电力行业标准架空输电线路机器人巡检系统Word下载.docx
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la——架空线最低点对较高悬挂点A的水平距离(惯称较高悬挂点A侧的平视档距),m
h——两悬挂点高差,m
x——架空线任一点P至坐标原点A的水平距离,m
H——架空线的水平张力,N
w——架空线单位长度的自重力,N/m
l——线档的档距,m
机器人悬挂在地线上产生的总弧垂fx为
(3)
其中,Q——集中荷载,N(此处机器人重量为110kg)
a——集中荷载距离低悬挂点的距离,m
其中,fx=adfx+f0
1)500kv线路可悬挂最大机器人重量
经过对大量500kV线路杆塔塔型的对比研究发现,对于直线塔,地线与最上相导线间水平距离最小值Xmin=1.5m,垂直距离最小值Ymin=3m,且对应的导线型号为LGJ-300/25,截面积S=333.31mm2,直径D=23.76mm,破断拉力F=83410N,单位长度自重力为w=10.58N/m,地线为GJ-70,S=72.19mm2,D=11mm,F=84950N,w=5.799N/m;
对于耐张塔,Xmin=0.5m,Ymin=5.5m,对应导线型号为LGJQ-300,S=335mm2,D=23.70mm,F=84570N,w=11.16N/m,地线型号为GJ-70。
表1110kV~500kV带电部分与杆构件的最小间隙(单位为m)
标称电压(kV)
110
220
330
500
工频电压
0.25
0.55
0.90
1.20
1.30
操作过电压
0.70
1.45
1.95
2.50
2.70
雷电过电压
1.00
1.9
2.30
3.30
注:
1按雷电过电压和操作过电压情况校验间隙时的相应气象条件,参见《110~750kV架空输电线路设计规范》(GB50545—2010)标准附录A。
2按运行电压情况校验间隙时风速采用基本风速修正至相应导线平均高度处的值及相应气温。
3500kV空气间隙栏,左侧数据适合于海拔高度不超过500m地区;
右侧是用于超过500m但不超过1000m的地区。
(《110~750kV架空输电线路设计规范》(GB50545—2010))
表2操作过电压及雷电过电压要求悬垂绝缘子串的最少片数
750
单片绝缘子的高度(mm)
146
155
170
绝缘子片数(片)
7
13
17
25
32
为保持高塔的耐雷性能,全高超过40m有地线的杆塔,高度每增加10m,应比表2.2增加1片相当于高度146mm的绝缘子,全高超过100m的杆塔,绝缘子片数应根据运行经验结合计算确定。
由于高杆塔而增加绝缘子片数时,雷电过电压最小间隙也相应增大;
750kV杆塔全高超过40m时,可根据实际情况进行验算,确定是否需要增加绝缘子和间隙。
对于直线塔,图2中X=1.5m,R=3.3m,(R为表2.1中相应电压等级的雷电过电压的最小间隙)由图解法可得h=2.9m。
故h=H-l-adfx-f0+f>
2.9,其中,H=Ymin+0.155×
(25+2)=7.2m(直线塔绝缘子串竖直,故需加绝缘子串的高度)。
adfx+f0-f<
4.3-l,即fx-f<
4.3-l,当l分别取0.5m,1m,1.5m时候,fx-f<
3.8m,fx-f<
3.3m,fx-f<
2.8m。
对于耐张塔,图2中X=1.5m,R=3.3m,由图解法可得h=2.9m。
2.9,其中,H=Ymin=5.5m。
2.6-l,即fx-f<
2.6-l,当l分别取0.5m,1m,1.5m时候,fx-f<
2.1m,fx-f<
1.6m,fx-f<
1.1m。
分别利用公式
(1)和(3)可得表3。
表3500kV线路允许悬挂机器人最大重量
档距(m)
质量(kg)
机器人高度(m)
直线塔
耐张塔
200
400
600
800
1000
0.5
175
160
190
230
275
125
138
270
1
185
225
273
108
129
217
267
1.5
140
145
180
91
121
165
213
263
高差取0~100m
2)220kv线路可悬挂最大机器人重量
经过对大量220kV线路杆塔塔型的对比研究发现,对于直线塔,地线与最上相导线间水平距离最小值Xmin=1m,垂直距离最小值Ymin=3m,且对应的导线型号为LGJQ-300,截面积S=335.0mm2,D=23.7mm,F=84570N,w=11.16N/m,地线为GJ-50,S=49.5mm2,D=9mm,F=53500N,w=4N/m;
对于耐张塔,Xmin=1.2m,Ymin=4.5m,对应导线型号为LGJQ-300
(1),S=335.0mm2,D=23.7mm,F=84570N,w=11.16N/m,地线型号为LGJ-70/40,S=110.4mm2,D=13.6mm,F=58300N,w=5.11N/m。
对于直线塔,图2中X=1m,R=1.9m(R为表2.1中相应电压等级的雷电过电压的最小间隙),由图解法可得h=1.6m。
1.6,其中,H=Ymin+0.146×
(13+2)=5.2m(直线塔绝缘子串竖直,故需加绝缘子串的高度)。
Adfx+f0-f<
2.3-l,即fx-f<
3.6-l,当l分别取0.5m,1m,1.5m时候,fx-f<
3.1m,fx-f<
2.6m,fx-f<
2.1m。
对于耐张塔,图2中X=1.2m,R=4.5m,由图解法可得h=1.5m。
1.5,其中,H=Ymin=4.5m。
3-l,即fx-f<
3-l,当l分别取0.5m,1m,1.5m时候,fx-f<
2.5m,fx-f<
2m,fx-f<
1.5m。
分别利用公式
(1)和(3)可得表4。
表4220kV线路允许悬挂机器人最大重量
99
96
116
142
86
82
98
120
88
112
139
166
75
76
94
117
78
136
62
71
90
114
