可装到起重臂上的 自动操纵托架 本申请涉及一种自动操纵托架，用于对通电的输电线给予临时支撑和改变其位置，以便对输配电线杆、横担、绝缘子、绝缘子销等进行修理或更换。本发明可连接到检修车的起重臂上并有可以遥控操作的伸缩托架。
高压输电线(transmission line)和配电线(distribution line)一般架到一系列隔开一定距离的塔架或电线杆之间。电线连接在绝缘子上，绝缘子固定或悬挂在横担上，横担布置在输电或配电线杆的上端或输电线塔架的电线支点上。为使电路处于良好运行状态，必须定期更换或修理电线杆或塔架、横担和绝缘子。如果这种维修工作和修配作业能在不断电情况下完成，以免中断向用户供电，避免不得以从别处调电或其它电力系统的中断，那是最好不过了。
带电作业是一项具有潜在危险性的任务。安全规程要求线路工人必须与带电导线保持最起码的工作间距或“接近限度”。该接近限度随工作电线的电压而异。
线路工临时支撑带电导线以便检修损坏或报废零件的传统做法是应用绝缘的电线夹钳、升降式电线杆和劳动强度大且缆具装置复杂的滑车。传统的玻璃纤维绝缘工具仅限于在晴天使用。水汽会破坏它们的绝缘性能，因此有水汽积聚就要求停止工作，并将电线安放到可全天候使用的绝缘子上。
过去也提出过几种临时支撑导线地辅助横担，减少线路工的劳动强度大的“桅杆工作(stick work)”。例如，1990年11月27日授予Sharpe的美国专利NO.4,973,795就涉及辅助横担，它是一根装有聚合物绝缘子和可脱开地啮合带电导线的电线夹的绝缘横梁。这根横梁由起重机吊到要检修的输电线上方。
供临时举高和支撑带电导线用的辅助横担也是众所周知的。这种横担通常有套环，可连接到动臂起重机或抓斗起重汽车的转臂上。
公用事业公司通常认为将输电线和配电线架在同一电线杆或塔架上会很方便。配电线常架在输电线下面4至12英尺处。这就很难，甚至不可能把先有技术的辅助横担装在起重臂上安全地升到输电线正下方以便给装在下面的配电线提供临时支撑。此外，先有技术并未提到一件辅助托架可同时对同一电线杆上的上输电线和下配电线进行支承和操作(这在更换电线杆时是需要的)。
先有技术的另一局限性是它不能使辅助横担绕检修车的起重臂转动。但是，为了容易抓住电线，有限的转动是所希望的，以便将横担可插入上、下电线中间并将电线重新定位到不同的最终位置(如从三角形布置变到平的布置，或相反)。控制横担转动的能力也有助于弥补检修车“停车不当”的不足，保证托架保持水平；而不管起重臂的角度是多少。
先有技术中装在起重臂上的辅助托架的另一局限性是在载重车起重臂或桥式吊车移动时所有电线作为一个整体一起移动。也就是说，司机不能单独控制每根电线的运动，以便最大限度地加大线路工的工作间距或将线路重新定位到不同位置上。
因此，需要一种临时支撑带电导线的可装在起重臂上的自动操纵托架，它能安全而省时地使线路工最大限度加大工作间距。
本发明提供一种对电线(如带电的输电线)作临时支撑并可装在起重臂上的自动操纵托架。该自动操纵托架包括一可与检修车起重臂连接的起重臂连接件；一与该起重臂连接件枢轴连接的上框架；一与上框架第一端套在一起并可在收缩位置和伸出位置之间相对框架运动的第一伸缩托架；一装在第一伸缩托架上的第一绝缘子；一可将自动操纵托架与电线连接起来的装在绝缘子上的电线夹头，和能调节上框架与起重臂连接件相对角度的调节装置。
自动操纵托架最好还包括促使第一伸缩托架运动的致动装置和对此致动装置进行遥控的遥控装置。致动装置可以是一放在上框架内的第一液压缸。
调节装置是一布置在上框架和起重臂连接件之间可伸缩的调整杆。调整液压缸促使调整杆运动。起重臂连接件最好连接到上框架的端部。
自动操纵托架还可以有第二伸缩托架，套在上框架第二端部上，并在收缩位置和伸出位置之间相对于上框架移动。第一、第二伸缩托架与上框架最好在同一轴线上。致动装置还可有一装在上框架中的液压缸，用以推动第二伸缩托架运动。绝缘子和电线夹头固定在第二伸缩托架上连接并支撑第二电线。另一绝缘子和电线夹头可直接固定在上框架上抓放并支撑第三电线。第一、第二、第三电线构成三相高压输电线。
自动操纵托架还可有下框架，其与起重臂连接件枢轴连接并布置在上框架下面。第三伸缩托架套在下框架内在收缩位置和伸出位置之间相对于下框架运动。下框架为第一、第二、第三电线下面的导线(如支撑在高压输电线下面的配电线)提供连接和支撑。
