理工学院
《机械设计基础》课程设计报告设计题目：简易电缆除冰机
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专业：焊接技术及自动化
目录
第二章国内外相关除冰设备及技术的特点、发展趋势........- 2 -第三章除冰机研究的内容和意义............................................- 3 -第四章除冰机的整体设计..........................................................- 4 -第1节、设计目的 ..................................................................- 4 -第2节、设计思路 ..................................................................- 4 -第3节、设计方案 ..................................................................- 4 -（1）机械设计 .. (4)
①驱动机构...............................................................................- 4 -
②传动机构...............................................................................- 7 -
③减速机构...............................................................................- 7 -
④除冰机构...............................................................................- 8 -
⑤平衡机构...............................................................................- 9 -（2）电路设计 . (10)
①控制模块............................................................................ - 10 -
②检测模块............................................................................ - 10 -第五章新点、技术关键............................................................ - 11 -
1、创新点 (11)
2、技术关键 (12)
参考文献 ..................................................................................... - 13 -
第一章输电线覆冰危害及机理
1、过荷载。即导线覆冰厚的实际重量超过设计值很多,导致架空输电导线及杆塔载荷过大超出自身机械强度极限最终断线垮塔。如图1所示。
图1 图2
2、不同期脱冰或不均匀覆冰事故。相邻档导线不均匀覆冰或不同期脱冰会产生张力差,使导线在线夹内滑动松脱,甚至会因为两侧水平张力差过大而拉垮杆塔;不同期脱冰会使导线跳跃电气间隙减小,造成导线相间短路或直接对地短路事故。如图2所示。
3、绝缘子串冰闪事故。绝缘子覆冰或被冰凌桥结后,绝缘强度下降,泄露距离缩短,融冰时,绝缘子的局部表面电阻增加,形成闪络事故导致持续电弧烧伤绝缘子并使其绝缘强度降低。
