1、自自动压动压接机接机中国电力科学研究院有限公司中国电力科学研究院有限公司2019年年10月月31日日项目负责人：万项目负责人：万建成建成12一、研究背景二、研究历程三、设计概况四、研究效果及成效1 研究背景研究背景 充分利用5G、国网芯、北斗导航等新技术 部署人脸识别终端、人员定位装置、智能视频/图像监控设备及智能施工装备 遵循统一数据标准 结合工程现场工作实际和专业管理要求 实现工程数据的一次采集，共享共用感知层建设目标：为基建全过程综合数字化管理平台提供底层数据支撑。一次采集共享共用5G国网芯北斗导航现场工作实际专业管理要求人脸识别终端人员定位装置智能监控智能施工装备新技 术新设备结合目标

2、1 研究背景研究背景自动压接机现场大屏监控系统手持式现场拍照器智能安全帽、手环安全带改造起重指挥现场辅助装备钢丝绳拉力控制装置抱杆安全状态监控牵张机智能检测系统安全监控质量提升进度管控对重大风险作业和施工关键环节进行全程监控，辅助管理人员实现远程管理，规范现场作业行为新新的智能施工装备不断的智能施工装备不断涌现涌现1 研究背景研究背景架空输电线路施工中压接质量的好坏直接影响电网的安全稳定运行。作业人员的技能熟练度对压接施工的质量影响很大，且压接属于隐蔽性工程，作业人员无法直接发现压接的问题。凹凸槽漏压钢锚变形、压到不压区铝管漏压1 研究背景研究背景为了避免了人为误操作对压接质量带来的影响，提高

3、工程整体压接质量的一致性，中国电力科学研究院有限公司依托青海-河南800kV特高压直流线路开展自动压接技术研究。原型机1代自动压接机7一、研究背景二、研究历程三、设计概况四、研究效果及成效8月11月12月2月2 研究历程研究历程208年8月22日，公司特高压部组织召开了项目可行性评审会，确定项目研究内容确定项目研究内容。可行性评审会可行性评审会11月20日，公司特高压部组织召开了项目技术方案评审会，确定直线接续管自动压接机方案和耐张线夹自动压接机技术方案，并优先试制耐张线夹自动优先试制耐张线夹自动压接机压接机。技术方案评审会技术方案评审会12月18日，项目组对自动压接机研

4、讨各专业（机械、液压、电控、工艺）试制方案。试制方案研讨试制方案研讨2月13日，项目组确定自动压接机液压系统设计方案。液压系统设计方案研讨液压系统设计方案研讨2月3月4月2 研究历程研究历程162月28日，项目组确定自动压接机呈“山”字型布置，即将液压泵站+压钳+油箱的集成布置方案。整机布置方案研讨整机布置方案研讨3月完成原型机部件加工、组装及调试，经过测试，自动压接机满足导线压接要求。加工、组装及调试加工、组装及调试4月24日，完成原型机厂内试验，试验满足标准要求。加工、组装及调试加工、组装及调试7月8月8月1日，在山东环网工程5标169#塔完成完成自动压接机现场试验自动压接机现场试验。7月

5、17日，国网特高压部在北京组织召开自动压接机现场试验方案评审会，会议确定依托山东环网工程5标开展工程应用试验，为自动压接机大规模应用提供支撑数据。现场试验方案评审现场试验方案评审现场试验现场试验8月8月9日，根据现场应用情况，在中国电力科学研究院确定重量更轻便、结构更紧凑同时可以采集压接过程信息的1代自动压接机改进方案。2 2代机改进方案确定代机改进方案确定9月9月29日，项目组完成软件开发、整机装配并完成调试，实现通过APP程序无线控制自动压接机。自动压接机的各项指标均符合标准要求。1 1代自动压接机装配调试代自动压接机装配调试2 研究历程研究历程11一、研究背景二、研究历程三、设计概况四、

6、研究效果及成效耐张线夹和直线接续管作业条件差异大，接续管在张力场压接，耐张线夹在高空压接平台压接，其中耐张线夹自动化压接需求更强。接续管张力场压接耐张线夹高空压接需有针对性地对耐张线夹和直线接续管开展不同路线的自动化研究。接续管张力场压接1）作业空间场地大；2）运输条件好，对压接机重量和空间尺寸要求低；3）作业安全风险低。耐张线夹高空压接1）作业空间场地小，需使用高空作业平台；2）运输条件差，对压接机重量和空间尺寸要求高；3）作业安全风险高；123.1 作业环境分析3 设计概况设计概况根据输变电工程架空导线（800mm2以下）及地线液压压接工艺规程（DL/T 5285-2018）和大截面导线压

7、接工艺导则（Q/GDW 1571-2014）规定，耐张线夹压接工艺可分为22个工序。13（1）各工序均需人力操作，若实现全工序自动化，将导致压接设备太大，技术经济性较差。（2）从设备可靠性和设备现场维护性的角度出发，现场施工单位对自动化程度高的压接机需求意愿较低。3.2 压接工序分析3 设计概况设计概况14工序合计设备耗时占比8%15%20%30%73%工作强度占比10%15%25%35%85%切割导线剥铝线压接钢管压接铝管有必要针对切线、剥线和压接3个工序开展自动化研究工作，并建议人工换模具，共用压钳，通过压力和流量的控制，实现切线、剥线和压接功能。3 设计概况设计概况垂直结构形式压钳1）单

