[發明專利]一種基于輸電線路線纜除冰機器人的除冰方法

有效

• 申請號: 201310418516.3
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103490339A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 游步新;姜丁尤;馮云川;徐嘉;馮豪;謝云云;張蓮花;殷明慧
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網重慶市電力公司江津供電分公司;南京理工大學
• 主分類號: H02G1/02
• 分類號: H02G1/02
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

1.一種基于輸電線路線纜除冰機器人的除冰方法，除冰時除冰機器人在輸電線路線纜上移動除冰，其特征在于包括以下步驟：

A、對輸電線路上各檔的線纜水平張力進行計算，得出覆冰時各檔水平張力值，包括步驟：A1、現場獲取導線型號，查表得導線型號對應的彈性系數E、截面積A、單位長度質量q，各檔檔距l_i0，各檔高差、高差角β_i0，各基直線塔上懸垂絕緣子串的長度λ_i(m)及由懸垂絕緣子串型號查表得垂向荷載G_i(N)，現場溫度計測量得到除冰時的溫度t、導線覆冰厚度b，架線時溫度t₀，架線氣溫下各檔水平應力σ₀；

A2、步驟1、列出檔距變化與電線應力間的關系：

Δli≈liocosβi02(1+γi2li028σi02)×{li02cosβi0224[(γ0σ0)2-(γiσi0)2]+(σi0-σ0Ecsoβi0)+α(t-t0+ϵjα)-Δhi2li0cosβi02}]]>(式1)

式中σ_i0——待求值，為第i檔在氣溫為t、比載為γ_i下的電線水平應力(N/mm²)；

σ₀——架線氣溫下各檔水平應力，可通過架線設計圖紙查得或公式計算得到；

1_i0——各檔檔距；

γ₀、γ_i—導線覆冰前比載和導線覆冰后比載，γ₀為q*g/A，γ_i為q*g/A+0.027728(b(b+D)/A)，其中q為導線單位長度質量，g為重力加速度，A為導線截面積，b為導線覆冰厚度，D為導線外徑；

Δl_i——為第i檔檔距比架線情況懸垂絕緣子串處于中垂位置時檔距的增長量，單位為m；

Δh_i——為第i檔兩端懸垂絕緣子串偏斜后懸掛點間高差h_i0的變化量，單位m，右懸掛點高于左懸掛點時高差角β_i0為正值；

t、t₀——分別為現場測得的除冰時氣溫和架線時氣溫，t₀一般取25℃；

α——導線膨脹系數，單位為1/℃，根據導線型號查表得；

步驟2、列出第i檔高差變化與第i基塔懸掛點偏移間的關系式：

Δhi=(λ-λ2-δi2)-(λ-λ2-δi-12)=λ2-λi-12-λ2-δi2(m)]]>???????????(式2)

式中Δh_i——待求值，第i檔高差h_i0的增量

δ_i、δ_i-1——待求值，與檔距的增長量值一樣，分別為第i檔及第i-1檔上懸掛點偏移的水平距離，其中兩端耐張塔上懸掛點偏移的水平距離δ為0；

λ——各桿塔上的懸垂絕緣子串長度，其中兩端耐張塔上也假定有懸垂絕緣子串其長度也為λ；

步驟3、列出懸垂絕緣子串偏斜與電線應力間的關系方程：

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δ_i——δ_i＝δ_i-1+Δl_i，單位為m；

A——導線彈性系數和截面積，根據導線型號查表得；

γ_i——導線覆冰后比載，γ_i為q*g/A+0.027728(b(b+D)/A)，其中q為導線單位長度質量，g為重力加速度，A為導線截面積，b為導線覆冰厚度，D為導線外徑；

δ_i——待求值，與檔距的增長量值一樣，第i檔兩端基塔上懸掛點偏移的水平距離，其中兩端耐張塔的δ為0；

Gi、λ——各桿塔上的懸垂絕緣子串的垂向荷載及長度，其中兩端耐張塔上也假定有懸垂絕緣子串其長度也為λ；

l_i0——各檔檔距；

h_i0、h_(i+1)0——懸垂絕緣子串均處于中垂位置時，分別為第i基直線塔上電線懸掛點對鄰塔第i-1和第i+1基懸掛點間的高差，單位為m，大號比小號塔高者h本身值為正值，反之為負值；

β_i0——各檔高差角；

步驟4、將式1式2式3組成一個方程組，共有3n個方程，有Δl_i、Δh_i、σ_i0共3n個未知數，編制計算程序求解，將得出的各檔水平應力σ_i0乘以導線截面積即為所求各檔水平張力；

B、將步驟A中得到的各檔水平張力值進行比較，得出水平張力值最大的一檔，除冰機器人移動至水平張力值最大一檔的線纜處，啟動除冰機器人的除冰電機，清除掉該水平張力值最大一檔一半長度的冰，跳轉至步驟c；

c、采用冒泡法得出剩余檔水平張力值中最大的一檔，除冰機器人移動至剩余檔中水平張力值最大一檔的線纜處，啟動除冰機器人的除冰電機，清除掉該水平張力值最大一檔一半長度的冰，重復步驟c，直至各檔導線的覆冰被全部除掉。