极寒条件下户外充油电缆终端安装施工装备的制作方法

1.本发明属于电缆安装技术领域，尤其涉及一种极寒条件下户外充油电缆终端安装施工装备。


背景技术：

2.户外充油电缆终端是高压输变线路中的关键附件，在寒冷天气下，国内连续发生多起高压电缆终端故障，严重影响电网运行安全。为此，本发明的申请人设计了充油电缆终端主绝缘-应力锥界面绝缘等效实验装置，分别测试了10℃及-30℃下硅橡胶/xlpe界面涂覆硅油对局部放电活动的影响，并基于微观观测及电场仿真手段对故障机理进行探究。结果表明：在10℃下，界面涂覆硅油可以有效改善电缆终端界面相容性，增强界面绝缘强度，无缺陷及存在划痕缺陷时，局部放电起始电压相较未涂覆硅油时分别提高约17.2%和200%；然而，在-30℃下，硅油存在凝固收缩效应，导致气隙的产生或固有缺陷再次暴露，局放起始电压显著降低，甚至略低于未涂覆硅油状态。电场仿真结果表明极寒环境下最大场强畸变值达6.26 kv/mm，已超过空气的电气强度，极易引发放电击穿。实验表明：通常充油电缆的敷设环境温度:≥0℃，在极寒的条件下充油电缆的敷设难度很大。（1）在10℃下，界面涂覆硅油可以有效改善电缆终端界面相容性，改善界面处场强分布，绝缘界面无缺陷及存在人为划痕缺陷时，局放起始电压分别提高14.7%和66.7%；在-30℃下，界面涂覆硅油组均出现pdiv下降、放电幅值及放电重复率增加，而未涂覆硅油对照组均无明显变化，进一步证明硅油低温相变是导致硅橡胶/xlpe界面局放加强的主要原因。（2）硅油在极寒下会发生明显的凝固收缩现象，造成界面固有缺陷再次暴露；温度上升硅油融化，可填补因硅油凝固收缩暴露的气隙缺陷，但并不能完全恢复至凝固前的良好状态，产生潜伏缺陷，同时结合电场仿真结果表明极寒环境下硅油凝固时，最大场强畸变值达6.48 kv/mm，融化后最大畸变场强下降至4.3 kv/mm，但仍高于空气的电气强度，易出现局部放电造成的绝缘油劣化或整体失效等故障。（3）低温下硅油物理形态发生变化造成应力锥-电缆绝缘界面产生气隙缺陷或固有缺陷再次暴露，是导致冬季户外电缆充油终端发生击穿故障的主要原因。详见中图分类号：tm247 文献标志码：a 文章编号：1009-9239（xxxx）xx-0001-07宋鹏先等《极寒环境下户外充油电缆终端故障机理研究》。
3.目前，在极寒的条件下户外充油电缆终端可以通过施工设备进行安装。但是户外充油电缆终端的安装施工设备存在的缺陷是对控制处不能进行加热处理、对操控处无法进行保温防护，导致安装的充油电缆终端的硅油在极寒下会发生明显的凝固收缩现象，造成主绝缘与应力锥界面固有缺陷再次暴露，畸变电场分布，从而引发局部放电，出现局部放电造成的绝缘油劣化或整体失效等故障。
4.因此，充油电缆终端施工亟待开发一种适用于极寒条件下，可以对操控处的充油电缆终端及应力锥界面加热处理和保温防护的户外充油电缆终端安装设备。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种极寒条件下户外充油电缆终端安装施工装备，可以在挖掘机操控部位进行加热处理及保温防护，并结合“高压电缆本体与应力控制锥对接安装装置”，实现对充油电缆终端及应力锥界面的保温防护施工。
6.本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种极寒条件下户外充油电缆终端安装施工装备，包括加热保温防护箱机构，所述加热保温防护箱机构包括主罩体、加热吹风机构和温度传感器，所述加热吹风机构包括保温箱、加热管、连通筒和进风机，所述保温箱腔内后侧壁固接有进风机，保温箱腔内前侧壁固接有加热管，保温箱腔上固接有连通筒，所述连通筒对应加热管位置设置，并与保温箱内腔连通，所述加热吹风机构与主罩体的后侧壁固接，主罩体内壁固接有温度传感器，所述温度传感器与plc连接。
