專利名稱：電流沖擊指示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于諸如絕緣子固定線、避雷針、沖擊元件的接地側(cè)或回路導(dǎo)線等導(dǎo)體的電流沖擊指示器。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種提供在導(dǎo)體上的由電流沖擊而導(dǎo)致的鐵磁吸引的增加而觸發(fā)的電流沖擊指示器。
蘇聯(lián)專利1,215,068(86.02.28)為采用磁驅(qū)動(dòng)的電流沖擊指示器。
在由與接地的桿塔相連的絕緣子懸掛的懸掛輸電線路上，由絕緣子閃絡(luò)或故障而導(dǎo)致的接地故障是經(jīng)常的。當(dāng)這些接地故障發(fā)生時(shí)，輸電線路過負(fù)荷保護(hù)回路可能檢測(cè)到?jīng)_擊電流并切除整條線路。由于絕緣子閃絡(luò)發(fā)生時(shí)可能不會(huì)損壞絕緣子并留下何處發(fā)生閃絡(luò)的明顯指示，電力線可能會(huì)在維修人員無法檢查出輸電線何處發(fā)生故障的情況下被重新投入使用。在絕緣子故障的情況下，確定故障絕緣子的位置以便更換也是困難的?？赡苄枰獙?duì)所有絕緣子進(jìn)行目視檢查。在桿塔遭雷擊的情況下，得知何處遭雷擊對(duì)檢查桿塔、絕緣子或輸電線是否發(fā)生永久損壞是有用的。
因而，提供一種能指示在哪條輸電線或哪條絕緣子固定線上發(fā)生電流沖擊的方法對(duì)確定何處發(fā)生接地故障是重要的。
因此本發(fā)明的目的就是提供一種可直接用于絕緣子固定線或其他導(dǎo)體上以提供導(dǎo)體上發(fā)生電流沖擊的指示的電流沖擊指示器。由于這些指示器可能需要按固定間隔裝設(shè)，例如裝在沿輸電線的每串絕緣子上，本發(fā)明的一進(jìn)一步目的是提供一種制造和安裝均不昂貴的電流沖擊指示器。
根據(jù)本發(fā)明提供一種用于導(dǎo)體的電流沖擊指示器，該指示器至少包括具有兩端的一鐵磁部件、用于將這至少一個(gè)部件固定在導(dǎo)體上的固定件以及用于在磁場(chǎng)超過預(yù)定閾值時(shí)提供信號(hào)的信號(hào)裝置。這至少一個(gè)部件圍繞導(dǎo)體固定，其兩端相鄰并在與導(dǎo)體中電流流向垂直的方向彼此相對(duì)。其兩端間有一間隙，當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)在該部件內(nèi)產(chǎn)生磁路并在間隙內(nèi)形成磁場(chǎng)。這樣，導(dǎo)體內(nèi)的電流沖擊將使磁場(chǎng)增強(qiáng)，超過閾值，其信號(hào)有助于確定何處發(fā)生電流沖擊。該至少一個(gè)鐵磁部件可以是鉸接的或彈性的以允許其兩端在磁場(chǎng)產(chǎn)生的引力下互相向?qū)Χ诉\(yùn)動(dòng)，且至少要使間隙部分閉合，因而信號(hào)裝置可與該至少一個(gè)鐵磁部件相連以提供一由于其兩端的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電氣或視覺信號(hào)。作為替代，霍爾效應(yīng)變送器或其他磁場(chǎng)傳感器可被放置在間隙內(nèi)并由間隙內(nèi)出現(xiàn)的磁場(chǎng)產(chǎn)生一電信號(hào)。理想地，由磁場(chǎng)引起的兩端吸引使得兩端向?qū)Χ诉\(yùn)動(dòng)來抵抗可能由該部件本身的彎曲所提供的彈簧或額外的彈簧的作用，且一旦兩端向?qū)Χ诉\(yùn)動(dòng)，檢測(cè)裝置被釋放從而允許一旦電流沖擊停止，該部件從導(dǎo)體上拉開，被釋放的鐵磁部件提供發(fā)生過電流沖擊的視覺指示。