8、向加载压接，不利于导线脱模；2）模具自动更换困难。3）上、下模构成闭环，引流板通过困难；1）已有压钳，技术成熟；单向加载压接，不利于导线脱模；2）重量可控，作业安全性高；3）研发周期短；水平结构形式压钳1）双向加载压接，有利于脱模；2）更有利于实现自动换模；3）增加压钳之间的空间，有利于耐张线夹通过，适用自动作业。1）设备结构尺寸大，整体重量大，不适用于高空作业；2）大重量将导致紧线临锚系统稳定性变差，存在安全风险；3）制造成本高。153.3 压钳结构分析缺点优点缺点优点耐张线夹自动压接机采用常规压钳，技术成熟，整体重量可控，安全性高。3 设计概况设计概况16序序号号型号型号最大输出最大输出力

9、力/kN额定工作压力、额定工作压力、/MPa活塞行程活塞行程/mm压接范围压接范围/mm质量质量/kg1SY-J-51414352SY-J-460403SY-J-20002000251480904SY-J-250025004814901205SY-J-30003000520kN和3500kN均满足铝管（不含引流板）自动通过的需求，但2500kN存在以下优点：提高压接效率，油缸行程由54mm变为48mm；提高自动压接机悬挂后临锚系统稳定性，压钳重量由210kg变为120kg。3.4 压钳规格型号选型建议耐张线夹自动压接机采用250

10、0kN压钳。3 设计概况设计概况17耐张线夹铝管压接分为铝管（导线侧）压接和铝管（钢锚侧）压接。压接时需要过引流板。若实现引流板自动过压钳，需大幅增加压钳内部空间尺寸，同时存在以下问题：（1）压钳重量大幅增加，不利于高空作业；（2）油缸空行程大幅增加，浪费作业时间；（3）压钳制造成本增加，技术经济性差。3.5 引流板通过方式3 设计概况设计概况建议耐张线夹引流板采用人工通过，降低设备复杂性，提高自动压接机技术经济性。18根据DL/T 5885第4.7.4条规定。压接管压接时有叠模要求，钢管叠模5mm，铝管叠模10mm。使用常规压接机作业时，缺点：压钳重量重，移动困难；施工人员通过移动导线实现叠

11、模，精度差，无法保证叠模的一致性。3.6 压钳步进机构考虑到自动压接机移动导线困难，采用滚珠丝杠+步进电机实现压钳移动，优点：滚珠丝杠传动效率高，精度高，可保证叠模长度的一致性；滚珠丝杠+步进电机组合（配电磁锁紧），避免压钳在作业平台倾斜状态下滑移，影响叠模精度。3 设计概况设计概况19为了方便施工人员操作，适用于分裂导线压接，在高空作业平台上增加了可旋转导轨。在紧线施工作业的过程中，由于分裂导线平行排布具有一定宽度，若无法移动压钳与导线的相对位置，将导致最外侧导线压接时承受一定的弯曲载荷，不利于压接作业，而且会影响压接质量。3.7 压钳旋转机构旋转导轨旋转导轨3 设计概况设计概况203.8

12、压接机控制方式按钮控制自动压接机包括切线、剥线和压接动作，压钳左右移动动作等，会导致按钮过多，操作困难，而且存在误操作的风险。无线移动终端控制无线移动终端控制，需要增加无线通信模块，而且需要开发APP控制系统，开发周期长。应用于第一代自动压接机。有线触摸屏控制有线控制，可靠性高，操作简单。采用参数化控制，开发周期短。应用于原型自动压接机。3 设计概况设计概况21原型自动压接机的控制采用触摸屏控制方式，其优点在于：按压接工序分屏，控制互不干扰；降低作业人员劳动技能的要求，每个压接工艺，屏幕会以示意图形式指导作业，保证作业的正确性。3 设计概况设计概况3 设计概况设计概况第一代自动压接机的控制采用

13、无线PAD控制，其继承一代自动压接机优点外：无线控制使自动压接机操作更灵活自由；节省了平台上的操作空间，使操作人员更舒适。采用了节能控制方案，随着压力需求变化调整电机转速，待机时电磁锁紧装置将设备固定，使设备更加节能可靠。23耐张线夹自动压接机供电方式：直流电池供电；交流发电机供电。（可直接从塔下发电机连接电源线对压接机供电。）3.9 供电方式3 设计概况设计概况直流电池供电直流电池供电交流电源供电交流电源供电3 设计概况设计概况压接施工完成后可形成施工、监理表单，可直接打印，同时可形成数据包提交给物联网接受终端。3.10 记录表单25一、研究背景二、研究历程三、设计概况四、研究成果及成效26

