摘要
机械式输电线除冰技术是利用传统的工具通过机构运动方式达到输电线除
冰的目的。由于机械式输电线除冰技术除冰效率高，操作简单，因此受到很多国家的重视，在国内也引起了极高的重视，尤其是各大院校和科研院所。本文从输电线覆冰原理及其危害综合说明了输电线覆冰对人们生产生活的影响，提出了一种新的输电线除冰解决方案。研发一款新式输电线除冰机。
本输电线除冰机主要由4部分组成，行走部分和除冰部分。行走部分主要通过齿轮传动机构实现，除冰部分通过对滚刀具实现除冰。
关键词：输电线除冰 机械式 覆冰
I
Abstract
Mechanical transmission line de-icing technology is used tools by body movements in traditional means to achieve the purpose of transmission line icing. The mechanical transmission line de-icing deicing technology, high efficiency, easy operation. Therefore, the attention by many countries, high in the country also attracted attention, especially in the major universities and research institutes. The ice on the transmission line theory and the consolidated statement of the transmission line against ice impact on people's production and life, to provide new transmission line de-icing solutions. Developing a new transmission line de-icing machine.
The transmission line de-icing machine mainly consists of 4 parts, Chassis parts and de-icing. Walking through the gear transmission part, achieved by de-icing rolling tool to achieve some de-icing.
Key words: Transmission line de-icing; Mechanical; Ice on the line
II
目录
摘要 ................................................................................................................................ I Abstract .......................................................................................................................... II 第1章 绪论 ................................................................................................................1
1.1输电线覆冰概况................................................................................................... 1 1.2输电线覆冰危害及机理 ........................................................................................ 3 1.3国内外相关除冰设备及技术的特点、发展趋势 ..................................................... 4 1.4除冰机研究的内容和意义..................................................................................... 4
第2章 方案设计 ........................................................................................................6
2.1 工作原理 ............................................................................................................ 6 2.2 机构的设计方案 .................................................................................................. 6 2.3 主体结构设计 ................................................................................................... 10
第3章 结构设计 ......................................................................................................12
3.1 传动零件的设计 .............................................................................................. 12 3.1.1 齿轮机构设计 .............................................................................................. 12 3.1.2 轴的设计 ..................................................................................................... 17 3.1.3 轴承校核 .................................................................................................. 20 3.2 除冰机构的设计 .............................................................................................. 23 3.2.1 除冰方式选择 .............................................................................................. 23 3.2.2刀架设计........................................................................................................ 25 3.2.3 除冰机构电机选择 ......................................................................................... 25 3.3 整机三维装配图 ................................................................................................ 26
第4章 功能及创新点 ..............................................................................................29 总结 ..............................................................................................................................30 参考文献 ......................................................................................................................31 致谢 ..............................................................................................................................33
III
第1章 绪论
1.1输电线覆冰概况
输电线路因受结冰危害通常容易引起严重的断线、杆塔倒塌、大面积停电、限电等事故。对电力系统的安全运行造成了严重威胁,也一直是电力系统研究中急待解决的难点问题。据不完全统计,自上世纪50年代以来,我国输电线路便不断遭受覆冰危害。2003年,由覆冰引起的110～500kV输电线路跳闸79次,占总事故的3127%,其中500kV线路跳闸13次;由于覆冰引起110～500kV线路非计划停运47次,占总事故的41。24% 。2004年12月至2005年2月,我国华中电网出现大面积冰灾事故,仅湖南省就有700多万人受灾,直接经济损失超过10亿元。2008年1月,南方多个省份遭受了50年一遇的冰雪灾害,华中、华东部分地区出现长时间持续的大强度、大范围低温雨雪冰冻天气, 导致湖南、江西、浙江、安徽、湖北等地的电网发生倒塔、断线、舞动、覆冰闪络等多种灾害, 湖南电网14条500 kV、44条220 kV和121条110 kV线路停运; 江西电网17条500 kV、57条220 kV和168条110 kV线路停运; 浙江电网23条500 kV、21条220 kV和14条110 kV线路停运, “西电东送”大通道江城、宜华500 kV直流线路损坏严重, 河南、重庆、四川等地的电网也受到不同程度的冲击和破坏。部分地区的线路覆冰厚度达到40～60mm,远远超出了15～20 mm的设计值,如图1-1。贵州500kV骨干网基本瘫痪,华中、华东电网几十条500kV线路倒塔、倒杆、解列和停运,最大电力缺口接近4000万kW。截至2月12日,全国因灾停运线路共35968条,停运变电站1731座, 110～500kV线路倒塔8709座,全国13个省份拉闸限电,共有17个省级电网电力供应紧张。全国受灾人口达1亿多,直接经济损失超过1100亿元。
图1-1 输电线覆冰情况
随着我国经济的高速发展,超高压大容量输电线路越建越多,线路走廊穿越的地理环境更加复杂,如经过大面积的水库、湖泊和崇山峻岭,给线路维护带来很多困难. 而且在严冬及初春季节,我国云贵高原、川陕一带及两湖地区常出现雾凇和雨凇现象,造成架空输电线路覆冰,使线路舞动、闪络、烧伤,甚至断线倒杆,
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使电网结构遭到破坏,安全运行受到严重威胁.在紧急情况下,寻道员用带电操作杆或其它类似的绝缘棒只能为很少的一部分覆冰线路除冰,人工除冰有很高的危险性[1 ]。在国外,一些国家的地理与气候情况与我国相似,甚至一些国家的情况更加恶劣,为了保证电力系统的可靠性,提高高压输电线除冰的效率,减少损失,维护工人的安全,开发一种可以替代或部分替代工人进行除冰作业的新型设备一直是国内外相关研究的热点. 因此,研制安全有效的除冰机械以代替人进行导线除冰具有较好的应用前景和实用意义。
图1-2 铁塔被超过设计承受能力的覆冰载荷压坏
图1-3 铁塔被不均匀覆冰纵向不平衡张力拉坏
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