一种用于输电导线的太阳能板供电装置及安装方法与流程

本技术涉及输电线路在线监测设备供电，尤其是涉及一种用于输电导线的太阳能板供电装置及安装方法。

背景技术：

1、架设在高空环境的输电线路通常需要安装在线监测装置、视频监控组件等日常运转设备，这些日常运转设备在野外环境下主要依赖太阳能供电设备提供电能。

2、现有的太阳能板供电装置在直接悬挂安装于输电导线时，由于结构设计多采用单侧固定架设或者刚性死锁连接，在遭遇高空阵风或者导线自身发生微风振动时，整体构架容易发生松动滑跑，严重时甚至会导致部件脱落。同时，传统的太阳能供电设备采用单侧单块太阳能板设计，受安装角度限制，仅能在特定时段接收光照，早晚、侧方光照利用率低，发电效率难以满足设备持续供电需求。

技术实现思路

1、为了改善现有技术中悬挂式供电设备光能利用率偏低、结构载荷分布不均以及高空环境下稳定性不足的缺陷，本技术提供一种用于输电导线的太阳能板供电装置及安装方法。

2、本技术提供的一种用于输电导线的太阳能板供电装置及安装方法采用如下的技术方案：

3、一种用于输电导线的太阳能板供电装置，包括导线抱箍机构、与所述导线抱箍机构连接并位于所述导线抱箍机构下方的支撑连接座、与所述支撑连接座一侧连接并倾斜设置的第一倾斜支撑机构、与所述支撑连接座另一侧连接并与所述第一倾斜支撑机构对应设置的第二倾斜支撑机构、分别与所述第一倾斜支撑机构和所述第二倾斜支撑机构下端连接的电池支撑座、与所述第一倾斜支撑机构连接并倾斜设置的第一太阳能板、与所述第二倾斜支撑机构连接并倾斜设置的第二太阳能板，以及与所述电池支撑座连接的电池箱机构；所述第一倾斜支撑机构、所述第二倾斜支撑机构和所述电池支撑座围设以形成三角形支撑腔，所述电池箱机构置于所述三角形支撑腔内并位于所述第一太阳能板和所述第二太阳能板中间位置。

4、通过采用上述技术方案，导线抱箍机构能够夹持在架空的输电导线外壁，将整体装置悬挂于输电导线正下方；第一太阳能板与第二太阳能板构成的对称双太阳能板结构能够从多个角度接收环境光照，降低由于单侧遮挡或者安装角度限制引起的光电转换功率不足的概率，提高不同时段的发电效率；通过第一倾斜支撑机构、第二倾斜支撑机构和电池支撑座共同围设形成三角形支撑腔，构成了稳定的几何承载框架，能够抵御外部风载荷。将配重电池箱机构置于三角形支撑腔内部，并且处于两侧太阳能板的中间位置，实现了整体装置的重心向下汇聚，利用重力下垂效应平衡两侧太阳能板受到的风阻力矩，防止供电装置发生翻转，确保了在线路振动环境下的结构稳固性。

5、优选的，所述导线抱箍机构包括相互配合的上抱箍和下抱箍，以及位于所述上抱箍和所述下抱箍侧端并用于连接所述上抱箍和所述下抱箍的抱箍紧固件，所述上抱箍和所述下抱箍围设形成用于夹持输电导线的导线夹持腔。

6、通过采用上述技术方案，利用上抱箍与下抱箍的对分式配合，能够在不破坏输电导线的情况下进行包覆装配，抱箍紧固件从两侧施加对向锁紧力，使导线夹持腔的内壁紧密贴合在输电导线外侧，提供轴向摩擦阻力，防止整体装置在输电导线上发生纵向滑跑。

7、优选的，多个所述上抱箍沿所述下抱箍的长度方向呈阵列设置。

8、通过采用上述技术方案，通过沿轴向分设多个上抱箍，能够将锁紧应力均匀地分散在输电导线的较长接触面上，避免了单点夹紧力过大对输电导线造成挤压变形或疲劳断股的损伤，延长了导线的使用寿命。

9、优选的，所述导线抱箍机构还包括分别与所述上抱箍和所述下抱箍内侧壁连接并设于所述导线夹持腔内的防滑橡胶垫。

10、通过采用上述技术方案，防滑橡胶垫不仅增加了夹持面与导线之间的摩擦系数，进一步增强了抗滑移性能，同时橡胶材料的柔弹性能够提供减振阻尼层，吸收并缓冲由输电导线传导而来的微风振动与交变应力，保护内部的蓄电池及接插件不因长期高频震动而发生松动。