7.进一步地，所述保温箱内壁上设有保温棉层。
8.进一步地，所述连通筒内螺栓安装有控制板。
9.进一步地，所述主罩体内壁依次设有防水层、纤维棉层和保温层防水层，构成保温防护结构。
10.进一步地，所述主罩体上部左侧位置销接有活动盖。
11.有益效果：与现有技术相比，本发明可以在极寒条件下户外安装充油电缆终端时，结合挖掘机的操控部位上的行加热处理及保温防护，结合“高压电缆本体与应力控制锥对接安装装置”安装电缆和应力锥。
附图说明
12.图1是本发明的结构示意图；图2是挖斗震动头结构的结构示意图；图3是震动破碎柱结构的结构示意图；图4是保温加热防护箱结构的结构示意图；（摘要附图）图5是加热吹风壳结构的结构示意图 ；图6是本发明的电气逻辑示意图。
13.图中：1、行走装置；2、旋转装置；3、支撑台；4、固定钢架；5、限制框；6、升降螺杆；7、升降电机；8、稳定座；9、第一电缸；10、组装座；11、活动臂；12、调控电机；13、支撑臂；14、紧固座；15、第二电缸；16、防寒衣；17、挖斗震动头结构；171、主斗体；172、带动座；173、支撑座；174、防护框；175、保温防护壳；176、震动破碎柱结构；1761、破碎电机；1762、带动盘；1763、组装轴；1764、震动臂；1765、稳定头；1766、破碎主柱；18、保温加热防护箱结构；181、主罩体；182、防水层；183、纤维棉保温层；184、活动盖；185、加热吹风壳结构；1851、保温箱；1852、保温棉层；1853、进风机；1854、加热管；1855、连通筒；1856、控制板；186、温度传感器；187、开关门；188、控制柜；189、物联网模块；1810、plc。
具体实施方式
14.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发
明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
15.详见附图，本实施例提供了一种极寒条件下户外充油电缆终端安装施工装备，包括加热保温防护箱机构，所述加热保温防护箱机构包括主罩体、加热吹风机构和温度传感器，所述加热吹风机构包括保温箱、加热管、连通筒和进风机，所述保温箱腔内后侧壁固接有进风机，保温箱腔内前侧壁固接有加热管，保温箱腔上固接有连通筒，所述连通筒对应加热管位置设置，并与保温箱内腔连通，所述加热吹风机构与主罩体的后侧壁固接，主罩体内壁固接有温度传感器，所述温度传感器与plc连接。所述保温箱内壁上设有保温棉层。所述连通筒内螺栓安装有控制板。所述主罩体内壁依次设有防水层、纤维棉层和保温层防水层，构成保温防护结构。所述主罩体上部左侧位置销接有活动盖。
16.下面对本实施例的整体结构做详细描述如附图1所示，一种极寒条件下户外充油电缆终端安装施工装备，本装置与挖掘机配合使用。将本装置安装在挖掘机的支撑台上，使用时同时将“高压电缆本体与应力控制锥对接安装装置”（已另案申请）放入加热保温装置中，即可操作。
17.高压电缆本体与应力控制锥对接安装装置，包括支撑台，竖立柱，左、右支撑块、定位基座，电缆固定机构，应力锥固定机构和位置调节机构，所述支撑台与竖立柱固接构成机器人底座，所述支撑台左侧固接有定位基座，所述定位基座上固接有应力锥固定机构，所述支撑台两侧垂直固接有左、右支撑块，所述位置调节机构包括电缸、导柱、移动滑座和电缆固定机构，所述电缸通过法兰与右支撑块固接，电缸的直线运动输出端与移动滑座固接，所述移动滑座圆孔与导柱滑动连接构成往复移动的位置调节机构，所述导柱两端分别支撑在左、右支撑块上，所述移动滑座固接有电缆固定机构。
