一种架空输电线路覆冰舞动抑制装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及输电线路辅助设备，具体为一种架空输电线路覆冰舞动抑制装置。


背景技术：

[0002]
架空电力线路终年暴露在野外，受地理位置和环境条件的影响较为严重，容易遭受覆冰或大风导致导线舞动，即使在覆冰不严重或非大风的情况下，电力线路也会下降弧度降幅增大，容易使线路产生舞动，危害线路安全运行。我国架空电力线路通道环境复杂，输电线路架设经常要长距离穿越高海拔地区、湖泊等地形复杂地区，运行状态受地理位置和环境条件的影响大，在雨雪天气、湿度、海拔、地形、风等局部地域气候环境因素作用下易出现覆冰舞动或脱冰跳动的现象，需要采取有效针对性措施消除覆冰舞动影响，以保证输电线路安全和电网稳定运行。
[0003]
高电压等级输电线路具有分裂数多、导线截面大、架线高大等有利于产生舞动的特点。输电线路一旦出现覆冰舞动情况，受局部地区地理、气象数据和设计不当、覆冰监测缺失等因素综合影响，易出现冰情难以掌握造成轻冰害恶化为重冰害、发生覆冰舞动的情况。覆冰舞动在持续风力作用下，易导致线路相间短路、金具和绝缘子损伤、导线烧伤等情况，持续高强度舞动会造成线路超设计张力导致倒塔断线严重故障发生。
[0004]
现有技术经常采用在导线两端设置重物拉拽机构提高导线张力的方法抑制导线的下垂和舞动，但是电力线路一般长度较大，采用现有技术在导线两端设置重物拉拽机构显现是不可实施的。
[0005]
现有技术还常采用在导线上挂设防舞装置或在多跟导线之间加装防舞支架的方式来抑制导线的舞动，但是存在安装困难，安装后不易拆卸等问题。


技术实现要素：

[0006]
本实用新型的目的在于提供一种架空输电线路覆冰舞动抑制装置，利用拉拽覆冰导线原理抑制覆冰导线的舞动及脱冰跳动，结构新颖，装卸方便，使用安装成本低。
[0007]
为解决上述问题，本实用新型一种架空输电线路覆冰舞动抑制装置包括有覆冰导线、绝缘绳、绝缘子、外置式黏滞阻尼器，绝缘绳绕过覆冰导线，绝缘绳两端均连接绝缘子，黏滞阻尼器设有两个，两个外置式黏滞阻尼器分别连接在两个绝缘子底端，两个外置式黏滞阻尼器底端连接在地面上。
[0008]
本装置以固定导线加势能消减两种手段控制导线舞动，抑制覆冰舞动强度、吸收消解覆冰舞动能量，覆冰导线舞动过程中传递出的纵向振动转换为外置式黏滞阻尼器的弹性势能，吸收消解覆冰舞动能量。实际使用时根据实际情况按照《gb/t13035 带电作业用绝缘绳索》选择适合使用的绝缘绳使用，主要根据导线电压等级、导线覆冰情况和破断力计算结果进行绝缘绳的选择，绝缘绳具有高强度和低延展性的特点。需要注意的是，实际施工过程中，需要缓慢拽拉绝缘绳两端端收紧绝缘绳，拉线过程中不得站立于导线正下方，应避免
猛拉导致覆冰导线舞动加剧。
[0009]
从现场操作便捷性考虑，建议选择复合绝缘子串。绝缘子额定机械破坏载荷需大于绝缘绳索最大拉力的k倍。k为安全系数，最小一般取2.7。复合绝缘子串长应满足线路电气绝缘间隙要求，可参照该线路悬垂绝缘子串选取。
[0010]
