一种跨海大桥随桥电缆接头安装环境控制设备的制作方法

1.本实用新型涉及电缆安装施工设备领域，尤其涉及一种跨海大桥随桥电缆接头安装环境控制设备。


背景技术：

2.对于长距离高压电缆，中间接头的安装必不可少，由于电缆中间接头涉及电场控制、界面处理、散热、老化等诸多问题，在电缆整体运行中属于薄弱环节。因此，对安装过程的控制也较为严格，尤其是110kv以上电压等级的电缆。接头安装时环境不符合要求是导致电缆接头事故的主要原因，例如，在安装时有水分和小杂质附在电缆绝缘表面，在电缆运行时，容易导致电缆主绝缘放电。
3.由于跨海大桥上作业环境复杂，海风伴随着高湿、重盐雾的水气且昼夜温差变化大，所以一年中适合跨海大桥输电施工的时间不多，严重影响工期。有些专利提出了电缆接头工作环境控制设备，但是这些系统尺寸较大，无法通过桥架狭长的缝隙，或者组装时间较长，对需要多点间隔连续焊接的电缆接头作业而言效率太低，或用于常规多尘环境，不适用海上环境。研发一套可在跨海大桥狭小钢平台中快速组装、转移的环境控制设备，控制跨海大桥上的电缆接头施工环境，不但可以极大的提高电缆接头环境质量，满足工艺指标，还可以大幅提高可作业时间，保证工程进度。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种跨海大桥随桥电缆接头安装环境控制设备，以加快作业速度，缩短作业时间为目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。
5.一种跨海大桥随桥电缆接头安装环境控制设备，包括在待处理电缆上方行驶的电动牵引车装置、用于实现密封环境的可移动的密封舱装置和用于实现温度、湿度、空气质量、照度监控的环境控制装置，所述的电动牵引车装置与密封舱装置可脱卸连接，所述的环境控制装置设于密封舱装置内，所述的环境控制装置通过无线连接到用于可视化监管的远程管理装置。通过可在待处理电缆上方行驶的电动牵引车装置可实现对密封舱装置的牵引移动，方便布置到作业区域，通过在密封舱装置内实现温度、湿度、空气质量、照度的可调监控，可有效实现电缆接头作业的理想作业环境，设备集成度高，可以做成较小空间占用，便于通过跨海大桥桥架狭长的缝隙，方便移动和多点间隔布置，实现多点间隔连续焊接的电缆接头作业的同时进行，可有效提升电缆接头作业速度，缩短作业时间。
6.作为优选技术手段：所述的密封舱装置包括方框底座、一体式充气密封舱、移动轮组、电缆接头安装设备放置平台、环境控制设备放置平台、设备外机放置平台、配电柜和控制柜，所述的移动轮组设于方框底座的左右两侧的底部，所述的电缆接头安装设备放置平台和环境控制设备放置平台分别设于方框底座的左右两侧，所述的设备外机放置平台设于环境控制设备放置平台的下方，所述的配电柜设于电缆接头安装设备放置平台的前端，所
述的控制柜设于环境控制设备放置平台的前端，所述的方框底座的左右两侧的上端设有矩形卡槽栏，所述的一体式充气密封舱通过矩形卡槽栏与方框底座连接，所述的电缆接头安装设备放置平台、环境控制设备放置平台、配电柜和控制柜均位于一体式充气密封舱内。有效实现密封舱装置结构。
7.作为优选技术手段：所述的配电柜输入电压为380v交流电，输入线路在进入塑壳断路器前先并联到电缆接头安装设备放置平台的后端，作为下段密封舱2的输入电源，输入线路在经过塑壳断路器后转成多路 380v和220v交流电线路以供作业设备与控制设备使用，380v和220v交流电采用不同的插座，避免误操作。实现作业所需的电源接入。
8.作为优选技术手段：所述的电动牵引车装置采用电动平板车，电动平板车中间底部的离地高度≥20cm，大于电动平板车下方的电缆直径，方框底座的悬空高度≥50cm用于走线，电动平板车高度小于方框底座的悬空高度，可从方框底座下通过。便于走线和电动平板车的移动通过，便于多点布置作业设备。