18.详见附图1，挖掘机包括行走装置1，旋转装置2，支撑台3，固定钢架4，限制框5，升降螺杆6，升降电机7，稳定座8，第一电缸9，组装座10，活动臂11，调控电机12，支撑臂13，紧固座14，第二电缸15，防寒衣16，挖斗震动头结构17和保温加热防护箱结构18，所述的行走装置1上端螺栓安装有旋转装置2，并且在旋转装置2上端螺栓支撑该支撑台3；所述的固定钢架4螺栓安装在支撑台3上表面的后部，同时均在固定钢架4前端的左侧与右侧螺栓固定有限制框5；所述的升降螺杆6通过轴承安装在限制框5内部的上下两侧，同时升降螺杆6内部的上侧镶嵌有升降电机7的输出轴；所述的升降电机7螺栓安装在限制框5的上端；所述的稳定座8插入在限制框5的内侧，同时在稳定座8内螺纹连接有升降螺杆6；所述的第一电缸9右端轴接有组装座10，同时第一电缸9输出轴与活动臂11螺栓连接；所述的组装座10的右端螺栓安装有稳定座8；所述的活动臂11后端轴接有稳定座8；所述的调控电机12螺栓安装在活动臂11上端的左侧；所述的支撑臂13轴接在活动臂11内侧的左方，同时支撑臂13上部与调控电机12连接；所述的紧固座14焊接在支撑臂13上端的左侧，且在紧固座14后部轴接有第二电缸15；所述的防寒衣16包裹在第二电缸15的外壁上；所述的挖斗震动头结构17安装在支撑臂13的左端；所述的保温加热防护箱结构18支撑在支撑台3的上表面。
19.详见图2所示，挖斗震动头结构17包括主斗体171，带动座172，支撑座173，防护框
174，保温防护壳175和震动破碎柱结构176，所述的主斗体171在右端的上侧与下侧均焊接带动座172与支撑座173；所述的防护框174焊接在主斗体171下端的外侧；所述的保温防护壳175焊接在主斗体171内部的左侧，且在保温防护壳175内支撑有震动破碎柱结构176。
20.如附图3所示，震动破碎柱结构176包括破碎电机1761，带动盘1762，组装轴1763，震动臂1764，稳定头1765和破碎主柱1766，破碎电机1761输出轴镶嵌有带动盘1762；破碎电机1761工作配合带动盘1762转动；带动盘1762之间螺栓安装有组装轴1763；震动臂1764左右两端的上部轴接有带动盘1762，同时在震动臂1764下端轴接稳定头1765；震动臂1764、稳定头1765和破碎主柱1766活动并对地面进行冲击破碎处理并随之辅助挖掘工作；破碎主柱1766焊接在稳定头1765的下端。主斗体171右端的带动座172以及支撑座173均与第二电缸15的输出轴和支撑臂13的左侧轴接。保温防护壳175内部左下侧开设有多个方形孔，同时在内部右上侧开设有空腔，进而空腔与多个方形孔连通。破碎电机1761螺栓安装在保温防护壳175内部右上侧的后方，破碎电机1761输出轴上镶嵌有组装轴1763，所述的保温防护壳175内部右上侧的前方通过轴承安装有组装轴1763，所述的带动盘1762设置有多个，并且均通过组装轴1763相互连接。
21.破碎主柱1766下部设置为圆锥型，同时破碎主柱1766上端的稳定头1765与保温防护壳175内部下侧相适配。
22.如附图4所示，保温加热防护箱结构18包括主罩体181，防水层182，纤维棉保温层183，活动盖184，加热吹风壳结构185，温度传感器186，开关门187，控制柜188，物联网模块189和plc1810，主罩体181内壁上镶嵌有防水层182，同时在防水层182之间填充有纤维棉保温层183；活动盖184轴接在主罩体181内部的左上侧；加热吹风壳结构185安装在主罩体181的右端；温度传感器186检测到主罩体181周围温度并配合物联网模块189和plc1810传送给所连接的pc端；温度传感器186螺栓安装在主罩体181内壁的右上部；开关门187前表面螺栓安装有控制柜188，并且在控制柜188内部分别螺钉固定有物联网模块189和plc1810；配合物联网模块189和plc1810使行走装置1以及旋转装置2工作从而进行移动以及转向，之后配合不同位置处升降电机7、第一电缸9以及第二电缸15实现支撑臂13和主斗体171进行活动并随之挖掘地基的工作。
