摘要：采用实时检测各个绝缘测距绳的伸出长度和角度传感器数值来计算换算成绝缘作业平台的实际工作幅度，并通过与设定的最大工作幅度进行比较，实现对作业平台的幅度控制，改变绝缘高空作业无法进行幅度限制的现状。
关键词：绝缘高空作业车；幅度限制
前言
随着经济和社会的发展，人们对电力供应的维护与快速响应的要求不断提高，能够快速响应并具有作业效率高、升空便利、作业范围大、电气绝缘性能好等优点和能够带电作业的绝缘高空作业车在电力、电信等行业广泛应用。
现有技术中绝缘高空作业车通常采用双折叠+双伸缩的混合臂架结构形式，而且为了满足带电作业的对地绝缘性能，上伸缩臂的末节臂一般采用绝缘材料制作。为了满足低空带电体对地面作业人员的保护，下臂在接近转台处设有一段辅助绝缘段，辅助绝缘段的设置造成无法在上伸缩臂上安装电子传感器来检测上伸缩臂的仰角和伸长量信号，进而无法实现对臂架作业状态进行幅度控制的实时监测，通常是操作人员在工作平台上根据经验进行人工判断、手动控制臂架跨越障碍物或避让障碍物操作的安全动作，此只凭借操作人员的操作经验进行安全动作存在安全隐患，若操作人员对现场工况或作业车操作不熟会导致整车稳定性下降、发生危险甚至车体倾翻。
本文提供一种绝缘高空作业车工作平台自动限幅方法，可以无需在上绝缘折叠臂架上布设限幅电器元件的前提下实现折叠臂架自动限幅，进而实现保证整车的稳定性、防止绝缘作业平台因超过作业幅度范围要求出现整车倾翻或臂架损坏。
1、检测装置布置方案
为在作业过程实现中对绝缘高空作业车工作平台进行自动限幅，本文在臂架系统中安装检测传感方案如下：
下臂倾角检测传感器设置在下臂位于辅助绝缘段后方的靠近转台铰接位置的根部金属段上；
下臂长度检测传感器、上臂变幅检测传感器和上臂长度检测传感器均包括绝缘测距绳和绝缘测距绳收放测量机构，各个绝缘测距绳的一端均固定并缠绕安装在对应的绝缘测距绳收放测量机构上，各个绝缘测距绳收放测量机构均设置在基础节臂位于辅助绝缘段后方的靠近转台铰接位置的根部金属段上，绝缘测距绳收放测量机构具有自回卷结构，上臂变幅检测传感器和上臂长度检测传感器还包括绝缘导绳轮，两件绝缘测距绳导向轮均架设安装在基础伸缩臂末节端部的铰接位置；下臂长度检测传感器的绝缘测距绳的另一端与基础伸缩臂末节的尾部连接；上臂变幅检测传感器的绝缘测距绳的另一端通过与其对应的绝缘导绳轮的导向与二节臂的尾部连接；上臂长度检测传感器的绝缘测距绳的另一端通过与其对应的绝缘导绳轮的导向与主绝缘端的尾部连接；
电控机构包括中央处理器、数据采集反馈回路、绝缘作业平台幅度计算输出回路、数据比较回路、限幅控制回路和控制器，中央处理器分别与下臂倾角检测传感器和控制器电连接，中央处理器分别与下臂长度检测传感器、上臂变幅检测传感器和上臂长度检测传感器的绝缘测距绳收放测量机构电连接，控制器与车载液压系统电连接。
下臂长度检测传感器的绝缘测距绳、上臂变幅检测传感器的位于下臂部分内的绝缘测距绳、上臂长度检测传感器的位于下臂部分内的绝缘测距绳均平行于下臂部分的中心轴线设置；上臂长度检测传感器的位于上臂部分内的绝缘测距绳平行于上臂部分的中心轴线设置。
图1
上臂变幅检测传感器的绝缘导绳轮和上臂长度检测传感器的绝缘导绳轮同轴安装、且二者尺寸相同。
图1为作业平台限幅装置在臂架总成上的安装结构示意图
图中：1、基础节臂，11、辅助绝缘段，2、基础伸缩臂，3、二节臂，4、二节伸缩臂，41、主绝缘端，5、下臂倾角检测传感器，6、下臂长度检测传感器，7、上臂变幅检测传感器，8、上臂长度检测传感器。
2、数据采集
设定基础伸缩臂和二节伸缩臂处于完全缩入的初始状态时下臂部分初始长度为L0下，上臂部分初始长度为L0上，下臂部分与水平面起始角度为A1，此时下臂倾角检测传感器读取角度为A1；