4、导线覆冰舞动事故。因导线不均匀覆冰,在风的作用下产生舞动,造成金具损坏,导线断股,相间短路及杆塔倾斜或倒塌等严重事故。
第二章国内外相关除冰设备及技术的特点、发展趋势
目前国内和国外的除冰技术有很多种，总体可分为：
1.大电流融冰法:主要包括过电流融冰法、短路电流融冰法和直流电流融冰法。此类方法也是目前工程中普遍采用的方案,在实际运用过程中积累了许多宝贵经验。
2.机械除冰法:滑轮刮铲法是目前唯一可行的输电线路除冰的机械方法,其过程是由地面工作人员拉动可以在线路上行走的滑轮达到铲除覆冰的目的。但该方法并不适用于我国西部高海拔、地形复杂地区。
3.被动法:被动法就是依靠风、地球引力、随机散射和温度变化等脱冰的被
动方法无需附加能量。现已经在输电线路上得到应用的有平衡重量、线夹、除冰环、阻雪环、憎水憎冰涂料、风力锤等来减少输电线路的覆冰,安装防震锤等来减少导线的舞动。被动法有费用低的优点,但不能阻止覆冰的形成,而且仅适用于特定的地区。
4.其他方法:除上述几种方法外,还有利用电磁脉冲、气动脉冲、电晕放电、电子冻结、碰撞前颗粒加热和冻结等防冰除冰方法,但很多还处于理想或试验阶段。而最近国内外比较热门的机械除冰法主要通过除冰机器人来完成，目前国内外设计的除冰机器人通常包括3部分：1.爬行机构 2.越障机构 3.除冰机构。并且向着小型化，实用化，可越障，智能化的方向发展。
第三章除冰机研究的内容和意义
针对目前各类机械式除冰方法的不足之处，我们设想了一种全新的行走平台。它继承了轮式车辆移动速度快捷的特点，又具有骑挂在电线上的能力，在传动系统设计上采用了齿轮传动设计，结构相对简单，工作可靠。并且在控制方面，具有很好的功能扩展性。作为一种运输平台，具有很广阔的功能开发空间。另外除冰机构也是本次设计的创新点，采用对滚式刀具进行除冰，除冰效果好。
我们主要完成了输电线除冰机的原理设计，方案选择，机构的实现，各部分零件的设计与整机的装配。
本课题研究的目的在于根据输电线系统的除冰需要，研制一种简单，实用的输电线除冰机。轮式输电线除冰机是一种用于，在山地，荒野，河流，湖泊等地理环境，不适合人工除冰的输电线路上清冰。它是适用于各种地貌，不会因为环境的改变而停止工作。它的前端是一对用于除冰的对滚刀具，用于清除在电线结的冰。刀具的对滚通过齿轮传动机构完成。轮式除冰机主体部分是行走机构。该设计采用压轮推进方式, 机体上的两个固定压轮骑挂在输电线上保持机体的平衡, 机体的重心位于输电线下方, 这样机体不会在行进过程中出现倒转。两个动压轮分别与两个固定压轮配合, 当推动动压轮时, 动压轮向上抬升, 与固定压轮配合从上下夹紧输电线, 依靠压轮与输电线的摩擦获得前进的动力。该设计的电力驱动分为两个分支: 一部分直接传至除冰机构, 供除冰使用; 另一部分传至动压轮，实现装置的行走。
该设计的目的是提供一种体积小，运作灵活，运行稳定的输电线除冰机，也
提供一种适于在条件艰苦的环境下工作的电线除冰机器。
第四章除冰机的整体设计
第1节、设计目的
2008 年的南方雪灾让人们开始认识到冰冻灾害的严重性，尤其是高压电缆结冰给人们生产生活带来的巨大的影响。在冬天电缆结冰是一种比较常见的自然现象，当电缆覆冰厚度达到一定程度时就会造成电缆断裂、电塔倒塌，甚至是人员伤亡。而目前在国内，主要的电缆除冰措施就是人工除冰，不仅除冰效率低下，而且给工作人员带来了很大的安全隐患。为降低电网工作人员工作难度，提高除冰效率，保证工人人身安全，我设计小组特设计此结构简单、操作简便、除冰效果好、具有实用意义的“简易电缆除冰机”
第2节、设计思路
“简易电缆除冰机”主要包括机械部分和电路控制部分，通过齿轮夹持电缆支撑起整个机械装置，提供其工作空间，通过遥控装置远程控制除冰机在电缆上的行走，在行走过程中除冰机构快速除冰。