外置式黏滞阻尼器主要适于与建筑、路桥等领域，如在斜拉桥的斜拉索靠近桥面位置安装外置式黏滞阻尼器以抑制斜拉索的风雨振动，但在架空输电线路覆冰舞动抑制领域从未使用过，本装置合理利用外置式黏滞阻尼器的吸收消能作用，当覆冰导线产生振动时，外置式黏滞阻尼器吸收导线通过绝缘绳传向外置式黏滞阻尼器的动能，并将其转换为外置式黏滞阻尼器的弹性势能，有效抑制了由于舞动幅度过大或脱冰导致的线路故障。选择外置式黏滞阻尼器时可参考《jt/t1038 斜拉索外置式黏滞阻尼器》。
[0011]
所述的绝缘绳绕过覆冰导线后绝缘绳设在覆冰导线两侧，一侧绝缘绳上设有绳扣，另一侧绝缘绳上连接有金属扣环，金属扣环一端连接在绝缘绳上，金属扣环另一端连接在绳扣上。
[0012]
覆冰导线的舞动不只有纵向舞动，还有横向舞动，绝缘绳的绕过覆冰导线后若分别设在覆冰导线两侧，这种布置方式对覆冰导线的横向舞动抑制作用不大，若横向舞动幅度太大的话会导致邻相导线接近，相间距离不够就会导致相见短路，造成跳闸，在绝缘绳上增加绳扣和金属扣环，一方面使绝缘绳施工更加方便，可先将绝缘绳抛过覆冰导线，再将绝缘绳的一端穿过金属扣环，拉拽绝缘绳即可使绳扣和金属扣环升起，另一方，绳扣和金属扣环的设置对覆冰导线起固定包裹的作用，使绝缘绳对覆冰导线纵向和横向的舞动都能很好的抑制。
[0013]
进一步的，所述的外置式黏滞阻尼器底端连接有地锚，地锚埋设在地面上，地锚顶面设有连接环，连接环露出地面，地锚设有两个，两个外置式黏滞阻尼器底端分别连接在两个地锚的连接环上。
[0014]
进一步的，所述的外置式黏滞阻尼器底端连接有地锚钻，地锚钻连接在地面上，地锚钻设有两个，两个外置式黏滞阻尼器底端分别连接在两个地锚钻顶端。
[0015]
地锚与地锚钻适用于不同的地面，对于混凝土地面或沥青地面等硬化地面，适合采用地锚进行固定，非硬化路面，使用采用地锚钻，将地锚钻前端钻入地面。
[0016]
进一步的，所述的绝缘绳上连接有绝缘绳护套，绝缘绳护套连接在绝缘绳绕过覆冰导线处，绝缘绳护套接触覆冰导线。
[0017]
进一步的，所述的绝缘绳护套为软质材料，如帆布和硅胶。
[0018]
绝缘绳护套防止导线与绝缘绳接触时绝缘绳、导线因摩擦造成损伤。
[0019]
本实用新型一种架空输电线路覆冰舞动抑制装置可利用无人机进行绝缘绳的布置，在大风天气，无人机无法作业时，可使用电动升降装置进行绝缘绳的布置。作业人员无需攀登覆冰铁塔，降低了高空作业坠落风险。在作业现场地形条件优越、开阔的情况下也可采用抛绳装置对绝缘绳进行抛投。
[0020]
本实用新型的有益效果是：包括有覆冰导线、绝缘绳、绝缘子、外置式黏滞阻尼器，绝缘绳绕过覆冰导线，绝缘绳两端均连接绝缘子，外置式黏滞阻尼器设有两个，两个外置式黏滞阻尼器分别连接在两个绝缘子底端，两个外置式黏滞阻尼器底端连接在地面上。地面上还设有地锚或地锚钻，外置式黏滞阻尼器底端连接在地锚或地锚钻上，本实用新型利用
外置式黏滞阻尼器的吸收消能作用，抑制覆冰导线的舞动及脱冰跳动，保证输电线路安全运行，既能抑制覆冰导线的纵向舞动又能抑制覆冰导线的横向舞动，同时装置设计合理，装卸方便。
附图说明
[0021]
图1为本实用新型实施例一结构示意图；
[0022]
图2为本实用新型实施例二结构示意图。
[0023]
图中：1.覆冰导线；2.绝缘绳；201.绳扣；3.绝缘子；4.外置式黏滞阻尼器；5.地锚；6.绝缘绳护套；7.地锚钻；8.金属扣环。
具体实施方式
[0024]
