14和外圈15同軸設置。外圈15的中心設有通孔，內圈14設置于通孔間隙配合的凸臺，凸臺套裝在通孔內。內圈14中心設有軸孔，軸孔內設置銷軸，銷軸與軸孔鍵連接，銷軸與繩輪組件的安裝板9。卷彈簧16的內端固定在內圈14的槽中，卷彈簧16的外端固定在外圈15的槽中。拉動線繩12時，在外圈15和線繩12的摩擦力作用下，外圈15發生轉動，而內圈14固定，卷彈簧16發生形變。拉動線繩12的外力撤離后，線繩12在卷彈簧16的作用下回復原位。卷彈簧也稱發條彈簧，卷彈簧有兩個自由端，一個在中心(稱為內自由端)，一個在最外端(稱為外自由端)。如果卷彈簧自身發生轉動，就會積聚能量，就會有回復力。卷彈簧的內自由端被與內圈固定的安裝板抵住，卷彈簧的外自由端被光電編碼器3的支撐架10抵住，因此卷彈簧不會再軸向發生竄動。
[0028]如圖4所示，夾頭4包括下半片箍板17、上半片箍板18、螺紋套20、螺桿20和凸輪扳手21。下半片箍板17與安裝支架通過螺栓固定連接，上半片箍板18與下半片箍板17—端通過銷軸連接，可自由轉動。上半片箍板18的另一端具有上翼板，下半片箍板17的另一端具有下翼板。螺紋套20設置在下半片箍板8的下翼板上；螺桿20穿設于上半片箍板18的上翼板，螺桿20與螺紋套20通過螺紋嚙合形成螺紋副，旋轉螺桿20以調節上半片箍板7和下半片箍板8的開口大小；凸輪扳手21與螺桿20通過第一銷軸連接，凸輪扳手21可繞第一銷軸自由轉動，用于鎖死夾頭4。螺紋套20與下翼板通過第二銷軸連接，螺紋套20可繞第二銷軸自由轉動。
[0029]如圖5所示，接近開關組件5包括接近開關22和擋板23，整個裝置在安裝時，通過擋板頂端與鋁管頂緊來控制軸向位置，接近開關22用于控制探頭組件7回到行程起點。
[0030]如圖5所示，懸掛走行機構6包括滾輪24，懸掛支架25和拉手27。滾輪24通過銷軸與懸掛支架可拆卸式連接，銷軸穿過滾輪并與滾輪間隙配合，滾輪可自由轉動;懸掛支架下端用來固定探頭組件7。拉手27通過銷軸與懸掛支架鉸接。銷軸為螺栓，銷軸一端為頭部，另一端連接螺母，從而將拉手和懸掛支架鎖在銷軸的頭部與螺母之內。
[0031]如圖5所示，探頭組件7包括底板2，導桿29、彈簧30、固定座31、磁場探頭32，拉鉤33。底板2與懸掛走行機構6的懸掛支架25固定連接，導桿29與底板2通過螺紋固定連接;彈簧30穿在導桿29上；固定座31穿過導桿29壓在彈簧30上，可以上下移動;磁場探頭32放在固定座31的槽內，用螺栓頂緊固定，拉鉤33與底板2通過螺紋連接。
[0032]如圖6所示，將光電編碼器3和磁場探頭32的信號同時輸入信號處理系統，得到磁感應強度-位置曲線。橫坐標為磁場探頭32在接續管的位置，可由光電編碼器3測出的圈數乘以外圈15上繞線槽的周長求得，縱坐標為磁感應強度，可由磁場探頭32直接測出。
[0033]本發明在使用時，先將夾頭4扣在電纜上，向右移動機構，至擋板23頂緊鋁管時鎖死夾頭4;將線繩12拉出，使拉環13勾到拉鉤33上;使用拉手27拉動懸掛走行機構6向左移動，至接近開關22報警。然后使用拉手27拉動懸掛走行機構6向右移動，記錄磁場探頭32和光電編碼器3采集的數據。測量結束后，解開拉環13與拉鉤33，使線繩12回復原位。
[0034]信號處理系統通過磁感應強度-位移曲線判斷接續管的內鋼管J2是否與外鋁管Jl對中，分為以下情況:
