高压输电线路除冰机器人机械本体结构的研究

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从 2008年 1月 10日至 2月初，我国华中、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，导致输电线路发生倒塔 、断线 、舞动、覆冰闪络和脱冰跳跃等多种灾害，给湖南 、江西 、安徽、湖北 、河南等 16省(区、市 )的电网造成建国以来罕见的严重损坏。国家电网公司系统的500kV线路杆塔倒塌 506处、受损 142处、断线 799处、跳闸 260次，220kV线路杆塔倒塌821处、受损 239处、断线 1330处、跳闸 895次。雪灾造成国家电网公司直接财产损失达 105亿元，灾后电网恢复重建和改造需要大量资金投入。运行中的导线由于输送电能而发热，结冰初期 ，有- 部分冰会被导线的热量所融化，但是由于大气温度与湿度对结冰十分有利 ，同时冻雨的粘附力比较强，使得结冰速度很快超过了融冰速度 ，因而导线上的覆冰也会越来越厚，不断加重的覆冰使导线张力持续增大，累积到-定程度将引发导线抽丝、断线破坏，导致线路停运。对于停运的线路，由于导线表面温度很低，覆冰将更严重，更容易导致断线的发生。为了减轻冰雪灾害对输电线路造成的不利影响，国内外进行了各种除冰技术研究工作，主要有热力除冰、机械除冰、自然被动除冰以及其它除冰方法，这些方法都存在着不同程度的不足。

针对高压输电导线覆冰情况，提出-种除冰机器人结构方案。主要由移动机构、除冰机构、电源系统和控制系统组成，可以通过邑的方式沿架空输电线路移动，利用撞击力清除线路覆冰，维护架空输电线路持续、安全、稳定地运行，并在覆冰线路上实验，验证了机器人可靠性和实用性。

2线路覆冰情况导线覆冰按其特征-般可分为雨淞(又称冻雨)、混合淞、雾淞、湿雪等，其中对线路危害最大的是雨淞和混合淞。雨淞(冻雨)为透明或半透明状，分布均匀、坚硬，密度为 0.9g/cm ，粘附力很来稿日期：2012-06-14作者简介：曹 雷 ，(1981-)，男，山东泰安人，学士，机械工程师，主要研究方向：电力特种机器人、智能机器人152 机械设计与制造No.4Apr.201321.61.5·8·40>-.4-·8- 1.2- 1.6- 2(xl0 )厂 。、 、、 l、 、 ， 1.41.21·8。 ·6.4.20-.2-.4-.60 25 5O 75 1oo 12512.5 37.5 62.5 87.5 l 12.5nME图5摇杆的角速度Fig.5 Velocity of the Rocker by Angular(xl0 )r l I I fI I- / 、0 25 5O 75 100 12512.5 37.5 62.5 87.5 l2.5TIME图6摇杆的角加速度Fig.6 Acceleration of the Rocker by Angular结果适合各种复杂的模型的动力学分析，对于平面连杆机构的设计具有-定的指导意义。