图1为本实用新型实施例一结构示意图，本实用新型一种架空输电线路覆冰舞动抑制装置实施例一包括有覆冰导线1、绝缘绳2、绝缘子3、外置式黏滞阻尼器4，绝缘绳2绕过覆冰导线1，绝缘绳2两端均连接绝缘子3，黏滞阻尼器4设有两个，两个外置式黏滞阻尼器4分别连接在两个绝缘子3底端，两个外置式黏滞阻尼器4底端连接在地面上。
[0025]
进一步的，所述的绝缘绳2绕过覆冰导线1后绝缘绳2设在覆冰导线1两侧，一侧绝缘绳2上设有绳扣201，另一侧绝缘绳2上连接有金属扣环8，金属扣环8一端连接在绝缘绳2上，金属扣环8另一端连接在绳扣201上。
[0026]
进一步的，所述的外置式黏滞阻尼器4底端连接有地锚5，地锚5埋设在地面上，地锚5顶面设有连接环，连接环露出地面，地锚5设有两个，两个外置式黏滞阻尼器4底端分别连接在两个地锚5的连接环上。
[0027]
进一步的，所述的绝缘绳2上连接有绝缘绳护套6，绝缘绳护套6连接在绝缘绳2绕过覆冰导线1处，绝缘绳护套6接触覆冰导线1。
[0028]
进一步的，所述的绝缘绳护套6为软质材料，如帆布和硅胶。
[0029]
本实施例一使用地锚5进行固定，主要适用于非硬化地面，方便施工的地方。
[0030]
图2为本实用新型实施例二结构示意图，本实用新型一种架空输电线路覆冰舞动抑制装置实施例二与实施例一的区别在于，实施例二中，所述的外置式黏滞阻尼器4底端连接有地锚钻7，地锚钻7连接在地面上，地锚钻7设有两个，两个外置式黏滞阻尼器4底端分别连接在两个地锚钻7顶端。
[0031]
本实施例二使用地锚钻7进行固定，主要适用于土质较硬，地锚埋设不便的地方。
[0032]
地锚5及地锚钻7埋藏地点、埋地深度、入地角度等施工条件，应结合实际土质来确定，并利用实地试验方式，来确定地锚5及地锚钻7埋藏后的斜向和正向抗拉力。在确定地锚5及地锚钻7埋藏地点和深度时，应综合考虑导线舞动时的施工便利性，避免挖坑过深、施工时间过长而错失故障前的舞动抑制时机。地锚钻7使用过程中应通过静力，一般为人力，旋转的方式埋入土内，强度应满足导线破断拉力要求。埋设时，应尽量保证锚杆的垂直状态，避免产生晃动，以减少对周围土体的扰动，保证周围土体的原状性，提高地貌钻的抗拔承载力。使用过程中应将地锚钻7可靠埋设，作业前应进行试拉，避免防舞动过程中脱开使覆冰导线1舞动加剧。
[0033]
选择地锚钻7时，根据单根地锚钻7的许用应力σ计算公式：
[0034][0035]
进行地锚钻7的计算和选用：
[0036]
公式中：p为承载最大拉力；d为锚筋直径；
[0037]
以q345钢材为例，参考《gb/t1591-2008 低合金高强度结构钢》，φ20锚筋直径对应的最大许用拉力为105.24kn，可以满足100kn承载最大拉力要求，φ14锚筋直径对应的最大许用拉力为51.57kn，可以满足40kn承载最大拉力要求。
[0038]
本装置以固定导线加势能消减两种手段控制导线舞动，抑制覆冰舞动强度、吸收消解覆冰舞动能量，覆冰导线1舞动过程中传递出的纵向振动转换为外置式黏滞阻尼器4的弹性势能，吸收消解覆冰舞动能量。实际使用时根据实际情况按照《gb/t13035 带电作业用绝缘绳索》选择适合使用的绝缘绳2使用，主要根据导线电压等级、导线覆冰情况和破断力计算结果进行绝缘绳2的选择，绝缘绳2具有高强度和低延展性的特点。需要注意的是，实际施工过程中，需要缓慢拽拉绝缘绳2两端端收紧绝缘绳，拉线过程中不得站立于导线正下方，应避免猛拉导致覆冰导线舞动加剧。
[0039]
