压力达标延时控制器的研制与应用

关欣　苏新军　周恒　雷冬　栾鹏　苏新军　孙雪云　杨新猛　盛建星　宋增健　张继升

摘   要：压力达标在电力输变电施工过程中是很重要的一个指标，而达标时间的控制却是比较隐藏的一个重要指标，而有效实现对达标压力延时时间的控制，可以实现达标时间的标准化实施，有利于输变电导线接续施工质量与效率的提高。

关键词：压力 延时  标准

中图分类号：TH772                                文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）07（a）-0035-02

1  背景与现状

导地线的液压连接施工是输变电施工中一项重要的工序，该工序直接影响着输变电线路投运后的电网安全运营。为保障该工序的安全可靠性，我们不仅要选择符合标准的金具，还需要匹配压力达标的液压機具，同时所应用的压接模具与金具必须匹配达标，使得压接后的导地线符合相关规程要求。液压技术在电力输变电施工近30多年的应用与推广，目前相对应的产品与技术或标准在国内外都已经相当完善。

然而，在产品、技术与标准完善的今天，我们对压接时间长短的把控，却一直依靠操作员的模棱两可的估算或掐秒表，该种操作与作业方式不仅不可靠，而且加大了现场操作员的做作难度，另外对输变电的施工效率提高也是影响比较大的一方面。这些情况在压力需求100Ton以上的施工项目中，问题尤其表现突出。

因此，开发一款压力达标，达到目标设定时间后即可报警提醒操作人员，可以有效保障液压施工过程对导地线连接质量的安全可靠性及现场施工的效率。

2  研究的目标、内容

2.1 研究目标

开发出一款压力达标延时控制器，实现在液压压力系统工作压力达到目标设定压力值时，经过设定的延时时间后，即时发出声光报警，提醒操作人员进行下一步操作。

该控制器加装在液压系统后不影响整体液压系统的正常工作，无任何负作用。其体统兼容液压系统的同时，内部工作却独立，采用独立电源系统，电源需可以充电，符合恶劣环境工作需求等。

2.2 研究的内容

研究内容包含：

（1）压力读取与输出的研究;

（2）压力达标上限的设定与达标判断、以及达标后信号输出及信号输出可靠性的研究;

（3）延时控制的时间设定范围、及电源匹配的研究;

（4）控制器的整体结构化设计及与目标设备匹配安装便捷性等方面的研究。

具体研究指标：连接形式：螺纹密封;压力设定范围：0～100MPa;延时设定范围：0～10s;持续工作时间：≥8h;报警方式：声光报警;外观结构：紧凑美观，IP55或以上

3  研究的过程与应用

3.1 研究过程

（1）压力传感器的确定。

目前，施工现场液压设备压力达标由两种方式表现出来，一种为压力值，例如1000kN（近似100Ton），2000kN（近似200Ton）;另一种为压强，例如700bar（70MPa），800bar（80MPa）。无论是哪一种形式，两种方式根据液压缸的实际液压截面积可以相互换算出来，其换算公式如下：

压接机压力值=3.14×（缸径÷2）2×液压压强/1000（Ton）。

但是，液压机械设备要表现出具体的压力值不会很方便，但液压机械的缸径一定，因此，我们可以选用压强表计来读取出对应的压强值，即可知道压力值达标。例如100ton的压接机，在国际惯例中，当液压站的输入压强达到70MPa（或700bar）时，即压接机输出的压力为100Ton。另外，国内的液压压接机的标准与国际标准有一定的差异，国内的某些压接机是输入80MPa压力时，液压机的输出压力应达到液压机的最大出力。

综合以上，为了实现压力计的通用性，我们优选的压力范围为0～100MPa即可。且该压力计应带目标压力值设定反馈等功能。

（2）延时器的确定。

导线的连接工序需要时间延时，是因为金属具有一定的抗压强度，当金属被高强度压力压接变形后，在短时间内有一定的反弹，而压接设备保持压力一定时间，可以有效该反弹情况的出现，使得压接质量稳定可靠。根据压接工艺要求，达标时间设定在5s或以上为好。因此，我们设定的范围可以为0～10s，在设定的时间到时，实现声光报警器通电。

（3）电源的确定。

由于压力计及声光报警器作为主工作设备，且目前市场上比较常见的配套附件皆以24Vdc比较方便，且24V的电源技术已经非常成熟，以及考虑到环境因素，以及整个控制器的重量和体积问题，我们应选择可以耐低温的可充电的锂电池为最优。

（4）整体结构设计。

整体研发设计结构样图如图1所示。

4  研究的结论与应用

本压力达标延时控制器的研究，可以有效解决压力是否达标，及达标后时间计数的问题，可以自动判断压力输出值及达标压接时间，可以进一步有效规范化输变电导线接续的作业规范。另外，在某一定程度上也解放了一定的人力，使得导线的接续压接更可靠安全。

导线压接接续的质量直接影响到整个工程的进度与质量，因此，在输变电工程上，尤其需要应用到大吨位（如100t或以上）的液压技术的时候，该产品可以进行推广应用。

参考文献

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