情況1:同一條輸電線路中，所有需要接續電纜的地方采用統一型號的接續管。先用本發明的檢測裝置測量一個標準接續管，標準接續管的外鋁管Jl和內鋼管J2對中，信號處理系統根據滑塊的位移和磁場探頭輸出的磁感應強度得到磁感應強度-位移標準曲線，且信號處理系統記錄該磁感應強度-位移標準曲線上波動出現的位置，波動出現的位置對應于內鋼管J2的起點位置。然后將本發明的檢測裝置安裝在待檢測的接續管上，信號處理系統實時獲取當前接續管的磁感應強度-位移曲線，并記錄當前磁感應強度-位移曲線上波動出現的位置，將當前磁感應強度-位移曲線上波動出現的位置與磁感應強度-位移標準曲線上波動出現的位置比對，用磁感應強度-位移標準曲線上波動出現的位置對應的位移減去當前磁感應強度-位移曲線上波動出現的位置對應的位移即可獲得當前接續管的內鋼管J2的偏移量。
[0035]情況2:同一條輸電線路中，采用的接續管的型號可能不同，即外鋁管Jl的長度可能不同。則使探頭組件的行程與外鋁管Jl的長度相同。使用本發明的檢測裝置測量完接續管的全程，信號處理系統輸出磁感應強度-位移曲線，判斷波動信號是不是在整個實測信號的中段，即可得知外招管Jl與內鋼管J2是否對中，以及外招管Jl與內鋼管J2的偏移量。
[0036]本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發明的保護范圍也及于本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。
【主權項】
1.一種電纜接續管內鋼管位置自動檢測裝置，其特征在于:檢測裝置包括安裝支架，用于夾緊電纜的夾頭，探頭組件和測量探頭組件位移的位移測量機構，以及信號處理系統;夾頭固定于安裝支架上，探頭的測量行程從接續管的任意一個端頭起始;位移測量機構由繩輪組件、線繩、懸掛走行機構和光電編碼器組成;繩輪組件由安裝板固定在安裝支架上，繩輪組件具有同軸設置的內圈和外圈，內圈與安裝板固定，內圈與外圈可轉動連接;外圈上設置繞線槽，線繩纏繞在繞線槽內，線繩一端與外圈固定，另一端與拉環固定，拉環與懸掛走行機構固定;懸掛走行機構具有滾輪和懸掛支架，滾輪通過銷軸與懸掛支架可拆卸式連接；探頭組件和拉環均固定在懸掛支架上，探頭組件主要由探頭安裝架和磁場探頭組成;探頭組件的位移和磁場探頭輸出的磁感應強度實時地輸入信號處理系統，信號處理系統輸出磁感應強度-位移曲線。2.如權利要求1所述的電纜接續管內鋼管位置自動檢測裝置，其特征在于:內圈與外圈之間設置卷彈簧，卷彈簧一端與內圈固定，另一端與外圈固定。3.如權利要求2所述的電纜接續管內鋼管位置自動檢測裝置，其特征在于:懸掛支架上設置拉手。4.如權利要求1-3之一所述的電纜接續管內鋼管位置自動檢測裝置，其特征在于:安裝支架上設置接近開關組件，接近開關組件由接近開關和定位擋板組成，定位擋板具有能夠抵緊接續管端頭的定位部，接近開關固定在定位擋板上。5.如權利要求4所述的電纜接續管內鋼管位置自動檢測裝置，其特征在于:探頭安裝架包括底板、導桿、彈簧和固定座，底板與滑臺固定，底板上均勻的固定多個導桿，每個導桿上套裝有彈簧，固定座上設置允許導桿穿過的通孔，每個導桿對應一個通孔;彈簧托持固定座，磁場探頭固定安裝在固定座上。6.如權利要求5所述的電纜接續管內鋼管位置自動檢測裝置，其特征在于:夾頭具有上半片箍板和下半片箍板，上半片箍板和下半片箍板均呈半片箍板狀，上半片箍板和下半片箍板一端鉸接、另一端分別設有翼板，兩個翼板通過螺紋副連接;下半片箍板的翼板上設置螺紋套，上半片箍板的翼板上穿設可自由轉動的螺桿，螺紋套與螺桿形成所述的螺紋副。7.如權利要求6所述的電纜接續管內鋼管位置自動檢測裝置，其特征在于:螺桿的頭部設置凸輪扳手，凸輪扳手與螺桿通過銷軸鉸接，凸輪扳手的凸輪面與上半片箍板的翼板接觸。
【文檔編號】G01B7/02GK105928450SQ201610341262
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月20日
【發明人】魏燕定, 陳立, 方升, 田埂
【申請人】浙江大學