一种基于输电线路线缆除冰机器人的除冰方法技术

本发明专利技术公开了一种基于输电线路线缆除冰机器人的除冰方法，除冰时除冰机器人在输电线路线缆上移动除冰，包括以下步骤：对输电线路内各档的线缆水平张力进行计算，得出覆冰时各档水平张力值；将得到的各档水平张力值进行比较，得出水平张力值最大的一档，除冰机器人移动至水平张力值最大一档的线缆处，启动除冰机器人的除冰电机，清除掉该水平张力值最大一档一半的冰；采用冒泡法得出剩余档水平张力值中最大的一档，除冰机器人移动至剩余档中水平张力值最大一档的线缆处，启动除冰机器人的除冰电机，清除掉该水平张力值最大一档一半的冰，直至各档导线的覆冰被全部除掉。本除冰方法安全、减小除冰过程中杆塔不平衡张力。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，除冰时除冰机器人在输电线路线缆上移动除冰，包括以下步骤：对输电线路内各档的线缆水平张力进行计算，得出覆冰时各档水平张力值；将得到的各档水平张力值进行比较，得出水平张力值最大的一档，除冰机器人移动至水平张力值最大一档的线缆处，启动除冰机器人的除冰电机，清除掉该水平张力值最大一档一半的冰；采用冒泡法得出剩余档水平张力值中最大的一档，除冰机器人移动至剩余档中水平张力值最大一档的线缆处，启动除冰机器人的除冰电机，清除掉该水平张力值最大一档一半的冰，直至各档导线的覆冰被全部除掉。本除冰方法安全、减小除冰过程中杆塔不平衡张力。【专利说明】
本专利技术涉及的是一种除冰方法，具体地说是一种适用于输电线路机器人除冰的方法。
技术介绍
输电线路上的覆冰和积雪，常引起线路跳闸、断线，倒杆、绝缘子闪络等事故。在2008年，我国南方地区发生了极端冰雪灾害，共造成超过36000条IOkV及以上输电线、2000多座35kV及以上变电站的停运，对我国电网和国民经济造成了极大的损失。自20世纪50年代以来，世界各国持续对输电线路覆冰进行研究，探索覆冰机理、覆冰形成条件、覆冰灾害的防御方法等。目前的除冰方法主要分为热力除冰方式和机械除冰方式，其中机械除冰方法以机器人除冰方法发展为代表，有着成本低，操作简单，耗能少，效率高的特点。哈尔滨工程大学在2012年专利技术的输电线路线缆除冰机器人，其采用主体越障装置、除冰小车、伸缩臂，除冰小车和伸缩臂均有两个，两个伸缩臂分别安装在主体越障装置的两端，两个除冰小车分别安装在两个伸缩臂上。主体越障装置和两伸缩臂以及伸缩臂上除冰小车相互配合从而能够实现3根线缆同时除冰，可应用于35kV、66kV、110kV等高压线路上2根线缆水平布置的线路上进行自动除冰作业，能实现一个机器人一次同时对3根线缆进行除冰，不仅可以跨越线缆上的障碍，而且可以越过杆塔，实现多档线路上的连续作业，避免了线路工人每到一个杆塔就需要反复登杆、塔安装和卸载机器人。但是在该线路机器人除冰的研究中，还未注意到线路机器人除冰所带来的负效应。在对2008年覆冰灾害中倒塔线路的分析中，发现杆塔两端的不平衡力引起杆塔直接倒塔以及牵引倒塔是导致大范围倒塔的重要原因。在覆冰比较严重时，杆塔两侧的不平衡力会超过其设计强度，导致倒塔故障。在采用线路机器人除冰时，即使输电线路覆冰不是很严重，杆塔上也可能出现超过其设计强度的不平衡力，这将导致机械除冰的负效应。因此，为了保证线路机器人除冰的有效应用，需要对该线路机器人除冰的方法进行研究。
技术实现思路
针对以上现有技术中的不足，本专利技术的目的在于提供一种安全除冰、减小除冰过程中杆塔不平衡张力的基于输电线路线缆除冰机器人的除冰方法，为达到上述目的，本专利技术的技术方案是:，除冰时除冰机器人在输电线路线缆上移动除冰，包括以下步骤:A、对输电线路上各档的线缆水平张力进行计算，得出覆冰时各档水平张力值，包括步骤:A1、现场获取导线型号，查表得导线型号对应的弹性系数E、截面积A、单位长度质量q，各档档距Iitl，各档高差、高差角Pitl，各基直线塔上悬垂绝缘子串的长度Xi(Hi)及由悬垂绝缘子串型号查表得垂向荷载Gi (N)，现场温度计测量得到除冰时的温度t、导线覆冰厚度b，架线时温度t。，架线气温下各档水平应力ο。；A2、步骤1、列出档距变化与电线应力间的关系:【权利要求】1.，除冰时除冰机器人在输电线路线缆上移动除冰，其特征在于包括以下步骤: A、对输电线路上各档的线缆水平张力进行计算，得出覆冰时各档水平张力值，包括步骤:Al、现场获取导线型号，查表得导线型号对应的弹性系数E、截面积A、单位长度质量q，各档档距Iitl，各档高差、高差角Pitl，各基直线塔上悬垂绝缘子串的长度Xi(H1)及由悬垂绝缘子串型号查表得垂向荷载Gi (N)，现场温度计测量得到除冰时的温度t、导线覆冰厚度b，架线时温度h，架线气温下各档水平应力σ。； Α2、步骤1、列出档距变化与电线应力间的关系: 2.根据权利要求1所述的基于输电线路线缆除冰机器人的除冰方法，其特征在于:所述除冰机器人包括主体樾障装置、除冰小车、伸缩臂，除冰小车和伸缩臂均有两个，两个伸缩臂分别安装在主体樾障装置的两端，两个樾障装置分别安装在两个伸缩臂上，所述的主体樾障装置包括除冰机构、驱动机构、夹紧机构、支撑机构、樾障机构，驱动机构包括驱动电机和电机座，除冰机构和夹紧机构与电机座固定，支撑机构的上端连接电机座，支撑机构固定在樾障机构上；所述的除冰机构，驱动机构、夹紧机构、支撑机构有两组且对称相向布置。