9.作为优选技术手段：所述的电动平板车的车架四周设有防撞条；所述的电动平板车的上表面的四角设有吊装环；电动平板车上表面中间设有一个可开合的配重舱；电动平板车后部和密封舱装置的前部设有用于可脱卸连接的互连装置。防撞条的设置避免安装及运行时碰撞引起对设备的冲击损伤，提升安全性，吊装环安装长度可调的吊带，用于将该车从桥面缝隙中搬运至工作区域，通过配重舱增加配重，在倾斜桥面增加摩擦力，提高牵引动力输出，互连装置实现电动平板车后部和密封舱装置的连接和实现密封舱装置的级联，实现对密封舱装置的移动牵引，有效实现电动平板车的作业能力。
10.作为优选技术手段：所述的方框底座的左右两外侧的角部设有4个挂钩孔，所述的一体式充气舱壁舱的舱顶的左右两外侧设有4个固定环， 4个固定环的位置与4个挂钩孔的位置一一对应，挂钩孔与固定环之间通过缆绳连接。4个挂钩孔用于吊放底座时使用，也能保证一体式充气舱壁能更好的固定在方框底座上。
11.作为优选技术手段：所述的一体式充气密封舱采用采用21od牛津布材料，一体式充气密封舱的前端和后端均安装自黏式绑带。材料牢固可靠，自黏式绑带的设置便于拼接下段密封舱的一体式充气密封舱，也可安装pvc软塑料门帘形成密闭空间。
12.作为优选技术手段：所述的环境控制装置包括温度监控模块、湿度监控模块、空气质量监控模块、声光报警器、照度监控模块、plc和人机交互面板，所述的温度监控模块包括温度传感器、空调内机和空调外机，所述的温度传感器设于一体式充气密封舱内部，所述的空调内机设于环境控制设备放置平台上，所述的空调外机设于设备外机放置平台上；所述的湿度监控模块包括湿度传感器和内循环除湿机，所述的湿度传感器设于一体式充气密封舱内部，所述的内循环除湿机设于环境控制设备放置平台上；所述的空气质量监控模块包括空气过滤器、空气质量传感器和空气过滤风机，所述的空气过滤器设于设备外机放置平台上，所述的空气质量传感器包括甲烷ch4、一氧化碳co、硫化氢h2s、细颗粒物pm2.5、氧气o2检测传感器，设于密封舱内部，所述的空气过滤风机设于环境控制设备放置平台上，所述的空气过滤风机与空气过滤器通过法兰口连接；所述的照度监控模块包括照度传感器、调光控制器和多个可调照明灯，所述的照度传感器设于密封舱内部，所述的调光控制器设于控制柜内，所述的温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、照度传感器、声光报警器和人机交互面板均与plc连接，所述的plc通过继电器与空调、内循环除湿机、空气过滤风机连接
以实现启停控制，所述的plc通过无线通讯模块与远程管理装置连接，所述的plc、继电器、和无线通讯模块均设于控制柜内部，所述的人机交互面板和声光报警器设于控制柜门上，所述的控制柜内的电源接入端设有断路器。有效实现作业环境的监测和控制。
13.作为优选技术手段：所述的温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、照度传感器采用传感器组的方式多组多点布置于一体式充气密封舱内部的环境控制设备放置平台边侧、中间作业区域处和电缆接头安装设备放置平台边侧，且均设于可移动的支架上。通过分布于不同位置的多组多点方式，可有效实现空气质量的监测。
14.作为优选技术手段：所述的空气过滤器采用多层结构，包括固体颗粒过滤层、水气分离层和盐雾过滤层，所述的固体颗粒过滤层采用多层无纺布滤网，所述的滤网采用插卡形式设于固体颗粒过滤器最外层，所述水气分离层采用多层百叶窗结构，通过外循环除湿冷凝机进行冷却，外循环除湿冷凝机设于外挂设备安装平台上，百叶窗结构的下端设有用于把冷凝水排放到外界的单向导流管道，所述的盐雾过滤层采用粗效、中效、高效三层纤维过滤器，所述的纤维过滤器采用憎水性强的纤维滤纸，所述的固体颗粒过滤层、水气分离层和盐雾过滤层均采用插卡固定方式，更换滤芯时，通过蝴蝶螺母拧松固定夹层，更换虑层后再拧紧蝴蝶螺母使过滤通道密封。能有效实现空气过滤，插卡固定方式，维护更换方便。