考虑到设备的工作性质、条件及其环境，设备必须具有以下特点：①可以方便的安装在电缆上并与之接触良好而且可以自动行进，包括在电缆上上坡、下坡；
②具有较好的除冰效果，并且不能伤害电缆；③在恶劣天气条件下能保持基本工作性能；④体积和重量适宜，太轻不利于除冰、太重不利于安装和行进。
第3节、设计方案
（1）机械设计
①驱动机构
资料显示，国内外高压线巡线机器人的行走基本采用两种方式：步进蠕动式和轮式滚行式。步进蠕动式行走速度较慢，线缆与夹紧块比较，直径较小，步行
方式的稳定性较高，且具有跨越障碍的功能；轮式滚行方式速度快，但不稳定，本文设计的机器人行走装置将两者的优点结合，四个带槽的轮子紧紧地将输电线缆夹紧，既能达到所需行走速度又能保证行走的平稳性。行走的驱动机构具体装置如图1所示，该驱动机构包括链轮链条、带槽主动轮、轴等，主动轮和从动轮通过轴与箱体相连，主动轮位于输电线缆的上方，从动轮位于主动轮正下方，且在一定间隔外输电线缆的上方、下方各有两个从动轮。
除冰机构用另一个电动机单独驱动。用另一个电动机给除冰机构的滚轮提供动力，使滚轮有足够的力度破冰，并且使整个机构的前进的阻力大大减小。
图3 驱动机构简图
整个机构采用外悬挂式，靠轮子挂在输电线上面，装卸方便。发动机经减速之后通过链轮链条传动带动主动轮旋转前行。设计在行走的带槽轮子内侧附着相对摩擦系数较大的橡胶材料，以防止轮子与输电线缆之间的打滑，以及损伤线缆。另外，从动轮上特加活动装置，为从动轮上下活动提供空间，可在适当范围内夹持不同型号的电缆，并且当电缆上有坚硬的残冰时，可以再不伤及电缆的情况下
顺利通过。活动装置固定于箱体上，与从动轮连轴，如图所示
图5 活动装置简图
②传动机构
行走电动机通过蜗轮蜗杆传动，带动蜗杆以一定速度转动，蜗轮上附带的小齿轮通过链传动带动主动轮上的大齿轮，进而带动行走主动轮驱动整个装置前进；另一个电动机直接由齿轮传动，带动破冰滚轮高速旋转，实现破冰。
③减速机构
电动机的减速机构采用涡轮蜗杆减速器。可以得到很大的传动比，比交错轴斜齿轮机构紧凑两轮啮合齿面间为线接触，其承载能力大大高於交错轴斜齿轮机构蜗杆传动相当於螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小具有自锁性。当蜗杆的导程角小於啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆。如在其重机械中使
用的自锁蜗杆机构，其反向自锁性可起安全保护作用传动效率较低，磨损较严重。蜗轮蜗杆啮合传动时，啮合轮齿间的相对滑动速度大，故摩擦损耗大、效率低。另一方面，相对滑动速度大使齿面磨损严重、发热严重，为了散热和减小磨损，常采用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料及良好的润滑装置，因而成本较高。蜗杆轴向力较大
图6 蜗轮蜗杆减速器
④除冰机构
结合已有的除冰方法，本文提出一种更加有效的方式滚轮挤压法，其最大的创新点在于使覆冰以较大体积的块状的方式脱落，较热力除冰节约大量的能量，较机械除冰更加平稳。
图7 破冰机构截面
此除冰机构采用两个滚轮夹持输电线缆，单独用电动机驱动滚轮挤压输电线缆，即可轻松快捷地将输电线缆上的冰除去。两个滚轮夹持输电线缆的力的大小可以调节，可以使此除冰机构适合于其他不同的场所。
⑤平衡机构
自然条件下，输电线可能会因为风、雨等因素引起舞动，若舞动的幅度大，会造成输电线塔的破坏，甚至倒塌。若有振动源位于输电线上，其共振频率和输电线的固有频率相近，则会引起输电线的共振，对输电线塔造成破坏。为了减小振幅，采用以下措施①选用的电动机其振动频率与输电线的固有频率相差较大；
②将电动机的震动方向放置成与输电线轴线平行的方向，并且在机架与电动机连接部位加减震缓冲材料。这种方法可以大幅度降低发动机震动引起的输电线舞动的可能性，确保机器人稳定工作。