说明本发明实施例的附图不应被理解为以任何方式对本发明的实质和应用范围加上限制。
图1是本发明人发明的装在检修车起重臂上的自动操纵托架的等角图，该托架用作临时支撑挂在各输电线塔之间的输配电线。
图2是图1中的自动操纵托架及检修车的侧视图。
图3是图2中的自动操纵托架在伸缩托架收缩时的放大侧视图。
图4是图3中的自动操纵托架的另一实施例，其中起重臂连接件连接到上框架中央。
图5是图3中的自动操纵托架的侧视图，表示上框架相对于起重臂的转动范围。
图6是图3中的自动操纵托架的侧视图，其中一根伸缩托架缩进，而另一伸缩托架伸出。
图7是图3中的自动操纵托架的侧视图，其中两根伸缩托架都伸出。
图8是图3中的自动操纵托架的顶视图。
图9是图7中的自动操纵托架的顶视图。
图10(a)是电线夹头及其支承件的放大侧视图，其中电线夹头处于打开状态，而支承件使电线夹头转动连接到相应的绝缘子上。
图10(b)是图10(a)中的电线夹头的正视图。
图10(c)是图10(a)中的电线夹头处于关闭状态而其它部分零件处于分解状态的侧视图。
图10(d)是图10(c)的电线夹头及支承件装配状态的正视图。
图11是本发明另一实施例的侧视图，它有一下框架，用于连接通过下横担支撑着的配电线，图中的伸缩托架处于完全收缩位置。
图12是图11中的自动操纵托架的侧视图，其中伸缩托架处于完全伸出位置。
图13是图11中的自动操纵托架的侧视图，显示上、下框架相对于起重臂的转动范围。
图14是图3中的自动操纵托架的侧视图，其中伸缩托架完全收缩以抓放三条彼此隔开的输电线。
图15是图14中的自动操纵托架的侧视图，其中伸缩托架完全伸出以加大输电线之间的间距，而检修车的起重臂也伸长以增高电线的标高。
图16是图11中的自动操纵托架的侧视图，其中伸缩托架完全收缩，以抓放三条彼此隔开的输电线。
图17是图16中的自动操纵托架的侧视图，其中伸缩托架处于伸出状态。
图18是图11中的自动操纵托架的侧视图，其位置可抓住由下横担支撑的配电线。
如图1所示，输电线10及配电线12通常架在一系列互相隔开的塔架或电线杆14上。电线10、12与装在横担18上的绝缘子16连接，横担18位于塔架14的上端。
为了减小电磁效应，输电线10通常架设成三角形结构，中间导线在两根外侧导线的上方。输电线与配电线通常都由同一支撑塔架14支撑。这时，支撑配电线12的下横担18位于上横担18以下的4至12英尺(图1)。
为使电路保持良好工作状态，塔架14，绝缘子16、横担18都必须定期更换或检修。如果不用断电就能完成必要的检修工作从而避免中断向用户的供电，那是再好不过了。
本申请涉及一种专门适用于检修通电的电路的自动操纵托架20。如图2所示，自动操纵托架20可通过起重臂连接件26固定到检修车24的起重臂22上。起重臂连接件26最好是一根绝缘的空心轴套，长约5至6英尺，它与起重臂22上端紧密配合并用钢套环(未示出)固定住。钢套环用钢销固定住并用定位键卡紧。
起重臂连接件26最好还有一绝缘的玻璃纤维部分，使自动操纵托架20与地绝缘。这样就可使用非绝缘的起重臂22。下文将说到，在另一实施例中整个自动操纵托架20包上绝缘材料。
上框架28最好是一根细长管，通过枢轴接合点30与起重臂连接件26的端部连接。在图3所示的本发明第一实施例中，起重臂连接件26与上框架28端部连接，而在图4所示另一实施例中，起重臂连接件26连接到上框架28中央。
“调节装置”，即一根长度可调的调整杆32，放在起重臂连接件26和上框架28之间，框架28的角度位置可有约40°至50°之间的运动角范围(图5)。调整杆32的伸缩运动由液压缸33驱动。调整杆32上还装有聚合物绝缘子35(图6)。调整杆32通过套环34连接到起重臂连接件26上。
自动操纵托架20还包括第一伸缩托架36和第二伸缩托架38，它们套在上框架28的相对两端。如下文所述，每一伸缩托架36和38可单独沿上框架28的轴线在收缩位置(图3)和伸出位置(图7)之间调节。伸缩托架36、38的运动最好用装在上框架28内的液压缸40操纵。另一方面，也可装上液压马达驱动的螺纹拉杆、蜗轮或其它合适的机械传动装置。
