[发明专利]一种基于输电线路滑轮辗压铲刮的除冰方法

摘要

本发明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，包括步骤：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；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，工人拉动滑轮移动至水平张力值最大一档的线缆处，给滑轮上加力并让滑轮上的刀片清除掉该水平张力值最大一档的冰；采用冒泡法得出剩余档水平张力值中最大的一档，工人拉动滑轮移动至剩余档中水平张力值最大一档的线缆处，给滑轮上加力并清除掉该水平张力值最大一档的冰，直至各档导线的覆冰被全部除掉。本除冰方法安全、减小了除冰过程中杆塔的不平衡张力。

主权项

一种基于输电线路滑轮辗压铲刮的除冰方法，除冰时工人拉动滑轮在输电线路上行走而铲除导线覆冰，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to，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： Δl i ≈ l io cos β i 0 2 ( 1 + γ i 2 l i 0 2 8 σ i 0 2 ) × { l i 0 2 cos β i 0 2 24 [ ( γ 0 σ 0 ) 2 - ( γ i σ i 0 ) 2 ] + ( σ i 0 - σ 0 E cos β i 0 ) + α ( t - t 0 + ϵ j α ) - Δh i 2 l i 0 cos β i 0 2 }    (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；li0——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问高差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l／℃，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： Δ h i = ( λ - λ 2 - δ i 2 ) - ( λ - λ 2 - β i - 1 2 ) = λ 2 - β i - 1 2 - λ 2 - δ i 2 ( 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 = { ( G i 2 A + γ i l i 0 2 cos β i 0 + γ ( i + 1 ) l ( i + 1 ) 0 2 cos β ( i + 1 ) 0 + σ io h i 0 l i 0 ) + σ io δ i λ i 2 - δ i 2 } ÷ ( 1 δ i λ i 2 - δ i 2 + h ( i + 1 ) 0 l ( i + 1 ) 0 ) ( N / mm 2 )       (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，工人拉动滑轮移动至水平张力值最大一档的线缆处，给滑轮上加力并让滑轮上的刀片清除掉该水平张力值最大一档的冰，跳转至步骤c；c、采用冒泡法得出剩余档水平张力值中最大的一档，工人拉动滑轮移动至剩余档中水平张力值最大一档的线缆处，给滑轮上加力并清除掉该水平张力值最大一档的冰，重复步骤C，直至各档导线的覆冰被全部除掉。