为了增加整个机构在输电线缆上工作的稳定性，设计将大部分重量放在高压线的想下方，因为低重心可以防止整个机构侧翻。
（2）电路设计
①控制模块
考虑到输电线的地域特点，除冰机器人采用二通道无线电遥控控制。其中一个通道用舵机控制电压的大小，另一个通道控制电动机启动。电压的大小根据线上的覆冰情况来调节，如果线上覆冰较厚，可以通过控制舵机转动的度数来调节电压变大。如果除冰过程中，遇到突发事故，可以通过切掉电源，停止供电来使整个机构停止运作，利用蜗轮蜗杆减速器的最大好处就是遇到突发事情减速器能够自锁，来使整个机构立即停止前进。
同时在除冰器人上安装有CCD摄像头，用以采集工作情况时输电线的状态，利用无线模块远程发回控制者的接收装置，为下一步的数据分析提供必要的保证，也方便于控制者对除冰机器人的准确控制。
②检测模块
在除冰机器人上安装有探伤仪、红外热感像仪、无线发射和接收模块、红外避障传感器、超声波测距模块等用于检测输电线的情况。
探伤仪主要用于探测钢芯铝绞导线或钢绞地线的内外损伤，。可以方便的检测输电线缆是否有损伤以及除冰机器人在除冰的过程中是否对输电线缆有损伤等功能，在除冰的过程也对输电线缆做了一次全面检查，及时的发现问题，防止意外事件的发生，带来不必要的损失。
红外热感像仪主要用于图像的拍摄与处理。将输电线缆上覆冰情况、损伤情况等图像通过无线模块发回控制端，使工作人员更好的了解输电线缆的现状。
无线发射和接收模块主要用于发送图像和接收控制指令。它可以将拍到的图片以及探伤仪探测到的结果信号发回控制端，用于人们数据分析，了解输电线缆的工作状况和损伤情况。也可以接收控制端发送的控制指令，完成人工对除冰机器人的控制。例如覆冰较厚时，控制端发送调大舵机角度的指令，除冰机器人上的无线模块接收到指令后控制舵机旋转到多少度，来增大电动机的工作电压。
红外避障传感器主要用于检测覆冰的厚度。红外避障传感器的工作原理是当检测有障碍物时，信号线上发生电平翻转。在输电线缆的下方安装红外避障传感器，通过调节传感器离输电线缆的距离，来判断出输电线缆下方覆冰的厚度。
也可以在输电线缆下方的机器人上安装间隔相同的一排红外避障传感器，用于检测线缆上覆冰的厚度。例如当传感器离输电线缆10厘米时，在除冰机器人行走的过程中，如果信号线上发生了电平翻转，则说明覆冰的厚度已经超过了10厘米；如果信号线没有电平翻转，则说明输电线缆上覆冰的厚度跟原先的厚度大体相同。
图8 红外避障传感器
超声波测距模块主要用于检测除冰机器人离电线杆还有多远。超声波测距模块利用发出超声波，超声波遇到障碍物后返回并由模块接收，利用计算之间的时间来判断距离电线杆还有多远。当离电线杆较近时控制其停止或者准备渡杆。
图9 超声波测距模块
第五章新点、技术关键
1、创新点
①本文除冰机器人的除冰机构采用了滚轮式。两个滚轮夹持输电线缆，在行走的时候把输电线缆上的冰除去，而且两滚轮夹持的力度可以调节。
②此除冰机器人的动力驱动部分采用电动机驱动，并且行走部分和除冰部分用两个电动机分别驱动，除冰效果更佳，行走的阻力更小。
③此除冰机器人的减速机构采用蜗轮蜗杆减速器，此减速器的特点是力矩大，具有自锁功能。蜗轮蜗杆减速器不但把机器人的行走速度降了下来，而且能够帮助行走提供更大的动力。当遇到突发事件时，蜗轮蜗杆减速器的自锁功能就起到很重要的作用。
④此除冰机器人可以人工控制，还可以自动控制。通过无线收发模块发送控制指令可以实现人工对机器人的控制。通过各种传感器的识别功能，整个机构能够自动调节各种参数来实现自动控制。
⑤探伤仪能够探测输电线缆是否有损伤。通过图片传输，分析输电线缆损伤的情况。
⑥无线摄像头可以观察机器人的工作状态，输电线缆的覆冰厚度等各种情况。
2、技术关键
①实现无线模块的正常工作，并保证在恶劣环境下正常工作。
