大截面导线压接智能控制设备的研制

大截面导线压接智能控制设备的研制

侯建明杨凯

(吉林省送变电工程有限公司长春市130033)

摘要：随着输电线路大截面导线的广泛应用，导线压接管较长，在压接过程中极易出现压接管弯曲度超过1%以及压后尺寸超差等情况，本文通过对液压机及压接平台进行智能化改造，实现了液压操作计算机一键控制快速完成压接过程，减少了施工人员的投入，降低了劳动强度，提高了压接质量。为今后大截面导线压接施工提供参考。

关键词：大截面导线；压接；智能控制

引言

随着输电线路输电容量的增大，1250mm2大截面导线正不断在特高压直流输电线路中应用，其直线接续管压前长度达1050mm，压后弯曲度要求控制在1%以内，且导线单位重量达4.2523kg/m，原导线接续管压接工艺在压接过程中由人力把持接续管的两端，很难保证压接管的直线度，经常出现压接管弯曲、尺寸超差现象。采用大截面导线压接智能控制设备，液压操作应用计算机一键控制快速完成压接过程，改善导线压接工艺，压接精度高，并在特高压输电工程中成功实施。

1技术原理

在压接管压接过程中保证铝管不应有明显弯曲，弯曲度应保持在1%以内，而实际操作过程中采用手工抬稳压接管两端，靠眼睛和实际经验去保证压接管的弯曲度很难实现。为了保证压接的精度、降低压接管的弯曲度、减少因人工操作而造成的损坏，设计制作压接托架，托架采用方钢作为底座、两端设置导线固定架的方式，避免了因地面不平和工作人员抬不稳导线或压钳造成的压接管损坏。在底座上安装液压油缸使压钳在平台上可以稳定移动。

对液压泵进行了改装，在原有液压泵上加装集成控制板、比例溢流阀、控制阀等配件，更改了液压原理结构，并采用可编程控制器对液压泵进行智能控制。对目前国内主流导线压接时工况进行分析，完全模拟压接过程，进行工况的智能软件设计、操作界面的设计。

2方案设计

2.1导轨式托架研制

设计制作压接托架，导线两边的采用夹具保证压接管压接平直。为实现自动控制，在此基础上增加一根可水平移动压钳的油缸，采用绳位移传感器测量压钳移动距离，传感器将距离信号传递给可编程控制器实现自动控制压钳水平移动。

为了稳固导线进行压接作业，底座采用60×40方钢，长度达到2600mm。底座的两端设计导线卡箍，使压接时导线不会有轴向的弯曲。导轨式托架上制作液压油缸，把带轱辘的压钳小车固定在油缸上，压钳可以在导轨上做往复直线运动。油缸上安装定位传感器，油缸的伸缩则由液压泵端进行控制。如图1所示。

图1导轨式托架

2.2智能压接的实现

对压接机进行设备改造，添加控制阀与油路，利用可编程控制器实现液压机过程的数字控制，利用can总线技术实现远程多机控制，应用压力传感器采集压力信号对压接过程实现精确控制。根据现场实际工况对可编程控制器进行编程。

利用可编程控制器实现单次或多次连续压接，单次压接适用于钢芯接续管的压接，多次连续压接适用于导线接续管的压接，一键完成压接。压接时，当可编程控制器即控制中心接到压接指令后，压钳自动移动到第一模压接位置，压钳自动压接，当达到80Mpa后稳定3s，活塞自动回落，到达到回落压力后，压钳自动移动到压接第二模压接位置，如此反复压接，当压完最后一模后，自动回到待机状态。

2.3液压设备改造

在原有的汽油机液压泵的液压油路中添加一套集成控制系统使其可以控制导轨式托架上的液压缸的位置。安装在集成控制板上的比例溢流阀等控制元件均由可编程控制器远程控制。压接数据的采集也会传输到操作面板上。

2.4控制原理设计

在原有液压系统中增加一个分支作为控制导轨式托架上的油缸。而比例溢流阀的应用是本技术关键，压力传感器测得压钳实际压力，作为反馈信号上传控制中心，控制中心按设定的压力曲线控制压力上升速度，当达到高压区时（比如60—80Mpa），控制压力缓慢上升，直到达到80Mpa。如图2所示。

2.5电路原理图设计

控制中心为可编程控制器PLC，所有的元件均与控制中心相连接，可实现手动和自动化控制功能。控制系统的电源采用电瓶或发电机，计算机的电源采用逆变器将24v转变成220v。把可编程控制器连接至集成控制板上的各个阀体控制器上。可以用计算机连接至可编程控制器进行实时的监控，也可拆除计算机由可编程控制器进行智能压接。

2.6压接工况设定

2.6.1压钳水平位置回零位：让低压泄荷阀加电x秒（直到位移传感器为零），水平油缸换向阀右侧加电（直到位移传感器为零），水平移动油缸带动压钳处于支架一端某一指定位置，由水平位移传感器（4-20mA）控制初始位置。

2.6.2归零后，过1秒，高低压泄荷阀重新加电，水平换向阀不加电、压钳换向阀加电，油缸上升压接，在上升过程中，当传感器1测得压力达到20Mpa后，让压力按y=ax+b直线上升，当压力达到60Mpa后，让压力按y=dx+f直线上升（比前一段缓慢一些），直到传感器1测得压力达到80Mpa，在80Mpa保持500ms后，压钳换向阀掉电换向，比例溢流阀设定8Mpa，直到传感器2压力达到5Mpa，高低压泄荷阀掉电泄荷，压接一次结束。

2.6.3过1秒后，高低压泄荷阀加电，水平油缸换向阀左侧加电，压钳换向阀掉电，水平油缸拖动压钳水平移动s距离后，水平油缸换向阀左侧掉电回中位，过1秒后，压钳换向阀加电，油缸上升压接，重复1的过程压接，

2.7操作页面的设定

制作液压平台控制系统的操作页面，采用密码形式防止非专业人员进行系统程序的更改与操作。可用计算机对压接数据进行实时监控，在压接监控模版下方设置两个故障显示区域和一个复位按钮。压接数据的录入采用Excel表格进行填写，填写后通过PLVCAutoParameter输入到可编程控制器中。

3结语

本大截面导线压接智能控制设备在±800kV锡泰、扎青等特高压直流输电线路工程得以成功应用，从根本上解决了压接过程中的质量问题，确保了特高压工程建设的快速推进，对今后的工程建设也有很好的借鉴作用。

参考文献:

[1]Q/GDW1571-2014大截面导线压接工艺导则[S]