15.作为优选技术手段：所述的移动轮组采用带刹车的万向轮。便于密封舱装置的移动和作业时的位置固定。
16.作为优选技术手段：所述的互连装置采用单轴连接装置，包括插销和插孔板座，所述的方框底座前端的插孔板座位于方框底座的底座横杆的上表面，两个密封舱装置级联时，后级的密封舱装置的插孔板座位于前级的方框底座的上面，并通过插销固定。结构简单，在密封舱装置级联过程中，插孔板座不会与前段密封舱接触。
17.作为优选技术手段：所述的矩形卡槽栏采用栅格结构，且采用分段安装结构，矩形卡槽栏通过沉头螺丝固定在方框底座上。采用栅格结构，在保证结构强度的同时减轻重量，通过沉头螺丝固定，连接拆卸方便。
18.有益效果：本设备可方便地实现在待处理电缆上方行驶移动和布置，通过在密封舱装置内实现温度、湿度、空气质量、照度的可调监控，可有效实现电缆接头作业的理想作业环境，设备集成度高，可以做成较小空间占用，便于通过跨海大桥桥架狭长的缝隙，方便移动和多点间隔布置，实现多点间隔连续焊接的电缆接头作业的同时进行，可有效提升电缆接头作业速度，缩短作业时间。
附图说明
19.图1是本实用新型结构示意图。
20.图2是本实用新型中电动平板车结构示意图。
21.图3是本实用新型去除一体式充气密封舱后的密封舱装置示意图。
22.图4是本实用新型环境控制装置布置示意图。
23.图中：1、电动平板车；2、密封舱装置；3、环境控制装置；101、吊装环；102、配重舱；201、方框底座；202、一体式充气密封舱；203、移动轮组；204、电缆接头安装设备放置平台；205、环境控制设备放置平台；206、设备外机放置平台；207、配电柜；208、控制柜；209、矩形卡槽栏；210、挂钩孔；211、固定环；212、插孔板座；213、插销； 301、空调内机；302、空调外
机；303、内循环除湿机；304、外循环除湿冷凝机；305、空气过滤风机；306、固体颗粒过滤层；307、水气分离层；308、盐雾过滤层；309、传感器组。
具体实施方式
24.以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。
25.如图1-4所示，一种跨海大桥随桥电缆接头安装环境控制设备，包括在待处理电缆上方行驶的电动牵引车装置、用于实现密封环境的可移动的密封舱装置2和用于实现温度、湿度、空气质量、照度监控的环境控制装置3，电动牵引车装置与密封舱装置2可脱卸连接，环境控制装置 3设于密封舱装置2内，环境控制装置3通过无线连接到用于可视化监管的远程管理装置。
26.为了实现密封舱装置2结构，密封舱装置2包括方框底座201、一体式充气密封舱202、移动轮组203、电缆接头安装设备放置平台204、环境控制设备放置平台205、设备外机放置平台206、配电柜207和控制柜208，移动轮组203设于方框底座201的左右两侧的底部，电缆接头安装设备放置平台204和环境控制设备放置平台205分别设于方框底座201 的左右两侧，设备外机放置平台206设于环境控制设备放置平台205的下方，配电柜207设于电缆接头安装设备放置平台204的前端，控制柜 208设于环境控制设备放置平台205的前端，方框底座201的左右两侧的上端设有矩形卡槽栏209，一体式充气密封舱202通过矩形卡槽栏209与方框底座201连接，电缆接头安装设备放置平台204、环境控制设备放置平台205、配电柜207和控制柜208均位于一体式充气密封舱202内。有效实现密封舱装置2结构。
27.为了实现作业所需的电源接入，配电柜207输入电压为380v交流电，输入线路在进入塑壳断路器前先并联到电缆接头安装设备放置平台 204的后端，作为下段密封舱2的输入电源，输入线路在经过塑壳断路器后转成多路380v和220v交流电线路以供作业设备与控制设备使用，380v 和220v交流电采用不同的插座，避免误操作。实现作业所需的电源接入。