自动操纵托架20还有一系列绝缘子42固定在上框架28和伸缩托架36、38的顶面。电线夹头44装在每串绝缘子42的顶端，使自动操纵托架20与相应带电导线10可拆开地连接。熟悉本行业的人应当明白，绝缘子42和导线夹头44所需数量取决于输配电线的根数。此外，绝缘子串42的长度和一个以上绝缘子的结合方法由电线10、12的排列形式和工作电压决定。
如上所述，三相输电线的中间导线常放在两根外侧导线上方。因此，上框架28上的绝缘子串42的长度比伸缩托架36、38(图3)上的要长些，或者它可用二组绝缘子42以螺栓连接起来。绝缘子35和42最好是可在全天候使用的电站级聚合物绝缘子。
在本发明的另一实施例(未示出)中，绝缘子42的长度是可调的。例如，上框架28上的中央绝缘子串42的伸长与缩短可由液压缸控制。在又一实施例中，绝缘子42可相于上框架28转动或者可沿框架的轴线滑动。
图10(a)和10(b)示出优选形式的电线夹头44在打开位置时的详细情况。电线夹头44有一对相配的上下槽轮56、58，它们用铰链连接在一起。下槽轮58通过支承件46连接到对应的绝缘子42上。支承件46允许电线夹头44自由转动。这就使电线夹头44可转动到与电线10、12对齐，而不管起重臂22的方位如何。
支承件46包括一装到绝缘子42上的固定块60。固定块60上的螺栓62固定住支座64，支座64可相对绝缘子42自由转动。
当电线夹头44转动到图10(c)、10(d)所示的关闭位置时，上槽轮56上的挂钩66可与下槽轮58上的相应锁紧突舌68接合。挂钩66上有一圆环70，当导线10、12带电时，线路工可在远处用绝缘棒通过该环打开或关闭电线夹头44。当然，如果电线10、12不带电，就可用手开和关电线夹头44。
在图10(c)所示的关闭位置上，电线10、12被抓在上下槽轮56、58所形成的孔中。
其它商业上可买到的电线夹头44可与本发明结合使用。合适的电线夹头的制造厂家包括美国的两家公司：A.B.Chance Company of Centralia，Missouri和Hasting Fiber Glass Products Inc.of Hastings，Michigan。
如图11所示，自动操纵托架20还可以有一下框架50，它通过枢轴连接到固定在起重臂连接件26的套环34上。下框架50一般与上框架28平行，它是为连接配电线12而设置的，配电线12原被输电线10正下方的下横担18所支承(图1)。伸缩托架52与下框架50的自由端相连，并与伸缩托架36、38一样可伸可缩。下框架50可以成为上框架28的从动装置，也可以是单独调节的装置。
几串互相隔开的绝缘子42挂在下框架50和伸缩托架52的底面上。各绝缘子42上都有电线夹头44以抓放配电线12。在上框架28和下框架50之间装有绝缘支柱54，如图11、12所示。
自动操纵托架20还包括遥控装置，可控制上框架28和下框架50的角度，以及伸缩托架36、38、52的位置。该控制系统的液压软管(未示出)把检修车液压系统的辅助口与控制液压缸33及40工作的阀系连接起来。
另一方面，该缸33、40的操作可通过数字无线信号、纤维光缆或其它合适的绝缘控制机构进行遥控。遥控器可置于检修车起重臂22上固定的铲斗里，输电线塔14上，检修车24的平台上，或地上。
自动操纵托架20可用非导电材料(如KEVLARTM或多孔玻璃纤维)制作，而不用结构钢制作。这样可以减轻自动操纵托架20的总重量并使绝缘子串42及绝缘的起重臂连接件26做得较短(因为非导电材料有助于提高自动操纵托架20的总绝缘性能)。较短的绝缘子串42是所希望的，它能使自动操纵托架20的总高度降低。这对检修不够标准的输电线10特别重要。起重臂连接件26较短也是值得期望的，它容易使装在卡车上的起重臂22承重力和载重量不超过汽车的规定。
自动操纵托架20的提升力最好对每根输电线不小于800磅。较小较轻的自动操纵托架20提升力较小，它适合于检修低压的配电线(其重量常比输电线轻)。
如上所述，操作时，自动操纵托架20首先装到检修车24的起重臂22上。然后将液压软管(有的话)连接到检修车24的辅助口上。检修车24通常停靠在要修的塔架14下面或旁边。卡车起重臂22伸长，使自动操纵托架20升到输电线10的下面(图14)。如有必要，起重臂22可绕检修车24的转塔48转动到要求的角度处(图2)。