3.根据权利要求1所述的基于输电线路线缆除冰机器人的除冰方法，其特征在于:所述输电线路为连续档线路。【文档编号】H02G1/02GK103490339SQ201310418516【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日 【专利技术者】游步新, 姜丁尤, 冯云川, 徐嘉, 冯豪, 谢云云, 张莲花, 殷明慧 申请人:国家电网公司, 国网重庆市电力公司江津供电分公司, 南京理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于输电线路线缆除冰机器人的除冰方法，除冰时除冰机器人在输电线路线缆上移动除冰，其特征在于包括以下步骤：A、对输电线路上各档的线缆水平张力进行计算，得出覆冰时各档水平张力值，包括步骤：A1、现场获取导线型号，查表得导线型号对应的弹性系数E、截面积A、单位长度质量q，各档档距li0，各档高差、高差角βi0，各基直线塔上悬垂绝缘子串的长度λi(m)及由悬垂绝缘子串型号查表得垂向荷载Gi(N)，现场温度计测量得到除冰时的温度t、导线覆冰厚度b，架线时温度t0，架线气温下各档水平应力σ0；A2、步骤1、列出档距变化与电线应力间的关系：Δli≈liocosβi02(1+γi2li028σi02)×{li02cosβi0224[(γ0σ0)2-(γiσi0)2]+(σi0-σ0Ecsoβi0)+α(t-t0+ϵjα)-Δhi2li0cosβi02}(式1)式中σi0——待求值，为第i档在气温为t、比载为γi下的电线水平应力(N/mm2)；σ0——架线气温下各档水平应力，可通过架线设计图纸查得或公式计算得到；1i0——各档档距；γ0、γi—导线覆冰前比载和导线覆冰后比载，γ0为q*g/A，γi为q*g/A+0.027728(b(b+D)/A)，其中q为导线单位长度质量，g为重力加速度，A为导线截面积，b为导线覆冰厚度，D为导线外径；Δli——为第i档档距比架线情况悬垂绝缘子串处于中垂位置时档距的增长量，单位为m；Δhi——为第i档两端悬垂绝缘子串偏斜后悬挂点间高差hi0的变化量，单位m，右悬挂点高于左悬挂点时高差角βi0为正值；t、t0——分别为现场测得的除冰时气温和架线时气温，t0一般取25℃；α——导线膨胀系数，单位为1/℃，根据导线型号查表得；步骤2、列出第i档高差变化与第i基塔悬挂点偏移间的关系式：Δhi=(λ-λ2-δi2)-(λ-λ2-δi-12)=λ2-λi-12-λ2-δi2(m)???????????(式2)式中Δhi——待求值，第i档高差hi0的增量δi、δi?1——待求值，与档距的增长量值一样，分别为第i档及第i?1档上悬挂点偏移的水平距离，其中两端耐张塔上悬挂点偏移的水平距离δ为0；λ——各杆塔上的悬垂绝缘子串长度，其中两端耐张塔上也假定有悬垂绝缘子串其长度也为λ；步骤3、列出悬垂绝缘子串偏斜与电线应力间的关系方程：σ(i+1)o={(Gi2A+γili02cosβi0+γ(i+1)l(i+1)02cosβ(i+1)0+σiohi0li0)+σioδiλi2-δi2}÷(1δiλi2-δi2+h(i+1)0l(i+1)0)(N/mm2)???????(式3)式中δi——δi＝δi?1+Δli，单位为m；A——导线弹性系数和截面积，根据导线型号查表得；γi——导线覆冰后比载，γi为q*g/A+0.027728(b(b+D)/A)，其中q为导线单位长度质量，g为重力加速度，A为导线截面积，b为导线覆冰厚度，D为导线外径；δi——待求值，与档距的增长量值一样，第i档两端基塔上悬挂点偏移的水平距离，其中两端耐张塔的δ为0；Gi、λ——各杆塔上的悬垂绝缘子串的垂向荷载及长度，其中两端耐张塔上也假定有悬垂绝缘子串其长度也为λ；li0——各档档距；hi0、h(i+1)0——悬垂绝缘子串均处于中垂位置时，分别为第i基直线塔上电线悬挂点对邻塔第i?1和第i+1基悬挂点间的高差，单位为m，大号比小号塔高者h本身值为正值，反之为负值；βi0——各档高差角；步骤4、将式1式2式3组成一个方程组，共有3n个方程，有Δli、Δhi、σi0共3n个未知数，编制计算程序求解，将得出的各档水平应力σi0乘以导线截面积即为所求各档水平张力；B、将步骤A中得到的各档水平张力值进行比较，得出水平张力值最大的一档，除冰机器人移动至水平张力值最大一档的线缆处，启动除冰机器人的除冰电机，清除掉该水平张力值最大一档一半长度的冰，跳转至步骤c；c...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：游步新，姜丁尤，冯云川，徐嘉，冯豪，谢云云，张莲花，殷明慧，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网重庆市电力公司江津供电分公司，南京理工大学，
类型：发明
国别省市：