14、序序号号科目科目参数参数1 1整机重量整机重量790kg790kg2 2外形尺寸外形尺寸2000mm2000mm1200mm1200mm（1300+3001300+300）mmmm3 3供电电压供电电压直流电池、交流电源均可直流电池、交流电源均可4 4电池容量电池容量16.8Ah16.8Ah（约（约8 8根管）根管）5 5配套压钳型号配套压钳型号2500kN2500kN6 6适用金具适用金具1250mm1250mm导线及以下耐张线夹导线及以下耐张线夹,900mm900mm及以下接续管。及以下接续管。7 7油路最大压力油路最大压力70MPa70MPa8 8控制形式控制形式触摸屏触摸屏9 9对边距

15、测量对边距测量数据记录数据记录手机辅助记录手机辅助记录4 研究研究成果及成果及成效成效4.1 自动压接机技术参数18序序号号科目科目参数参数1 1整机重量整机重量630kg630kg2 2外形尺寸外形尺寸2000mm2000mm1200mm1200mm（1100+4001100+400）mmmm3 3供电电压供电电压直流电池、交流电源均可直流电池、交流电源均可4 4电池容量电池容量16.8Ah16.8Ah节能方案（约节能方案（约1313根管）根管）5 5配套压钳型号配套压钳型号2500kN2500kN6 6适用金具适用金具1250mm1250mm导线及以下耐张线夹导线及以下耐张线夹,900mm

16、900mm及以下接续管。及以下接续管。7 7油路最大压力油路最大压力70MPa70MPa8 8控制形式控制形式无线无线PADPAD9 9对边距测量对边距测量数据记录数据记录APPAPP程序录入程序录入一代一代自动压接机自动压接机二代二代自动压接机自动压接机4 研究研究成果及成果及成效成效4.2 压接试验-对边距为了验证自动压接机的压接效果，以JL1/G2A-1250/100-84/19导线为样品进行了试压接，压接样品如下图所示，压后检测数据下表所示。试件编号金具变形对边距（mm）单项判定压接管扭曲压接管弯曲最大允许值最大测量值1#-1无无69.0068.91合格1#-2无无69.0068.88

17、合格2#-1无无69.0068.92合格2#-2无无69.0068.90合格3#-1无无69.0068.87合格3#-2无无69.0068.89合格4#-1无无69.0068.86合格4#-2无无69.0068.93合格4 研究研究成果及成果及成效成效4.2 压接试验-握力从试验结果压接试件的试验拉力均大于导线95%RTS（313.8kN），研制的自动压接机的压接效果满足标准要求。表表 握力试验结果握力试验结果试件编号试验最大拉力（kN）有无破坏有无滑移单项判定1#330.1无无合格2#330.7无无合格3#330.7无无合格4#330.8无无合格4 研究研究成果及成果及成效成效4.3 工程应

18、用验证耐张线夹自动压接机高空压接适用性，在山东潍坊临沂枣庄石家庄特高压交流工程5标开展一代自动压接机现场压接试验，试验结果符合标准要求。4.4 二代自动压接机优点194 研究研究成果及成果及成效成效1 12 23 34 4 压接质量好压接质量好高精度滚珠丝杠配合闭环控制液压系统，确保精确控制每一高精度滚珠丝杠配合闭环控制液压系统，确保精确控制每一步步行进距离行进距离和每一模压力控制，对边距尺寸、弯曲度和每一模压力控制，对边距尺寸、弯曲度100%100%合格。合格。重量轻重量轻相比相比于原型机于原型机1 1代自动压接机重量代自动压接机重量更轻便，整机重更轻便，整机重量约为量约为630kg630k

19、g。环保无噪音环保无噪音采用采用220V220V直流锂电池或交流电源供电，相比于传统燃油发动机液压泵站噪直流锂电池或交流电源供电，相比于传统燃油发动机液压泵站噪音更小且无尾气排放，使人员作业环境更加舒适，施工过程更加环保。音更小且无尾气排放，使人员作业环境更加舒适，施工过程更加环保。节能可靠节能可靠随着压力需求变化调整电机转速，待机时电磁锁紧装置将设随着压力需求变化调整电机转速，待机时电磁锁紧装置将设备固定，使设备更加节能可靠。备固定，使设备更加节能可靠。194 研究研究成果及成果及成效成效5 56 67 7现场使用方便现场使用方便扇形导轨可左右调整自动压接机的行进角度，更能适应多分列扇形导轨可左右调整自动压接机的行进角度，更能适应多分列导线的实际施工需求。导线的实际施工需求。节省劳动强度节省劳动强度导引式一键操作导引式一键操作使得通常需要三人完成的压接作业量只使得通常需要三人完成的压接作业量只需二人即可需二人即可完成，降低了压接施工技能熟练度依赖。完成，降低了压接施工技能熟练度依赖。信息化程度高信息化程度高压接施工完成后可形成监理表单直接打印，同时可形成数据包提交给物联压接施工完成后可形成监理表单直接打印，同时可形成数据包提交给物联网接受终端。网接受终端。4.4 二代自动压接机优点汇报完毕 感谢观看