28.为了方便走线和电动平板车1的移动通过，电动牵引车装置采用电动平板车1，电动平板车1中间底部的离地高度20厘米，大于电动平板车1下方的电缆直径，方便在电缆上面行走移动，方框底座201的悬空高度为50cm用于走线，电动平板车1高度小于方框底座201的悬空高度，可从方框底座201下通过。便于走线和电动平板车1的移动通过，便于多点布置作业设备。
29.为了实现电动平板车1的作业能力，电动平板车1的车架四周设有防撞条；电动平板车1的上表面的四角设有吊装环101；电动平板车1上表面中间设有一个可开合的配重舱102；电动平板车1后部和密封舱装置 2的前部设有用于可脱卸连接的互连装置。防撞条的设置避免安装及运行时碰撞引起对设备的冲击损伤，提升安全性，吊装环101安装长度可调的吊带，用于将该车从桥面缝隙中搬运至工作区域，通过配重舱102增加配重，在倾斜桥面增加摩擦力，提高牵引动力输出，互连装置实现电动平板车1后部和密封舱装置2的连接和实现密封舱装置2的级联，实现对密封舱装置2的移动牵引，有效实现电动平板车1的作业能力。
30.为了使一体式充气舱壁能更好的固定在方框底座201上，方框底座 201的左右两外侧的角部设有4个挂钩孔210，一体式充气舱壁舱的舱顶的左右两外侧设有4个固定环211，4个固定环211的位置与4个挂钩孔 210的位置一一对应，挂钩孔210与固定环211之间
通过缆绳连接。4个挂钩孔210用于吊放底座时使用，也能保证一体式充气舱壁能更好的固定在方框底座201上。
31.为了便于拼接下段密封舱，一体式充气密封舱202的前端和后端均安装自黏式绑带，本实例中，一体式充气密封舱202采用采用21od牛津布材料。材料牢固可靠，自黏式绑带的设置便于拼接下段密封舱的一体式充气密封舱202，也可安装pvc软塑料门帘形成密闭空间。
32.为了实现作业环境的监测和控制，环境控制装置3包括温度监控模块、湿度监控模块、空气质量监控模块、声光报警器、照度监控模块、 plc和人机交互面板，温度监控模块包括温度传感器、空调内机301和空调外机302，温度传感器设于一体式充气密封舱202内部，空调内机301 设于环境控制设备放置平台205上，空调外机302设于设备外机放置平台206上；湿度监控模块包括湿度传感器和内循环除湿机303，湿度传感器设于一体式充气密封舱202内部，内循环除湿机303设于环境控制设备放置平台205上；空气质量监控模块包括空气过滤器、空气质量传感器和空气过滤风机305，空气过滤器设于设备外机放置平台206上，空气质量传感器包括甲烷ch4、一氧化碳co、硫化氢h2s、细颗粒物pm2.5、氧气o2检测传感器，设于密封舱内部，空气过滤风机305设于环境控制设备放置平台205上，空气过滤风机305与空气过滤器通过法兰口连接；照度监控模块包括照度传感器、调光控制器和多个可调照明灯，照度传感器设于密封舱内部，调光控制器设于控制柜208内，温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、照度传感器、声光报警器和人机交互面板均与plc连接，plc通过继电器与空调、内循环除湿机303、空气过滤风机305连接以实现启停控制，plc通过无线通讯模块与远程管理装置连接， plc、继电器、和无线通讯模块均设于控制柜208内部，人机交互面板和声光报警器设于控制柜208门上，控制柜208内的电源接入端设有断路器。有效实现作业环境的监测和控制。
33.为了更好地实现空气质量的监测，温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、照度传感器采用传感器组309的方式多组多点布置于一体式充气密封舱202内部的环境控制设备放置平台205边侧、中间作业区域处和电缆接头安装设备放置平台204边侧，且均设于可移动的支架上。通过分布于不同位置的多组多点方式，可更好地实现空气质量的监测。
