Page 47 - 电力与能源2023年第五期

王俊豪，等：一种新型不停电作业绝缘辅助装置 469

采 用 杠 杆 原 理 进 行 受 力 分 析 ，如 图 2 所 示 。
在实际使用过程中，装置主要分为静止时受力和
行进间受力 ［6-9］ 。

图 3 架空导线的空间分布
lp
图 2 受力分析 f = T 0 ( cosh - 1 ) （3）
P 2T 0
在图 2 中，O 点即为万向球头阻尼器的固定
如何求出 T 0，成为架空导线受力分析的关键，
点和受力点，F 代表动力，G 代表阻力，A 和 B 分别
通常采用牛顿法对式（3）进行迭代求解，从而得出
代表动力和阻力的受力点。
受力分布。
2.2.1 装置静止时
2.2.2 装置行进间
装置静止，表示装置已固定在横担上，并且能
装置行进，表示装置已固定在横担上，并且能
够支撑起待搭接引线，装置不会因自身重力和待 够支撑起待搭接引线，在作业人员施加的外力作
搭接引线的拉力而转动或脱落。在这种情况下， 用下，装置可以在各个方位进行顺畅的转动。到
动力值即为万向球头阻尼器的阻尼力，阻力值即 达指定位置时，万向球头阻尼器可以有效固定，装

为装置自身重力和导线拉力。此时，万向球头阻 置不会因自身重力和待搭接引线的拉力而转动或
尼器的扭矩需满足： 脱落。
N ≥ G 装置 0. 5L OB + G 导线 L OB cos θ （1） 在这种情况下，动力值即为作业人员施加的

式 中 N—— 万 向 球 头 阻 尼 器 扭 矩 ，N·m；G 装置 外力 F，阻力值即为万向球头阻尼器的阻尼力、导
——装置自身重力，N；G 导线 ——导线顺线路方向 线的拉力和装置自身重力。此时，万向球头阻尼

拉力，N；L OB——力臂，m；θ——导线拉力与重力 器的扭矩需满足：
方向的夹角。 FgL OB ≥ N + 0. 5G 装置 L OB + G 导线 L OB ⋅ cos θ（4）
由式（1）可见，需要较大的扭矩来满足装置 由式（4）可见，需要较小的扭矩来满足行进
要求。 要求。
现对导线拉力进行主要分析。架空导线在空 从应用实际出发，令 L OB=0.6 m，F=10 kg，
间的几何分布为一悬链线方程 ［10-11］ ，如图 3 所示。 根据式（1）~式（4）可求得万向球头阻尼器的扭矩

现已证明，在悬挂点 C 或 D，导线所受拉力最大， N。考虑到相应裕度 ［12-13］ ，可求得响应的扭力 N 0
在最低点 E 所受拉力最小。只要装置的万向球头 应满足：
阻尼器的扭力满足导线所受拉力的大小，即可保 N 0 = N × 10. 2 × 1. 2 （5）
证在固定时稳固可靠。 综上所述，最终选择 450 kgf·cm 的万向球头

悬挂点所受拉力计算公式如下： 阻尼器。
lp
T = T 0 cosh （2） 3 装置结构
2T 0
式中 T 0——导线在最低点 E 所受拉力，也是悬 根据实际需求和原理分析，本新型不停电作
挂点所受拉力 T 的水平分量，kg；p——导线单位 业绝缘辅助装置主要由 6 部分构成，包括底座和
长度的质量，kg·m ；l——架空导线的档距，km。 定位销、万向球头阻尼器、连接件、绝缘杆、夹头和
-1
T 0 与 p，l有关，还与架空导线的弧垂有关： 配件等。