(备注:
高差取0~100m)
3)110kv线路可悬挂最大机器人重量
经过对大量110kV线路杆塔塔型的对比研究发现,对于直线塔,地线与最上相导线间水平距离最小值Xmin=0.9m,垂直距离最小值Ymin=1.5m,且对应的导线型号为LGJ-185,截面积S=277.83mm2,直径D=19.6mm,破断拉力F=80190N,单位长度自重力为w=8.48N/m,地线为GJ-35,S=37.2mm2,D=7.8mm,F=40180N,w=3N/m;
对于耐张塔,Xmin=0.2m,Ymin=3m,对应导线型号为LGJ-240,S=297.57mm2,D=22.4mm,F=102100N,w=11.08N/m,地线型号为GJ-50,S=49.5mm2,D=9mm,F=53500N,w=4N/m。
对于直线塔,图2中X=0.9m,R=1m(R为表2.1中相应电压等级的雷电过电压的最小间隙),由图解法可得h=0.4m。
0.4,其中,H=Ymin+0.146×
(7+2)=2.8m(直线塔绝缘子串竖直,故需加绝缘子串的高度)。
2.4-l,即fx-f<
2.4-l,当l分别取0.5m,1m,1.5m时候,fx-f<
1.9m,fx-f<
1.4m,fx-f<
0.9m。
对于耐张塔,图2中X=0.2m,R=1m,由图解法可得h=1m。
2.9,其中,H=Ymin=3m。
分别利用公式
(1)和(3)可得表5。
表5110kV线路允许悬挂机器人最大重量
85
81
137
167
65
79
104
133
163
106
134
164
54
73
101
130
161
59
102
132
162
4)结论
因为在一条连续档线路必然既有直线塔又有耐张塔,故对于相应电压等级线路所允许悬挂机器人最大重量需取直线塔与耐张塔中较小值。
结合表3~5可得表6。
表6不同电压、不同机器人高度时机器人的最大重量
机器人高度
m
电压等级
kV
0.5
80
70
105
60
综合架空输电线路机器人本体目前主要高度尺寸均处于1m-1.5m范围,现提出机器人重量和尺寸要求如表7。
表7架空输电线路机器人重量和尺寸要求
序号
线路电压等级kV
最大高度mm
最大重量kg
66、110
900
2
220、330
3
500及以上
1100
2.2.2关于不同档距、高差下的坡度值说明
根据高压架空输电线路施工技术手册(第三版,中国电力出版社)第一章第十一节1.2计算公式:
(3)
(4)
θA,θB分别为线路两悬挂点处的倾斜角
l——档距,m
w——架空线单位长度的自重力,N/m
H——架空线的水平张力,N
h——线路两端悬挂点高差,m
以GJ-50为例,w=3.85N/m(重力加速度g取10m/s2),破断拉力F=55260N,则H=11052N(取最大张力的1/5)
则带入公式(3)和(4)即可计算的θA和θB。
如表8所示。
表8不同档距下的线路坡度
不同档距下,A,B两悬挂点处倾斜角(h=0)
档距
700
1200
1300
1400
1500
θA/°
3.99
4.98
5.98
6.97
7.96
8.95
9.93
10.91
11.89
12.86
13.84
14.80
θB/°
当考虑高差后则,倾斜角如表9表10所示
表9不同档距及高差下线路倾斜角θA
倾斜角
高差
100
300
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
12.9
13.8
14.8
10
6.7
4.9
5.4
6.1
6.9
7.8
8.7
9.6
10.5
11.4
12.4
13.3
14.2
15.2
20
12.3
7.7
6.8
7.3
7.9
8.6
9.4
10.2
11.1
11.9
12.8
13.7
14.6
15.5
30
17.7
8.3
8.4
8.8
10.1
10.8
11.6
14.1
15.0
15.9
40
22.7
10.6
9.7
9.5
9.8
12.2
15.4
16.3
50
27.5
16.0
10.7
11.5
12.1
12.7
13.4
15.8
16.6
31.8
18.6
12.5
11.8
13.9
14.7
16.2
17.0
35.8
21.2
12.6
14.4
15.1
17.3
39.4
23.6
17.8
14.0
13.5
13.6
15.6
42.7
26.0
19.5
16.5
14.3
14.5
14.9
16.7
18.1
45.7
28.3
17.9
16.1
15.3
17.1
18.4
—
30.5
22.9
19.1
17.2
15.7
16.4
16.9
17.5
18.8
32.7
24.5
20.5
18.3
17.4
18.5
34.7
26.1
21.7
19.3
18.0
18.9
36.6
27.7
23.0
20.4
17.6
18.7
19.8
150
38.4
29.2
24.2
21.4
19.7
18.2
19.2
19.6
20.2
表10不同档距及高差下线路倾斜角θB
6.2
9.9
10.9
4.7
0.9
2.6
3.8
10.4
10.3
3.7
0.8
1.1
2.7
4.1
6.5
13.1
6.6
0.3
1.6
3.1
4.5
5.8
7.1
8.2
20.9
9.3
4.6
1.7
0.4
2.2
5.1
6.4
8.9
11.2
25.7
0.7
1.2
2.9
4.4
13.0
30.1
2.1
5.2
9.1
34.2
1.3
7.4
37.9
19.9
2.3
3.9
41.2
22.4
5.3
3.3
6.3
44.3
24.8
3.5
4.3
7.2
27.0
7.5
0.2
8.1
19.0
2.8
0.6
1.4
3.2
4.8
31.3
20.6
3.6
33.3
22.3
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