通過參照以下附圖對(duì)本發(fā)明的一非限制性的最佳實(shí)施例進(jìn)行的描述可更好地理解本發(fā)明。其中

圖1為根據(jù)最佳實(shí)施例在電流沖擊發(fā)生后處于打開位置的指示器的橫截面圖；圖2為根據(jù)最佳實(shí)施例安裝在導(dǎo)體上處于閉合位置的沖擊指示器的側(cè)視圖；圖3為根據(jù)最佳實(shí)施例的鎖緊片和卡銷的詳圖；圖4為一替代實(shí)施例的透視圖，其中一彈性鐵磁板卷在導(dǎo)體上并帶有鉤及倒刺卡銷裝置；圖5為圖4的卡銷裝置的詳細(xì)側(cè)視圖；圖6為與一開關(guān)配合的一實(shí)施例的透視圖；以及圖7為圖6的實(shí)施例的安裝橫截面圖。
如圖1、2及3所示，按照最佳實(shí)施例的電流沖擊指示器(10)包括由較薄的鍍鋅鋼板制成的由一由銅鈹合金制成的彈性不腐蝕條形合頁(14)鉸接在一起的兩半圓柱形殼板(12)和(12’)。在板的兩端間形成間隙(21)。如圖所示板(12)上提供有卡銷(18)而板(12’)上有片(16)。兩板(12)和(12’)被彈簧(14)彈性偏拉以從可能是絕緣子固定線的導(dǎo)體(15)上打開并脫下。理想地，彈簧(14)使得板(12)和(12’)通過可能的最大角度打開。
板(12)和(12’)被圍在導(dǎo)體(15)上并抵抗彈簧(14)的作用而閉合以包圍導(dǎo)體(15)。直彈性片(16)因而向內(nèi)彎曲從而使銷(18)進(jìn)入片16上的孔(17)，如圖3所示。沒有釋放片(16)，板(12)和(12’)將被釋放，在彈簧(14)的作用下，板(12)和(12’)分離從而將片(16)上的孔(17)鎖在銷(18)的端部之下。片(16)也可由銅鈹合金制成。當(dāng)電流流過輸電線(15)時(shí)，建立了磁路，由于鋼為鐵磁性材料因而板(12)和(12’)被磁化。磁場(chǎng)在板(12)和(12’)的兩端之間產(chǎn)生吸引。在有彈簧(14)的一端，板(12)和(12’)不會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)，而此吸引在板(12)和(12’)的開口端施加一抵抗彈簧(14)的力。彈簧(14)的特性這樣選擇對(duì)圖3所示給定材料和尺寸的板(12)和(12’)以及板(12)和(12’)之間的間隙(21)，當(dāng)電流超過給定極限時(shí)，板(12)和(12’)間的磁吸引將大到足以使它們抵抗彈簧(14)的作用而向?qū)Ψ揭苿?dòng)，此時(shí)磁路將變形。該極限值應(yīng)大于輸電線的最大運(yùn)行電流水平，或就絕緣子固定線的情況而言為低于預(yù)期故障電流值的任意電流值。當(dāng)這樣的電流沖擊發(fā)生時(shí)，板(12)和(12’)間的引力超過預(yù)定閾值使它們向?qū)Ψ揭苿?dòng)，使得銷(18)落入孔(17)內(nèi)從而將彈性片(16)從卡銷(18)上釋放，使部件(10)處于這樣一種狀態(tài)板(12)和(12’)圍繞導(dǎo)體(15)閉合而片(16)從銷(18)上釋放。