从现场操作便捷性考虑，建议选择复合绝缘子串。绝缘子额定机械破坏载荷需大于绝缘绳索最大拉力的k倍。k为安全系数，最小一般取2.7。复合绝缘子串长应满足线路电气绝缘间隙要求，可参照该线路悬垂绝缘子串选取。
[0040]
外置式黏滞阻尼器4主要适于与建筑、路桥等领域，如在斜拉桥的斜拉索靠近桥面位置安装外置式黏滞阻尼器4以抑制斜拉索的风雨振动，但在架空输电线路覆冰舞动抑制领域从未使用过，本装置合理利用外置式黏滞阻尼器4的吸收消能作用，当覆冰导线产生振动时，外置式黏滞阻尼器4吸收导线通过绝缘绳2传向外置式黏滞阻尼器4的动能，并将其转换为外置式黏滞阻尼器4的弹性势能，有效抑制了由于舞动幅度过大或脱冰导致的线路故障。选择外置式黏滞阻尼器时可参考《jt/t1038 斜拉索外置式黏滞阻尼器》。
[0041]
覆冰导线1的舞动不只有纵向舞动，还有横向舞动，绝缘绳2的绕过覆冰导线1后若分别设在覆冰导线1两侧，这种布置方式对覆冰导线1的横向舞动抑制作用不大，若横向舞动幅度太大的话会导致邻相导线接近，相间距离不够就会导致相见短路，造成跳闸，在绝缘绳2上增加绳扣201和金属扣环8，一方面使绝缘绳2施工更加方便，可先将绝缘绳2抛过覆冰导线1，再将绝缘绳2的一端穿过金属扣环8，拉拽绝缘绳2即可使绳扣201和金属扣环8升起，另一方，绳扣201和金属扣环8的设置对覆冰导线1起固定包裹的作用，使绝缘绳2对覆冰导线1纵向和横向的舞动都能很好的抑制，进一步的，将绝缘绳2两端均设在覆冰导线1外侧，避免了在导线下方进行装置装卸作业，提高施工安全。
[0042]
本实用新型绝缘绳2的选择根据《gb/t13035 带电作业用绝缘绳索》规定的绝缘绳索型号及参数并根据实际情况进行有限元模拟进行选择，例如：对于500kv线路档距约为500米时，选用2.0的安全系数，推荐选用gjs-24，该绝缘绳索断裂强度为100kn，直径为24mm。当500kv线路档距约为300米时，同样选取安全系数2.0，推荐选用hjs-22或gjs-14。两种绝缘绳索断裂强度为40kn，直径依次为22mm和14mm。
[0043]
选择外置式黏滞阻尼器时可参考《jt/t1038 斜拉索外置式黏滞阻尼器》，例如：500kv线路500m档距可选用2个evfd-30
×
50
×
a或3个evfd-20
×
50
×
a；500kv线路300m档距
可选用1个evfd-20
×
50
×
a或2个evfd-10
×
50
×
a。
[0044]
本实用新型可利用多旋翼无人机进行绝缘绳1抛置作业，在风力较大的情况下，利用电动升降装置进行安装，抛挂绝缘绳2至带电导线两侧，作业人员无需攀登覆冰铁塔，降低了高空作业坠落风险。在作业现场地形条件优越、开阔的情况下也可采用抛绳装置对绝缘绳2进行抛投。
[0045]
采取覆冰舞动抑制措施前，应根据实地观测或状态监测数据，针对中相、边相导线的不同舞动情况，确定绝缘绳对抑制覆冰导线1的最佳位置，一般建议挂点位置选择距杆塔1/3处。根据挂点位置合理确定地锚5与地锚钻7的埋设位置及绝缘绳2拽拉角度，实现对导线覆冰舞动的抑制。
[0046]
地面作业人员将绝缘绳2的两绳端拉紧连接至两侧地面的绝缘子3，对覆冰导线进行固定，避免导线覆冰舞动幅度过大导致接近邻相导线发生短路或其他危及线路运行的故障。绝缘绳2、绝缘子3、外置式黏滞阻尼器4连接应使用试验合格金具，螺栓应可靠闭锁。人员活动区域应采取防盗措施。