②探伤仪准确的探测到输电线缆的损伤情况，并通过红外热感像仪得到损伤地点的图片，发回到控制端。
③通过红外避障传感器准确的判断出覆冰的厚度，并根据此来调节除冰结
构的两滚轮夹持输电线缆的力度。
④判断出覆冰厚度后，通过无线接收模块发送控制指令，来调节电动机的电压，实现对覆冰的有效清理，又达到节约能量的作用。
图10 整体机构图
参考文献
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高压输电线路除冰技术 摘要：近些年来我国高压输电线路受冰灾的次数高达数千次，由于高压输电线路物布置地理位置，很容易受天气气候的影响，尤其是在大风天气下，高压输电线路由于覆冰的影响会引发电线的舞动，从而造成断线，杆塔倒塌等恶劣事故的发生，所以高压输电线路除冰成为了每个电力工作人员工作的一大重点。 关键词：高压输电线路除冰技术要点 0 前言 高压输电线路的防除覆冰成为电力工作者工作的一个重点，应该加强对高压输电线路覆冰的研究工作。电力工作者应该提高对高压输电线路除冰工作的重视，深刻理解高压输电线路覆冰的危害，掌握高压输电线路除冰的基本技术，做好高压输电线路的除冰工作，在实践的基础上总结高压输电线路除冰经验，对高压输电线路除冰技术进行合理的展望，完成对高压输电线路的保护，用技术的手段确保高压输电线路的问题，进而提升供电的稳定。电力从产生到应用一般要经历高压输电线路的输送，随着经济和社会的发展，各界对电力需求越来越高，电力生产能力也相应提高，高压输电线路的长度正在逐步增加，以完成电力和各界的需求。高压输电线路布设于田野、山脉和水系，容易受到天气因素的影响，据不完全统计，进50 年我国高压输电线路遭受冰灾的次数高达1000 次，高压输电线路覆冰会引发电线的舞动，在风力较大的情况下会导致断线和杆塔倒塌，成为影响我国北方高压输电网络安全的重要因素。 1.高压输电线路机械除冰法 使用机械外力迫使高压输电线路导线上的覆冰脱落，分为的方法。“ad hoc”法、滑轮铲刮法、电磁力除冰法和机器人除冰法。 1.1“ad hoc”法 “ad hoc”法，被告称之为外力敲打法，就是由工作人员在现场利用工具敲击输电线路，以此来达到除冰的目地，这个方法简便易行，但只能用于以10KV为主的近距离线路除冰，效率低，工作量大，只能在紧急情况下使用，应用范围极小。 1.2滑轮铲刮法 它是由在地面上的工作人员通过控制输电线路上的滑轮移动，利用力的作用，使导线弯曲，然后使覆冰破裂，这个方法效率高、操作简便、能耗小，并且价格低廉，是目前输电线路穝有效的除冰方法之一，但是此种方法受地形限制，安全性能还不太完善。 1.3电磁力除冰法
浅谈 流态冰蓄冷系统设计 （第三代）
目录 说明 (3) 产品特点 (3) 安装事项 (3) 项目经济性分析表 (4) 一、峰谷电价政策 (5) 1、国家电力现状及电力优惠政策 (5) 二、冰蓄冷空调系统简介 (5) 1、冰蓄冷空调原理 (5) 2、实施目的 (6) 3、直接接触式的主要特点 (6) 三、直接接触式设计方案 (6) 1、贵项目基本情况 (6) 2、建设冰蓄冷系统的可行性...................................................................................错误！未定义书签。 3、设计计算依据 (7) 4、冰蓄冷空调系统运行费用表 (8) 5、实施费用................................................................................................................错误！未定义书签。 1﹑冰蓄冷冷站增加设备及工程费用...................................................................错误！未定义书签。 6、结论 (15) 四、直接接触式控制以及主机群控系统 (16) 1、冰蓄冷控制系统 (16) 2、控制功能 (16) 3、主机群控系统 (17)