但是，導(dǎo)線(15)的尺寸使得板(12)和(12’)不會(huì)移動(dòng)到比從銷上釋放片所必需的距離更近的位置，在指示器(10)被用于稍細(xì)一些的導(dǎo)體上時(shí)在板的端部裝設(shè)鄰接片(19)或非磁性止動(dòng)部件(19)(見圖4和圖5)以阻止它們移動(dòng)得太近。因?yàn)闆_擊電流可能使板(12，12’)產(chǎn)生永久磁化，止動(dòng)部件(19)可用來防止兩板粘結(jié)在一起。當(dāng)線路電流恢復(fù)正?；?yàn)榱慊虍?dāng)故障或放電電流消失(如果有這種情形的話)時(shí)，彈簧(14)的作用使得板(12)和(12’)分離使之從導(dǎo)體(15)上脫落，從而成為輸電線上裝設(shè)指示器(10)處發(fā)生過電流沖擊的視覺指示。在最佳實(shí)施例中，指示器(10)還具有一系繩(22)和系繩支架(20)，因此當(dāng)指示器(10)從導(dǎo)體(15)上脫落時(shí)它只能下落一安全的距離。而且當(dāng)指示器(10)從導(dǎo)體(15)上懸掛在系繩(22)上時(shí)，使得在遠(yuǎn)距離處即可看見電流沖擊發(fā)生的位置，這一點(diǎn)在用于固定懸掛式輸電線的桿塔處時(shí)尤其有用。
可以理解，彈簧(14)的作用與片(16)和銷(18)一起構(gòu)成一預(yù)定負(fù)荷的工況以抵抗板(12)和(12’)的開口端間的開口端的磁引力。板(12)和(12’)間的間隙(21)這樣設(shè)定過電流將產(chǎn)生一足以抵抗彈簧(14)的預(yù)定負(fù)荷的力而互相靠攏的磁引力。一旦達(dá)到該力的閾值，板(12)和(12’)靠向一起的運(yùn)動(dòng)就容易且快速，從而使片(16)被快速釋放。
還可以理解，在最佳實(shí)施例中指示器(10)的結(jié)構(gòu)僅包括可用銅焊、凹痕連接(dimplelocks)、點(diǎn)焊或鉚接組裝在一起的四個(gè)不同的部件，從而組成一個(gè)廉價(jià)的單元。當(dāng)許多指示器被用于具有許多絕緣子固定線的長(zhǎng)距離輸電線路上時(shí)，造價(jià)的降低尤其重要。指示器(10)可再利用，一旦由過電流觸發(fā)即提供指示(即指示器(10)的打開、跌落和懸掛)，給出發(fā)生了電流沖擊的明顯的視覺信號(hào)或指示。為降低組裝成本，合頁(14)和片(16)可由同一片CuBe合金、塑料或其他合適的抗腐蝕材料制成。
此外在最佳實(shí)施例的布置上還可以圍繞導(dǎo)體(15)纏繞或涂上一層薄的彩色或反射性材料，這層材料通常被板(12)和(12’)覆蓋，而一旦發(fā)生電流沖擊就暴露出來，因而該層材料可遠(yuǎn)距離提供清晰的視覺指示。工作人員可確定何處發(fā)生了電流沖擊，從而進(jìn)行必要的修復(fù)和重新安裝電流沖擊指示器(10)。當(dāng)然，這種吸引注意力的材料也可安置在板(12)和(12’)的內(nèi)側(cè)。
如圖4和圖5所示，作為替代，指示器(10)可由單一C-形板(12)構(gòu)成，該板要有足夠的彈性和柔韌性來打開和閉合以便能圍繞在導(dǎo)體(15)上。片(16’)在其一端彎回以形成一鉤。板(12)的一端被沖壓成一豎立的倒刺(18’)。和最佳實(shí)施例一樣，由導(dǎo)體中的電流引起的板(12)兩端之間的磁引力一旦超過一個(gè)閾值就會(huì)使得其兩端互相靠攏。塑料邊緣條(19)作為一種鄰接裝置可防止兩端靠得太近。片(16’)然后被從倒刺(18’)上釋放(用虛線表示)，一旦沖擊電流消失，板(12)將在其自身“彈簧”或彈性力的作用下打開。板(12)垂直懸掛并由系繩(22)連至包在導(dǎo)體(15)上的固定器(20)上。如果金屬板(12)本身的彈性不夠，可增加一C-形加強(qiáng)條(由塑料或金屬制成)。如圖所示，板(12)內(nèi)側(cè)可涂上熒光漆以使其更醒目。絕緣子(11)可固定電力輸電線(未畫出)而導(dǎo)體(15)將絕緣子(11)連至桿塔(未畫出)。
