專利名稱：電流沖擊指示器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于諸如絕緣子固定線、避雷針、沖擊元件的接地側或回路導線等導體的電流沖擊指示器。本發明進一步涉及一種提供在導體上的由電流沖擊而導致的鐵磁吸引的增加而觸發的電流沖擊指示器。
蘇聯專利1,215,068(86.02.28)為采用磁驅動的電流沖擊指示器。
在由與接地的桿塔相連的絕緣子懸掛的懸掛輸電線路上，由絕緣子閃絡或故障而導致的接地故障是經常的。當這些接地故障發生時，輸電線路過負荷保護回路可能檢測到沖擊電流并切除整條線路。由于絕緣子閃絡發生時可能不會損壞絕緣子并留下何處發生閃絡的明顯指示，電力線可能會在維修人員無法檢查出輸電線何處發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。可能需要對所有絕緣子進行目視檢查。在桿塔遭雷擊的情況下，得知何處遭雷擊對檢查桿塔、絕緣子或輸電線是否發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生電流沖擊的方法對確定何處發生接地故障是重要的。
因此本發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體上以提供導體上發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，例如裝在沿輸電線的每串絕緣子上，本發明的一進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。
根據本發明提供一種用于導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、用于將這至少一個部件固定在導體上的固定件以及用于在磁場超過預定閾值時提供信號的信號裝置。這至少一個部件圍繞導體固定，其兩端相鄰并在與導體中電流流向垂直的方向彼此相對。其兩端間有一間隙，當電流通過導體時在該部件內產生磁路并在間隙內形成磁場。這樣，導體內的電流沖擊將使磁場增強，超過閾值，其信號有助于確定何處發生電流沖擊。該至少一個鐵磁部件可以是鉸接的或彈性的以允許其兩端在磁場產生的引力下互相向對端運動，且至少要使間隙部分閉合，因而信號裝置可與該至少一個鐵磁部件相連以提供一由于其兩端的運動而產生的電氣或視覺信號。作為替代，霍爾效應變送器或其他磁場傳感器可被放置在間隙內并由間隙內出現的磁場產生一電信號。理想地，由磁場引起的兩端吸引使得兩端向對端運動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，且一旦兩端向對端運動，檢測裝置被釋放從而允許一旦電流沖擊停止，該部件從導體上拉開，被釋放的鐵磁部件提供發生過電流沖擊的視覺指示。
通過參照以下附圖對本發明的一非限制性的最佳實施例進行的描述可更好地理解本發明。其中
圖1為根據最佳實施例在電流沖擊發生后處于打開位置的指示器的橫截面圖；圖2為根據最佳實施例安裝在導體上處于閉合位置的沖擊指示器的側視圖；圖3為根據最佳實施例的鎖緊片和卡銷的詳圖；圖4為一替代實施例的透視圖，其中一彈性鐵磁板卷在導體上并帶有鉤及倒刺卡銷裝置；圖5為圖4的卡銷裝置的詳細側視圖；圖6為與一開關配合的一實施例的透視圖；以及圖7為圖6的實施例的安裝橫截面圖。
如圖1、2及3所示，按照最佳實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’)被圍在導體(15)上并抵抗彈簧(14)的作用而閉合以包圍導體(15)。直彈性片(16)因而向內彎曲從而使銷(18)進入片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。當電流流過輸電線(15)時，建立了磁路，由于鋼為鐵磁性材料因而板(12)和(12’)被磁化。磁場在板(12)和(12’)的兩端之間產生吸引。在有彈簧(14)的一端，板(12)和(12’)不會產生移動，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)，當電流超過給定極限時，板(12)和(12’)間的磁吸引將大到足以使它們抵抗彈簧(14)的作用而向對方移動，此時磁路將變形。該極限值應大于輸電線的最大運行電流水平，或就絕緣子固定線的情況而言為低于預期故障電流值的任意電流值。當這樣的電流沖擊發生時，板(12)和(12’)間的引力超過預定閾值使它們向對方移動，使得銷(18)落入孔(17)內從而將彈性片(16)從卡銷(18)上釋放，使部件(10)處于這樣一種狀態板(12)和(12’)圍繞導體(15)閉合而片(16)從銷(18)上釋放。