11、优选的，所述支撑连接座结构包括与所述下抱箍连接的固定连接座、与所述固定连接座固定连接的升降驱动组件、套设于所述升降驱动组件周侧并与所述固定连接座连接的转动连接座，以及设于所述升降驱动组件与所述转动连接座之间的联动转向组件；所述第一倾斜支撑机构和所述第二倾斜支撑机构的上端分别与所述转动连接座两侧边缘铰接；所述电池支撑座的两侧边缘分别与所述第一倾斜支撑机构和所述第二倾斜支撑机构滑动连接；所述升降驱动组件的输出端与所述电池箱机构上侧壁固定连接，所述升降驱动组件用于驱动所述电池箱机构和所述电池支撑座沿竖直方向移动，所述电池支撑座带动所述第一倾斜支撑机构和所述第二倾斜支撑机构同步摆动，以调节所述第一倾斜支撑机构和所述第二倾斜支撑机构的倾斜角度；当所述升降驱动组件驱动所述电池箱机构升降时，所述联动转向组件带动所述转动连接座转动，以同步调节所述第一太阳能板和所述第二太阳能板的朝向角度。

12、通过采用上述技术方案，当升降驱动组件驱动电池箱机构以及连接的电池支撑座进行上下直线移动时，通过滑动连接与铰接配合的联动关系，迫使第一倾斜支撑机构和第二倾斜支撑机构在侧向发生同步张开或闭合摆动，实现俯仰倾斜角度的自适应改变。升降驱动组件的直线升降运动还通过联动转向组件被复用转换为转动连接座的周向转动，从而带动两侧太阳能板围绕垂直轴线旋转以调节方位朝向角度。本技术单驱动实现双轴联动的构型，减少了多电机系统的设置，减轻了高空悬挂载荷，提升了运行稳定性。

13、优选的，所述第一倾斜支撑机构和所述第二倾斜支撑机构均包括倾斜支撑框体，以及与所述倾斜支撑框体内侧壁连接并沿靠近所述电池箱机构方向翻折的导向加强筋，所述导向加强筋沿所述倾斜支撑框体的宽度方向延伸设置，所述导向加强筋上设有沿所述导向加强筋长度方向设置的导向条形通孔，所述电池支撑座的端部活动插设于所述导向条形通孔内。

14、通过采用上述技术方案，向内侧翻折的导向加强筋不仅增强了倾斜支撑框体应对横向风载荷的机械刚度，而且利用导向加强筋表面开设的导向条形通孔，直接为电池支撑座的升降位移提供了滑行约束轨道。通过活动插设的配合关系，确保了在角度调节过程中传动受力的平稳顺畅，防止发生歪斜卡滞。

15、优选的，所述第一倾斜支撑机构和所述第二倾斜支撑机构还包括分别与所述倾斜支撑框体下端连接并用于支撑所述第一太阳能板和所述第二太阳能板的支撑凸沿。

16、通过采用上述技术方案，支撑凸沿在倾斜支撑框体的最下端构造出一个刚性的承托台阶，直接承担了第一太阳能板与第二太阳能板由于自身重力或表面积雪、结冰而产生的向下滑移剪切力，确保太阳能面板在长期的野外恶劣气候环境下依然能够稳固附着，避免从支撑框体上脱落。

17、优选的，所述电池支撑座包括与所述电池箱机构固定连接的电池支撑框、分别与所述电池支撑框两侧连接的支撑臂、与所述支撑臂端部连接并活动插设于所述导向条形通孔内的滑动导向杆，以及与所述滑动导向杆端部连接并位于所述导向加强筋外侧的限位防脱凸沿。

18、通过采用上述技术方案，通过固定于电池箱机构的电池支撑框和向两侧延伸的支撑臂，将驱动力平稳传递至外围轨道。滑动导向杆在导向条形通孔中做低阻力的滑行，而位于导向加强筋外侧的限位防脱凸沿则形成了横向物理止挡，锁定两侧框架的横向相对位置，防止整体框架在强风引起的剧烈晃动中发生横向解体或脱轨。