可以理解，指示器(10)可由單一剪切和沖壓的柔性鍍鋅鋼板制成，其中片(16’)理想地為一從板(12)一端伸出的窄片并被剪切以從所示附著點(diǎn)處折彎。如圖3所示，鄰接裝置由窄鄰接片邊緣條(19)組成。只要避免板(12，12’)兩端的完全接觸就會(huì)杜絕電流沖擊后它們“粘”在一起的情況。
盡管上面根據(jù)最佳實(shí)施例對(duì)提供過電流視覺指示的裝置解釋為半圓柱形板的打開和脫落，但應(yīng)理解為本發(fā)明并非僅局限于這樣的信號(hào)裝置。
例如，鉸接條(14)可用連接裝置(20)直接連在導(dǎo)體(15)上。這樣部件(10)不會(huì)從導(dǎo)體(15)上跌落。還可以將部件(10)置于不受天氣影響的殼體內(nèi)或置于適當(dāng)?shù)呐窕蛏w之下以避免這些部件由于覆冰而誤動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明提供信號(hào)的裝置還可包括當(dāng)引力超過預(yù)定閾值時(shí)由鐵磁板向一起移動(dòng)所觸發(fā)的任何視覺信號(hào)。例如當(dāng)引力超過給定閾值時(shí)板向一起靠攏的的運(yùn)動(dòng)可作用于尖針上而扎破一薄膜，該薄膜使不同的液體隔離，而當(dāng)它們混合時(shí)將產(chǎn)生清晰的視覺指示。這樣的液體可存放在板表面上的透明容器內(nèi)。作為替代，鐵磁板可由一彈簧的作用防止向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)，該彈簧因這樣的移動(dòng)而失去彈性而使得移動(dòng)不可逆，或者通過其他裝置，諸如一制動(dòng)裝置而使得向?qū)Ψ降倪\(yùn)動(dòng)不可逆；而且鐵磁板向一起的移動(dòng)可產(chǎn)生該移動(dòng)的視覺指示。該視覺指示可通過使得顏色鮮艷的圖案被暴露來產(chǎn)生，比如可通過使板在一透明的殼體內(nèi)向?qū)Ψ揭苿?dòng)來產(chǎn)生，在該殼體內(nèi)板使得多個(gè)細(xì)長(zhǎng)的片移動(dòng)從而使多種相應(yīng)的鮮艷的彩色條暴露出來。
在上面解釋的最佳實(shí)施例中，指示器裝在絕緣子固定線(15)上。當(dāng)然此指示器也可裝在避雷針上、電網(wǎng)中的任何線路上或任何沖擊保護(hù)裝置的接地側(cè)。在后一種情況下，“沖擊電流”的閾值可能極小，盡管電流通常為從零至故障電流的較大沖擊。
在圖6介紹的實(shí)施例中，一直鐵磁條部件(12)與一伸出包圍在L-形導(dǎo)體(15)上的鐵磁條部件鉸接在一起，在圖6和圖7的實(shí)施例中該導(dǎo)體為一輸電線的導(dǎo)電的固定結(jié)構(gòu)。這些鐵磁條部件在電流沿導(dǎo)體(15)向下流入混凝土基座(35)時(shí)由電流(30)產(chǎn)生一磁場(chǎng)。所產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致部件(12)的開口端間的間隙(21)內(nèi)產(chǎn)生引力，該引力足以壓下信號(hào)開關(guān)盒(32)的接觸按鈕(33)以在線路(34)上產(chǎn)生一指示信號(hào)。合頁(14)被設(shè)計(jì)成允許磁通從中流過因而部件(12)內(nèi)存在一磁路且僅有單一間隙(21)。