但是，導線(15)的尺寸使得板(12)和(12’)不會移動到比從銷上釋放片所必需的距離更近的位置，在指示器(10)被用于稍細一些的導體上時在板的端部裝設鄰接片(19)或非磁性止動部件(19)(見圖4和圖5)以阻止它們移動得太近。因為沖擊電流可能使板(12，12’)產生永久磁化，止動部件(19)可用來防止兩板粘結在一起。當線路電流恢復正常或為零或當故障或放電電流消失(如果有這種情形的話)時，彈簧(14)的作用使得板(12)和(12’)分離使之從導體(15)上脫落，從而成為輸電線上裝設指示器(10)處發生過電流沖擊的視覺指示。在最佳實施例中，指示器(10)還具有一系繩(22)和系繩支架(20)，因此當指示器(10)從導體(15)上脫落時它只能下落一安全的距離。而且當指示器(10)從導體(15)上懸掛在系繩(22)上時，使得在遠距離處即可看見電流沖擊發生的位置，這一點在用于固定懸掛式輸電線的桿塔處時尤其有用。
可以理解，彈簧(14)的作用與片(16)和銷(18)一起構成一預定負荷的工況以抵抗板(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)這樣設定過電流將產生一足以抵抗彈簧(14)的預定負荷的力而互相靠攏的磁引力。一旦達到該力的閾值，板(12)和(12’)靠向一起的運動就容易且快速，從而使片(16)被快速釋放。
還可以理解，在最佳實施例中指示器(10)的結構僅包括可用銅焊、凹痕連接(dimplelocks)、點焊或鉚接組裝在一起的四個不同的部件，從而組成一個廉價的單元。當許多指示器被用于具有許多絕緣子固定線的長距離輸電線路上時，造價的降低尤其重要。指示器(10)可再利用，一旦由過電流觸發即提供指示(即指示器(10)的打開、跌落和懸掛)，給出發生了電流沖擊的明顯的視覺信號或指示。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。
此外在最佳實施例的布置上還可以圍繞導體(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，而一旦發生電流沖擊就暴露出來，因而該層材料可遠距離提供清晰的視覺指示。工作人員可確定何處發生了電流沖擊，從而進行必要的修復和重新安裝電流沖擊指示器(10)。當然，這種吸引注意力的材料也可安置在板(12)和(12’)的內側。
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’)。和最佳實施例一樣，由導體中的電流引起的板(12)兩端之間的磁引力一旦超過一個閾值就會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-形加強條(由塑料或金屬制成)。如圖所示，板(12)內側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杜絕電流沖擊后它們“粘”在一起的情況。
盡管上面根據最佳實施例對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，但應理解為本發明并非僅局限于這樣的信號裝置。
例如，鉸接條(14)可用連接裝置(20)直接連在導體(15)上。這樣部件(10)不會從導體(15)上跌落。還可以將部件(10)置于不受天氣影響的殼體內或置于適當的篷或蓋之下以避免這些部件由于覆冰而誤動。
根據本發明提供信號的裝置還可包括當引力超過預定閾值時由鐵磁板向一起移動所觸發的任何視覺信號。例如當引力超過給定閾值時板向一起靠攏的的運動可作用于尖針上而扎破一薄膜，該薄膜使不同的液體隔離，而當它們混合時將產生清晰的視覺指示。這樣的液體可存放在板表面上的透明容器內。作為替代，鐵磁板可由一彈簧的作用防止向對方運動，該彈簧因這樣的移動而失去彈性而使得移動不可逆，或者通過其他裝置，諸如一制動裝置而使得向對方的運動不可逆；而且鐵磁板向一起的移動可產生該移動的視覺指示。該視覺指示可通過使得顏色鮮艷的圖案被暴露來產生，比如可通過使板在一透明的殼體內向對方移動來產生，在該殼體內板使得多個細長的片移動從而使多種相應的鮮艷的彩色條暴露出來。
在上面解釋的最佳實施例中，指示器裝在絕緣子固定線(15)上。當然此指示器也可裝在避雷針上、電網中的任何線路上或任何沖擊保護裝置的接地側。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介紹的實施例中，一直鐵磁條部件(12)與一伸出包圍在L-形導體(15)上的鐵磁條部件鉸接在一起，在圖6和圖7的實施例中該導體為一輸電線的導電的固定結構。這些鐵磁條部件在電流沿導體(15)向下流入混凝土基座(35)時由電流(30)產生一磁場。所產生的磁場導致部件(12)的開口端間的間隙(21)內產生引力，該引力足以壓下信號開關盒(32)的接觸按鈕(33)以在線路(34)上產生一指示信號。合頁(14)被設計成允許磁通從中流過因而部件(12)內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’)固定在導體(15)上的固定裝置沒有在圖6及圖7中表示出來。在實踐中，固定裝置可由將部件(12)和(12’)定位在或者與導體(15)或者與基座(36)相連的任何支架或托架構成。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體(15)流過，因而在鐵磁部件(12)和(12’)內產生一磁場。也可提供確保電流(30)處于導體(15)內的裝置，例如固定裝置可將部件(12)和(12’)與導體(15)表面絕緣。