根据起重臂22的角度，可能有必要驱动调整液压缸33，使自动操纵托架20的上框架28绕枢轴接合点30回转到横担18正下方且相互平行。例如，当检修车24停在离塔架14的塔底不远处时，则有必要做某些调整以确保自动操纵托架20的上框架28与横担18水平调准，而不管卡车起重22臂的角度如何。如图14所示，在此水平位置，上框架28和伸缩托架36、38上的绝缘子42正好在相应输电线10的下面。
一旦起重臂22伸到图14所示位置，在塔架14上工作的线路工就将带电输电线10放入各绝缘子42顶端的电线夹头44内。各电线夹头44起先是放到相应电线10下面。夹头44可绕支承连接件46转动到与相应电线对齐，不管起重臂22的方位如何都可做到(图10)。随后，线路工手工把电线夹头闭锁机构由图10(a)、10(b)所示的打开位置合到图10(c)、10(d)所示的关闭位置。这一操作是靠线路工用一端带钩的绝缘棒(未示出)钩住电线夹头44上的圆环70完成的。如上所述，线路工就是这样用绝缘棒将电线夹头44的上槽轮56转动到关闭位置的。
一旦电线10夹到相应电线夹头44中，线路工就手动把电线10与塔架的横担18上的绝缘子16分开，于是电线10可由伸出的起重臂22充分地升高到塔架14上方。此外，外侧电线10可由图15所示的伸缩托架36、38的外伸沿横向离开塔架14。每一伸缩托架36或38的伸长量可由液压缸40单独控制，使各相线距离为6英尺至14或15英尺。即使是高压线(100KV以上)，也能向线路工提供安全的工作间距。
自动操纵托架20临时将电线10的重量支撑住，因此线路工能对电线的支承构件，如塔架14、绝缘子16及横担18进行维修或更换。维修完毕，工作人员起动液压缸40，使伸缩托架36、38收缩，于是外侧电线10回到原位，卡车起重臂22然后降落，必要时可降低到让上框架22略低于横担18。然后线路工将电线10收回塔架的绝缘子16上，打开电线夹头的闭锁机构，维修工序也就完成了。
有些情况下，在固定电线时调整自动操纵托架20的角度是有用的。例如，将框架28转动一角度使外侧电线10装进伸缩托架36或38的电线夹头44内(图5)。然后，伸缩托架36或38伸长使电线10离开塔架14一个安全距离。自动操纵托架20随后按上述转动到使框架28与横担18在同一高度上。如有必要再把其它导线10套到自动操纵托架20上。这一方法适合于诸如输电线塔14与周围结构物间距很小的那种情况。本发明的一个重要特点是能够单独控制调整杆32及伸缩托架36、38的操作，以便根据所选择的运动次序有效地完成自动操纵托架20的三个运动阶段。
如上所述，配电线12常架设在塔架14之间，比输电线10低些。图11所示本发明的实施例是专门为输电线10及配电线12都支承在下横担18上而设计的。在该实施例中，起重臂连接件26与上框架28的一端相连。这样可使在框架28放到输电线10的正下方时，起重臂22和起重臂连接件26不会挂到配电线12。
下框架50在上框架28下方且通常平行于上框架，是连接配电线12用的。如上所述，第三伸缩托架52与下框架50滑动配合并能横向伸出，也用于连接配电线12。配电线12与下框架50及伸缩托架52的连接方式与上述输电线10相同。下框架50枢轴连接到起重臂连接件套环34上，因此下框架50的角度可由调整杆32的伸缩而得到调整(图13)。
上框架28与下框架50的组合使自动操纵托架20能够对固定在一个塔架14上的上面输电线组和下面配电线组同时进行临时支撑。这样可使一辆装备自动操纵托架20的检修车24便能完成塔架的更换或修理。此外，当需要用新的横担18来支撑输电线10时，该新横担18可临时固定在自动操纵托架20上并由卡车起重臂22升到需要的位置。该方法节省好多时间并提高安全性，而以前的方法需小心将新横担在带电的配电线12中间抬高。横担18相对较重(60-100磅)，因此一个人难以操作。
自动操纵托架20除了输电线塔的维修外，还能临时将通电导线10、12支撑在跨度中间。
根据上述所公开的内容，熟悉本行业的人显然明白，本发明在实际应用时可作许多变动和修改，但仍脱离不了本发明的实质和范围。因此，本发明的范围由以下权利要求书所限定。