為解釋清楚起見，將部件(12)和(12’)固定在導(dǎo)體(15)上的固定裝置沒有在圖6及圖7中表示出來。在實(shí)踐中，固定裝置可由將部件(12)和(12’)定位在或者與導(dǎo)體(15)或者與基座(36)相連的任何支架或托架構(gòu)成。在這種情況下，部件(12)和(12’)將提供電流(30)的一通路從而極小的電流將從中流過或沿導(dǎo)體(15)流過，因而在鐵磁部件(12)和(12’)內(nèi)產(chǎn)生一磁場(chǎng)。也可提供確保電流(30)處于導(dǎo)體(15)內(nèi)的裝置，例如固定裝置可將部件(12)和(12’)與導(dǎo)體(15)表面絕緣。
可以理解，開關(guān)(32)和(33)可采用電氣的、光電的、或霍爾效應(yīng)的以提供作為被集中在間隙(21)內(nèi)的磁場(chǎng)的結(jié)果的信號(hào)。當(dāng)采用霍爾效應(yīng)開關(guān)時(shí)，開關(guān)被置于間隙(21)內(nèi)以感受最大的磁場(chǎng)。
當(dāng)然，間隙(21)不必完全為氣隙，也可用海棉材料填充，且仍可使開關(guān)按鈕(33)動(dòng)作或釋放機(jī)構(gòu)(16)、(18)；或者除磁驅(qū)動(dòng)開關(guān)外它也可被固體材料填充，只要這些固體或海綿材料不會(huì)顯著影響磁場(chǎng)。
權(quán)利要求
1.用于導(dǎo)體的電流沖擊指示器(10)，該指示器包括至少一個(gè)具有兩端的鐵磁部件(12)；用于將所述至少一個(gè)鐵磁部件圍繞導(dǎo)體(15)固定的固定裝置和用來當(dāng)所述端部的磁場(chǎng)超過一預(yù)定閾值時(shí)提供一信號(hào)的信號(hào)裝置，其特征在于所述端部在與導(dǎo)體(15)內(nèi)流過的電流方向垂直的方向上，彼此相對(duì)且其間具有一間隙(21)，當(dāng)電流流過所述導(dǎo)體時(shí)在所述部件(12)內(nèi)產(chǎn)生一磁路且在所述間隙內(nèi)形成磁場(chǎng)，從而所述導(dǎo)體內(nèi)的電流沖擊將使所述磁場(chǎng)增加并超過所述閾值，所述信號(hào)有助于確定何處發(fā)生了電流沖擊。
2.權(quán)利要求1所述的指示器，其中所述兩端可移動(dòng)且當(dāng)所述磁場(chǎng)超過一預(yù)定閾值時(shí)互相向?qū)Ψ揭苿?dòng)，所述信號(hào)裝置與所述至少一個(gè)部件相連且在所述兩端向?qū)Ψ揭苿?dòng)時(shí)被觸發(fā)。
3.權(quán)利要求2所述的指示器，其中所述信號(hào)裝置包括一電氣開關(guān)。
4.權(quán)利要求2所述的指示器，其中所述信號(hào)裝置包括一使所述兩端偏離開的彈簧，以及用來防止所述兩端在所述彈簧作用下分開的卡銷裝置，所述卡銷裝置在所述磁場(chǎng)超過所述閾值時(shí)被釋放，而在所述卡銷裝置被釋放時(shí)所述信號(hào)通過所述至少一個(gè)板從所述導(dǎo)體上脫落來提供。
5.權(quán)利要求4所述的指示器，進(jìn)一步包括一連接兩所述鐵磁部件的樞軸。
6.權(quán)利要求4所述的指示器，其中所述卡銷裝置在所述兩端之一外表面上包括有一彈性片，所述彈性片相對(duì)于所述導(dǎo)體向外偏。