23.如附图5所示，加热吹风壳结构185包括保温箱1851，保温棉层1852，进风机1853，加热管1854，连通筒1855和控制板1856，保温箱1851内壁上胶结有保温棉层1852；所述的保温箱1851内部后侧的中间部位镶嵌有进风机1853；加热管1854均螺栓安装在保温箱1851内部左侧的上下两部；进风机1853和加热管1854工作产生热风；连通筒1855均焊接在保温箱1851内部左侧的上下两部，并且在连通筒1855内螺栓安装有控制板1856；热风经过连通筒1855进入到主罩体181内对集中控制处进行加热防护处理。
24.主罩体181螺栓安装在支撑台3上表面的外侧，同时主罩体181内部的纤维棉保温层183通过防水层182包裹。
25.开关门187铰链安装在主罩体181内部后方的右下侧，同时开关门187支撑住控制柜188、物联网模块189和plc1810。
26.保温箱1851螺栓支撑在主罩体181的右端，且保温箱1851内部的连通筒1855插入在主罩体181内部的右侧。
27.加热管1854左端与连通筒1855对应，所述的连通筒1855内部活动支撑有控制板
1856。
28.升降电机7采用型号为m2ik90n-c型电机。
29.第一电缸9采用型号为di65-s250-t-r16-m1-c1-p1型电缸。
30.调控电机12采用型号为m2ik90n-c型电机。
31.第二电缸15采用型号为di65-s250-t-r16-m1-c1-p1型电缸。
32.破碎电机1761采用型号为m2ik90n-c型电机。
33.温度传感器186采用型号为wd型温度传感器。
34.物联网模块189采用型号为skw92a型物联网模块。
35.plc1810采用型号为fx2n-48型的plc。
36.进风机1853采用型号为ynhy2.8a-5.5kw型风机。
37.加热管1854采用型号为sbt-sr001型加热管。
38.详见附图6，行走装置1与plc1810电性连接，旋转装置2与plc1810电性连接，所述的升降电机7与plc1810电性连接， 第一电缸9与plc1810电性连接，所述的调控电机12与plc1810电性连接， 第二电缸15与plc1810电性连接， 破碎电机1761与plc1810电性连接， 温度传感器186与plc1810电性连接，所述的物联网模块189与plc1810电性连接， 进风机1853与plc1810电性连接， 加热管1854与plc1810电性连接。
39.工作原理户外充油电缆终端和应力锥在对接和安装过程中将其置于保温加热防护箱中，使其温度始终保持在≥0℃以上，再结合《高压电缆应力控制锥施工装备》（另案申请）进行安装，确保充油电缆终端的硅油在不会发生明显的凝固收缩现象，避免出现局部放电造成的绝缘油劣化或整体失效等故障。
40.本发明配合物联网模块189和plc1810使行走装置1以及旋转装置2工作从而进行移动以及转向，之后配合不同位置处升降电机7、第一电缸9以及第二电缸15实现支撑臂13和主斗体171进行活动并随之挖掘地基的工作，之后便于户外充油电缆终端的施工以及安装，在挖掘的过程中地面较硬需要破碎时，破碎电机1761工作配合带动盘1762转动，之后带动震动臂1764、稳定头1765和破碎主柱1766活动并对地面进行冲击破碎处理并随之辅助挖掘工作，在使用过程中当温度传感器186检测到主罩体181周围温度过低时，进风机1853和加热管1854工作产生热风，之后热风经过连通筒1855进入到主罩体181内对集中控制处进行加热防护处理。
41.上述参照实施例对一种极寒条件下户外充油电缆终端安装施工装备的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。