可以理解，開關(32)和(33)可采用電氣的、光電的、或霍爾效應的以提供作為被集中在間隙(21)內的磁場的結果的信號。當采用霍爾效應開關時，開關被置于間隙(21)內以感受最大的磁場。
當然，間隙(21)不必完全為氣隙，也可用海棉材料填充，且仍可使開關按鈕(33)動作或釋放機構(16)、(18)；或者除磁驅動開關外它也可被固體材料填充，只要這些固體或海綿材料不會顯著影響磁場。
權利要求
1.用于導體的電流沖擊指示器(10)，該指示器包括至少一個具有兩端的鐵磁部件(12)；用于將所述至少一個鐵磁部件圍繞導體(15)固定的固定裝置和用來當所述端部的磁場超過一預定閾值時提供一信號的信號裝置，其特征在于所述端部在與導體(15)內流過的電流方向垂直的方向上，彼此相對且其間具有一間隙(21)，當電流流過所述導體時在所述部件(12)內產生一磁路且在所述間隙內形成磁場，從而所述導體內的電流沖擊將使所述磁場增加并超過所述閾值，所述信號有助于確定何處發生了電流沖擊。
2.權利要求1所述的指示器，其中所述兩端可移動且當所述磁場超過一預定閾值時互相向對方移動，所述信號裝置與所述至少一個部件相連且在所述兩端向對方移動時被觸發。
3.權利要求2所述的指示器，其中所述信號裝置包括一電氣開關。
4.權利要求2所述的指示器，其中所述信號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超過所述閾值時被釋放，而在所述卡銷裝置被釋放時所述信號通過所述至少一個板從所述導體上脫落來提供。
5.權利要求4所述的指示器，進一步包括一連接兩所述鐵磁部件的樞軸。
6.權利要求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，所述彈性片相對于所述導體向外偏。
7.權利要求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，而當所述力超過所述閾值時，所述彈性片在所述兩端向一起靠近時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，而當所述力超過所述閾值時，所述彈性片在所述兩端向一起靠近時從所述卡銷上釋放，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.權利要求6所述的指示器，其中所述至少一個部件包括兩片板，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.權利要求4所述的指示器，進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，以致即使當電流已下降至低于原來建立超過所述閾值的所述磁場的水平時所述力仍然大于所述彈簧的作用，因而如果所述導體通常攜帶正常電流或如果所述鐵磁物質在所述電流作用下磁化，所述磁場在所述沖擊后將不會保特在所述閾值之上。
11.權利要求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塑料止動部件。
12.權利要求4所述的指示器，進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體上的裝置。
13.權利要求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.權利要求4所述的指示器，其中所述部件由鍍鋅鋼制成。
15.權利要求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.權利要求4所述的指示器，其中所述至少一個部件為包在所述導體上的一彈性板。
17.權利要求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.權利要求5所述的指示器，其中所述部件由鍍鋅鋼制成。
19.權利要求6所述的指示器，其中所述片由塑料制成。
20.權利要求4所述的指示器，其中所述至少一板的內側具有吸引視覺注意力的表面。
21.權利要求9所述的指示器，其中所述至少一板的內側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，因而當電流通過導體(15)時端部以一給定的力互相吸引。當該力超過給定閾值時，產生一幫助確定何處發生電流沖擊的信號。該部件可依彈簧負荷而打開，該信號可通過該部件由電流沖擊而釋放因而部件從導體上脫落來提供。導體可為絕緣子的固定線或輸電線的塔梁。
文檔編號G01R31/08GK1116880SQ94190962
公開日1996年2月14日 申請日期1994年1月19日 優先權日1993年1月19日
發明者讓-馬克布爾熱瓦, 吉雷斯·米蘇, 弗朗西斯·拉龍德, 雅克·伯蘭熱 申請人:魁北克水電公司
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