7.權(quán)利要求6所述的指示器，其中所述卡銷裝置在所述兩端另一端外表面上進(jìn)一步包括有一卡銷，所述彈性片上有一孔以接受所述卡銷，因而所述片在所述彈簧的作用下被固定在所述卡銷上，而當(dāng)所述力超過所述閾值時(shí)，所述彈性片在所述兩端向一起靠近時(shí)被從所述卡銷上釋放，因而允許所述兩端在所述力下降到低于所述閾值以后分開。
8.權(quán)利要求6所述的指示器，其中所述片有一帶鉤的端部，而所述卡銷裝置進(jìn)一步在所述兩端的另一端包括一倒刺，所述帶鉤的端部鉤在所述倒刺上，所述帶鉤端在所述彈簧的作用下固定在所述倒刺上，而當(dāng)所述力超過所述閾值時(shí)，所述彈性片在所述兩端向一起靠近時(shí)從所述卡銷上釋放，從而允許所述兩端在所述力下降到低于所述閾值以后分開。
9.權(quán)利要求6所述的指示器，其中所述至少一個(gè)部件包括兩片板，所述兩端為所述兩片板每片的各一端，所述板由所述板的另外兩端處的合頁連接在一起。
10.權(quán)利要求4所述的指示器，進(jìn)一步包括與所述兩端相連的鄰接裝置以防止所述兩端靠得如此之近，以致即使當(dāng)電流已下降至低于原來建立超過所述閾值的所述磁場(chǎng)的水平時(shí)所述力仍然大于所述彈簧的作用，因而如果所述導(dǎo)體通常攜帶正常電流或如果所述鐵磁物質(zhì)在所述電流作用下磁化，所述磁場(chǎng)在所述沖擊后將不會(huì)保特在所述閾值之上。
11.權(quán)利要求10所述的指示器，其中所述鄰接裝置包括在所述兩端的至少一端上的至少一個(gè)塑料止動(dòng)部件。
12.權(quán)利要求4所述的指示器，進(jìn)一步包括與所述指示器相連的一系繩以及將所述系繩連至所述導(dǎo)體上的裝置。
13.權(quán)利要求4所述的指示器，其中所述彈簧為一用來將所述板的所述另兩端連在一起的抗腐蝕的彈性材料條。
14.權(quán)利要求4所述的指示器，其中所述部件由鍍鋅鋼制成。
15.權(quán)利要求4所述的指示器，其中所述彈簧為一用來將所述板的所述另兩端連在一起的抗腐蝕的彈性材料條。
16.權(quán)利要求4所述的指示器，其中所述至少一個(gè)部件為包在所述導(dǎo)體上的一彈性板。
17.權(quán)利要求16所述的指示器，其中所述卡銷裝置包括一帶鉤的片和一嵌入的倒刺，所述片和所述倒刺與所述板形成一整體。
18.權(quán)利要求5所述的指示器，其中所述部件由鍍鋅鋼制成。
19.權(quán)利要求6所述的指示器，其中所述片由塑料制成。
20.權(quán)利要求4所述的指示器，其中所述至少一板的內(nèi)側(cè)具有吸引視覺注意力的表面。
21.權(quán)利要求9所述的指示器，其中所述至少一板的內(nèi)側(cè)具有吸引視覺注意力的表面。
全文摘要
電流沖擊指示器(10)具有固定在導(dǎo)體(15)周圍的一鐵磁部件(12)，且該部件(12)的端部相鄰而且彼此相對(duì)，因而當(dāng)電流通過導(dǎo)體(15)時(shí)端部以一給定的力互相吸引。當(dāng)該力超過給定閾值時(shí)，產(chǎn)生一幫助確定何處發(fā)生電流沖擊的信號(hào)。該部件可依彈簧負(fù)荷而打開，該信號(hào)可通過該部件由電流沖擊而釋放因而部件從導(dǎo)體上脫落來提供。導(dǎo)體可為絕緣子的固定線或輸電線的塔梁。
文檔編號(hào)G01R31/08GK1116880SQ94190962
公開日1996年2月14日 申請(qǐng)日期1994年1月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月19日
發(fā)明者讓-馬克布爾熱瓦, 吉雷斯·米蘇, 弗朗西斯·拉龍德, 雅克·伯蘭熱 申請(qǐng)人:魁北克水電公司