19、优选的，所述转动连接座套设于所述升降驱动组件周侧并分别与所述固定连接座和所述升降驱动组件转动连接；所述升降驱动组件包括驱动部件本体，以及分别与所述驱动部件本体输出端和所述电池箱机构连接的升降伸缩杆，所述升降伸缩杆外侧壁上设有沿所述升降伸缩杆长度方向延伸的螺旋导向槽；所述联动转向组件包括与所述转动连接座下侧壁固定连接并沿所述升降驱动组件周侧呈阵列设置的转动支撑杆、与所述转动支撑杆下端连接并套设于所述升降伸缩杆周侧的转动拨动板，以及与所述转动拨动板连接并插设于所述螺旋导向槽内的滑动拨动凸沿；所述转动拨动板上设有避让通孔，所述升降伸缩杆活动插设于所述避让通孔内，所述滑动拨动凸沿与所述避让通孔的内侧壁连接。

20、通过采用上述技术方案，将转动连接座和驱动部件本体进行同轴嵌套布置；升降伸缩杆在进行轴向伸缩直线位移时，升降伸缩杆表面的螺旋导向槽同步上下移动，由于插设在螺旋导向槽内的滑动拨动凸沿受到螺旋线的侧向约束，迫使转动拨动板及转动支撑杆产生绕轴线的周向扭转力矩，从而驱动转动连接座实现水平寻光旋转；本技术转换过程通过刚性机械构型的凸轮副引导，传动直接且稳定，将直线运动和旋转运动结合。

21、一种用于输电导线的太阳能板供电装置的安装方法，应用于所述的一种用于输电导线的太阳能板供电装置，包括如下步骤：

22、s1、将所述导线抱箍机构安装于输电导线外侧，并通过紧固件将所述导线抱箍机构锁紧于输电导线上；

23、s2、将所述支撑连接座固定于所述导线抱箍机构下方；

24、s3、将所述第一倾斜支撑机构和所述第二倾斜支撑机构分别连接于所述支撑连接座两侧，使所述第一倾斜支撑机构和所述第二倾斜支撑机构向下倾斜延伸；

25、s4、将所述电池支撑座连接于所述第一倾斜支撑机构和所述第二倾斜支撑机构的下端，使所述第一倾斜支撑机构、所述第二倾斜支撑机构和所述电池支撑座共同形成所述三角形支撑腔；

26、s5、将所述电池箱机构与所述支撑连接座连接并置于所述三角形支撑腔内；

27、s6、将所述第一太阳能板安装于所述第一倾斜支撑机构上，将所述第二太阳能板安装于所述第二倾斜支撑机构上，使所述第一太阳能板和所述第二太阳能板分别位于所述电池箱机构两侧；

28、s7、将所述第一太阳能板、所述第二太阳能板与所述电池箱机构电连接。

29、通过采用上述技术方案，本技术提供的安装方法能够实现太阳能板供电装置的快速组装与稳定安装，使各部件形成稳定的三角支撑结构，提高装置整体安装强度和抗振稳定性；同时，通过将电池箱机构设置于三角形支撑腔内，并使双侧太阳能板对称布置，有利于提高空间利用率、受光效率及供电稳定性，便于现场安装和后期维护。

30、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

31、1.一种用于输电导线的太阳能板供电装置，导线抱箍机构能够将整体装置稳定安装于架空输电导线上；两侧对称设置的第一太阳能板和第二太阳能板能够提高多角度受光率，提升发电效率；第一倾斜支撑机构、第二倾斜支撑机构与电池支撑座共同形成三角形支撑结构，不仅确保了整体结构强度，还提高了抗风性能；电池箱机构设置于三角形支撑腔内并位于整体重心下方，利用重力恢复力矩提高装置的自稳定能力，减小了风载及导线振动引起的姿态偏移，从而提高供电装置在输电线路环境中的运行可靠性；

32、2.一种用于输电导线的太阳能板供电装置，采用由单一的升降驱动组件作为驱动源，配合螺旋导向槽与滑动拨动凸沿组成的联动传动副，将单一的垂直直线升降运动复用转换为第一倾斜支撑机构、第二倾斜支撑机构的俯仰角张合摆动，以及转动连接座的水平周向寻光旋转，实现了单一电机对双轴集光面板的角度动态调节，降低了装置的总载荷重量与部件故障率；

33、3.一种用于输电导线的太阳能板供电装置的安装方法，能够实现太阳能板供电装置的快速组装与稳定安装，使各部件形成稳定的三角支撑结构，提高装置整体安装强度和抗振稳定性；同时，通过将电池箱机构设置于三角形支撑腔内，并使双侧太阳能板对称布置，有利于提高空间利用率、受光效率及供电稳定性，便于现场安装和后期维护。