设定上臂部分与下臂部分的起始角度为A2，下臂长度检测传感器的绝缘测距绳被拉出的起始长度为L1，上臂变幅检测传感器的绝缘测距绳被拉出的起始长度为L2，上臂长度检测传感器的绝缘测距绳被拉出的起始长度为L3；
当下臂部分抬起后，设定下臂部分与水平面的角度为A1'；
当上臂部分相对于下臂部分抬起后，设定上臂部分与下臂部分的角度为A2'，上臂变幅检测传感器的绝缘测距绳的长度为L2'，上臂长度检测传感器的绝缘测距绳的长度为L3'；
设定下臂部分基础伸缩臂的第n节臂伸出一段距离后，下臂长度检测传感器的绝缘测距绳的长度为L1'；
在下臂部分总长度保持初始状态、上臂部分和下臂部分的角度保持初始状态、上臂部分二节伸缩臂的第m节臂伸出一段距离后，设定上臂长度检测传感器的绝缘测距绳的长度为L3"；
设定上臂变幅检测传感器绝缘测距绳收放测量机构的绝缘测距绳出口位置至绝缘测距绳与上臂变幅检测传感器的绝缘导绳轮相切点c之间的距离为L31，上臂变幅检测传感器与二节臂尾部连接的绝缘测距绳末端至绝缘测距绳与上臂变幅检测传感器的绝缘导绳轮相切点d之间的距离为L33，则，在上臂部分和下臂部分均位于初始状态时，上臂变幅检测传感器的绝缘测距绳绕在上臂变幅检测传感器的绝缘导绳轮上的长度L32为
L32=L3－L31－L33；
设定上臂长度检测传感器绝缘测距绳收放测量机构的绝缘测距绳出口位置至绝缘测距绳与上臂长度检测传感器的绝缘导绳轮相切点a之间的距离为L21，上臂长度检测传感器与主绝缘端尾部连接的绝缘测距绳末端至绝缘测距绳与上臂长度检测传感器的绝缘导绳轮相切点b之间的距离为L23，则，在上臂部分和下臂部分均位于初始状态时，上臂长度检测传感器的绝缘测距绳绕在上臂长度检测传感器的绝缘导绳轮上的长度L22为
L22=L2－L21－L23；
设定上臂变幅检测传感器的绝缘导绳轮的绳槽中径为R1，上臂长度检测传感器的绝缘导绳轮的绳槽中径为R2；
当上臂部分和下臂部分从初始状态变化到某一位置时，下臂部分与水平面角度为A1'，此时上臂变幅检测传感器的绝缘测距绳绕在上臂变幅检测传感器的绝缘导绳轮上的长度L32'为
；
此时上臂长度检测传感器的绝缘测距绳绕在上臂长度检测传感器的绝缘导绳轮上的长度L22'为
L22'=L2'-[L21+（L1'-L1）]-L23；
此时上臂部分相对于下臂部分的角度变化为
；
此时下臂部分长度为L下=L0下+（L1'-L1）；
此时上臂部分长度为
；
3、作业幅度计算
根据各传感器检测反馈数据，计算绝缘高空作业平台的实际工作幅度R如下：
4、幅度比较限制
本绝缘高空作业车绝缘作业平台的设定最大工作幅度为R0，当中央处理器根据绝缘作业平台幅度计算输出回路计算反馈的实际工作幅度R小于设定的最大工作幅度R0时，中央处理器输出信号给控制器、允许操作者进行增大工作幅度的操作动作；当中央处理器根据绝缘作业平台幅度计算输出回路计算反馈的实际工作幅度R大于或等于设定的最大工作幅度R0时，中央处理器输出信号给控制器、限制操作者进行增大工作幅度的所有操作动作。
5、结论
与现有技术相比，本文提出的绝缘高空作业车的作业平台限幅采用实时检测各个绝缘测距绳的伸出长度和角度传感器数值来计算换算成绝缘作业平台的实际工作幅度，并通过与设定的最大工作幅度进行比较，进而实现对作业平台的幅度控制，能够无需在上绝缘折叠臂架上布设限幅电器元件的前提下实现折叠臂架的自动限幅，从而实现保证整车的稳定性、防止绝缘作业平台因超过作业幅度范围要求出现整车倾翻或臂架损坏。
论文作者:李培启
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/7
标签：上臂论文; 传感器论文; 臂部论文; 作业论文; 长度论文; 幅度论文; 伸缩论文; 《电力设备》2018年第24期论文;