34.为了有效实现空气过滤，空气过滤器采用多层结构，包括固体颗粒过滤层306、水气分离层307和盐雾过滤层308，固体颗粒过滤层306采用多层无纺布滤网，滤网采用插卡形式设于固体颗粒过滤器最外层，水气分离层307采用多层百叶窗结构，通过外循环除湿冷凝机304进行冷却，外循环除湿冷凝机304设于外挂设备安装平台上，外循环除湿冷凝机304由集中控制模块控制继电器动作自动启动，通过风冷换热降低百叶窗结构的水气分离层307的温度，使水分在百叶窗上凝结成水滴留在密封舱外，百叶窗结构的下端设有用于把冷凝水排放到外界的单向导流管道，盐雾过滤层308采用粗效、中效、高效三层纤维过滤器，纤维过滤器采用憎水性强的纤维滤纸，固体颗粒过滤层306、水气分离层307和盐雾过滤层308均采用插卡固定方式，更换滤芯时，通过蝴蝶螺母拧松固定夹层，更换虑层后再拧紧蝴蝶螺母使过滤通道密封。能有效实现空气过滤，插卡固定方式，维护更换方便。
35.为了实现作业时的位置固定，移动轮组203采用带刹车的万向轮。便于密封舱装置2的移动和作业时的位置固定。
36.为了方便连接，互连装置采用单轴连接装置，包括插销213和插孔板座212，方框底
座201前端的插孔板座212位于方框底座201的底座横杆的上表面，两个密封舱装置2级联时，后级的密封舱装置2的插孔板座212位于前级的方框底座201的上面，并通过插销213固定。结构简单，在密封舱装置2级联过程中，插孔板座212不会与前段密封舱接触。
37.为了在保证结构强度的同时减轻重量，矩形卡槽栏209采用栅格结构，且采用分段安装结构，矩形卡槽栏209通过沉头螺丝固定在方框底座201上。采用栅格结构，在保证结构强度的同时减轻重量，通过沉头螺丝固定，连接拆卸方便。
38.本实例中，人机面板进行各设备启停参数，温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、照度传感器、人机面板均采用rs485通信总线、 modbus-rtu通信协议与plc通讯，plc监测传感器数据，输出报警信号，人机面板显示各传感器实时数据与设备运行状态，控制设备启停，plc通过网口与无线通讯模块连接，通过网络将实时传感器数据与设备运行状态发送到远程管理装置，本实例中，无线通讯模块采用4g无线路由器模组，远程管理装置采用计算机，接收plc上传数据并实时显示，以便管理部门监控施工现场状况。
39.本实例中，方框底座201的前端和后端预留pvc软塑料门帘安装架，便于安装门帘以实现方框底座201前后端与外界空气的隔离。
40.本实例中，设备中空调、除湿器根据实时检测数据由plc控制继电器实现设备上电与断电，并通过rs485总线控制工作模式，风机与冷凝器由plc控制继电器自动启动并保持运行状态。
41.本实例中，设备外机放置平台206靠近方框底座201中心的一侧、上表面、下表面密封，另外三面无遮挡，设备外机放置平台206框架和底部用角铁支撑。
42.本实例中，作业时，内循环除湿机303控制湿度到70％以下。
43.设备安装作业过程如下：
44.s1将设备各部分部件吊装到作业区域附近；
45.s2将方框底座201有单轴连接装置的一头朝向后续作业区域进行放置，将矩形卡槽栏209用沉头螺丝固定到方框底座201上；
46.s3将一体式充气密封舱202充气5分钟，至能展开形状且有一定支撑能力；
47.s4将一体式充气密封舱202嵌入到矩形卡槽中；
48.s5将一体式充气密封舱202充满气；
49.s6将一体式充气密封舱202上的固定环211和方框底座201上的挂钩孔210用绳缆连接，完成一体式充气密封舱202在方框底座201上的固定安装；
50.s7将移动轮组203安装到方框底座201底部，并锁紧刹车结构；
51.s8将电缆接头安装设备放置平台204、环境控制设备放置平台205、设备外机放置平台206安装到方框底座201上；
52.s9配电柜207、控制柜208安装到方框底座201上；
53.s10将分线后的插座通过航控插头连接到配电柜207上；
54.s11将空调内机301、内循环除湿机303、空气过滤风机305安装到环境控制设备放置平台205上；
55.s12将空调外机302、外循环除湿冷凝机304、固体颗粒空气过滤层、水气分离层307、盐雾过滤层308安装到设备外机放置平台206上；
56.s13将空调内机301、空调外机302的管路通过法兰固定在环境控制设备放置平台
205上，将空调内机301的rs485控制线通过2芯航控插头连接到控制柜208上；
57.s14将外循环除湿冷凝机304的出水管路通过法兰固定在环境控制设备放置平台205上，将外循环除湿冷凝机304的出风口连接到水气分离层307上，将外循环除湿冷凝机304的启停控制信号线通过2芯航控插头连接到控制柜208上；
58.s15将空气过滤风机305的管路通过法兰固定在环境控制设备放置平台205上，将空气过滤风机305的启停控制信号线通过2芯航控插头连接到控制柜208上；
59.s16将各传感器通过16芯航控插头连接到控制柜208上；
60.s17完成上述密封舱单元搭建后，根据实际作业空间需求，再以相同步骤完成其余密封舱单元的搭建；
61.s18将电动平板车1的单轴连接装置与方框底座201的单轴连接装置连接，打开电动平板车1的配重舱102，放入沙袋，通过遥控器控制电动平板车1将密封舱装置2拖运至作业区域；
62.s19控制电动平板车1从已到位密封舱装置2底部通过，逐个将其余密封舱装置2拖运至作业区域；
63.s20在方框底座201底部铺设密封胶膜，并需在密封胶膜上面铺防火垫，将电缆置于防火垫上；
64.s21最外侧的两个密封舱装置2通过自黏式绑带安装pvc软塑料门帘，密封舱之间用自黏式绑带进行拼接；
65.s22在电缆接头安装设备放置平台204安装线缆接头安装的所需设备；
66.s23给密封舱装置2的配电柜207上电，给控制柜208上电，给电缆接头安装设备放置平台204的设备上电，给环境控制设备放置平台205 的设备上电，给设备外机放置平台206的设备上电，各传感器模块上电；
67.s24启动plc，自启动外循环除湿冷凝机304、空气过滤风机305，设定密封舱内温度、湿度、照度期望值，plc采集传感器数据后自动控制空调、内循环除湿机303、调光控制器工作；
68.s25plc定时将传感器数据、设备运行状态数据打包通过4g无线路由器模组发送到指定ip、端口的远程管理装置上；
69.s26远程管理装置接收数据后按协议解析数据，将数据进行可视化处理，显示在控制屏幕上。
70.通过可在待处理电缆上方行驶的电动平板车可实现对密封舱装置2 的牵引移动，方便布置到作业区域，通过在密封舱装置2内实现温度、湿度、空气质量、照度的可调监控，可有效实现电缆接头作业的理想作业环境，设备集成度高，可以做成较小空间占用，便于通过跨海大桥桥架狭长的缝隙，方便移动和多点间隔布置，实现多点间隔连续焊接的电缆接头作业的同时进行，可有效提升电缆接头作业速度，缩短作业时间。
71.本实例中，plc将作业环境参数、空气质量参数与报警阈值对比，如果当前环境参数不适合作业，则触发声光设备报警。
72.本实例中，plc对温度控制采用pid控制算法；plc对湿度控制采用 bang-bang控制策略；plc对照度控制采用模糊控制算法。
73.本实例中，空气过滤风机305在上电后由plc控制继电器动作自动启动，通过空气
过滤风机305在过滤器通道抽负压，将外界空气引入密封舱内。新风量不小于50立方米/小时。
74.以上图1-4所示的一种跨海大桥随桥电缆接头安装环境控制设备是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型的实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。