说明 通过“移峰填谷”，可使*******公司整个空调系统每年节省运行电费109.35万元。 不改动系统和空调主机，冰蓄冷与现有空调系统并联运行，安全可靠。 产品特点 冰蓄冷系统是通过制冰方式，以冰的相变潜热为主蓄存冷量的蓄冰系统，利用夜间电网低价电力运转制冷机制冷并以冰的形式储存起来，在白天用电高峰时（高峰电价约为低谷电价的3~5倍）将冰融化供冷，以达到降低运行费用的目的。我司自主研发的独特冰蓄冷技术，突破了传统冰蓄冷的概念，效益更高。 ⑴.自主设计定指标生产的高效二次蓄冰主机，蓄冰COP可达到10； ⑵.直接蒸发式的蓄冰方式，蒸发温度可控制在-1℃； ⑶.外融冰设计，采用冷水直灌，融冰效率极高。 安装事项 ⑴.安装过程简单快捷、占地面积小，可利用建筑物外绿化带面积等，蓄冰罐可以放置室外。 ⑵.不改动原有空调系统，安装过程基本不影响生产； ⑶.安装调试共需约4个星期。
作品名称：电线除冰器 1．发明说明书 1.1 所属技术领域 本实用新型设计一种除去电线上冰雪的装置，它能够在电线上面稳稳的行走，并且能够利用电热融化凝结连在电线上的冰使冰自然脱落。能够通过地面控制，降低了危险性，而且提高了效率。 1.2 背景技术 目前，高压电线输电已经遍布全国，也给每家每户都带来了便利。但是2008年南方降雪时却也因电线杆而使交通瘫痪。因为南方的气候是温暖湿润的，下的雪融化气候降低结冰，导致电线的负载过大，引起电塔倒塌，影响电力通畅。有一年，美国北方格外寒冷，大雪纷飞，电线上积满冰雪，大跨度的电线常被冰雪压断，严重影响民众用电。因此，积雪压断电线杆对我们的日常生活是相当不利的。 1.3 国内同类专利综述 通过专利检索电线除冰器共35项，16项发明专利，19项实用新型专利。其中，201310471896.7号洛阳理工学院制作的电线除冰器是一种高压电线除冰装置，设有一个通过行进机构架设在高压电线上，并能够在行进机构的带动下
沿高压电线移动的机架，在机架上设有能够在动力机构带动下旋转，并敲击高压电线以除去高压电线覆冰的除冰机构。行进机构设有可沿高压线运动的上行进轮和下行进轮，上行进轮设置在上层高压电线的上侧，下行进轮设置在下层高压电线的下侧，上行进轮和下行进轮在弹性夹持越障机构的作用下对高压电线进行夹持。 其他发明专利与本专利的原理结构相似。 以上专利的优点在于：能够用机械物理方法除掉冰，效率高； 以上专利的缺点在于：制作成本较高，并且不能保证电线不会被除冰器损坏。 而我们的设计有点在于：能保护电路，稳定性能强只融化电线附近的冰效率高，能通过遥感地面控制。 1.4 发明内容 1.4.1 本实用新型所要解决的技术问题 为了克服冬日里冰雪压断电线，以及电塔倒塌而造成的电力通畅不便，通信不便以及安全隐患等问题，本实用新型提供一种电线除冰器，该除冰器自带加热系统，其最高温能达80度，能将电线上的冰凌融化。同时，其最高温远远小于电线的阻燃点。能够有效的除去高压电线上面的冰，保证人们的用电安全。且较传统操作人员爬上高压电塔具有快速高效的优点，以及操作人员基本没有危险性。它能够在电线上自由行走，
冰蓄冷空调系统的优点和缺点： （1）优点： ①平衡电网峰谷荷，减缓电厂和供配电设施的建设，对国家而言，是节能的； 对于大城市的商业用电而言，均会出现用电的峰谷时段，在用电的峰段，常常会出现供电不足的状况，而在用电的谷段，又常常会出现电量过剩的状况，如果将低谷电的电能转化为冷能应用到峰值电时的空调系统中去，则可以缓解电网压力，平衡电网； 对国家电网而言，要满足用户1kwh的用电需求，必须要发电站发出超过1kwh 的电量便于抵消电在运输过程中的损耗，而用户对电的需求和利用程度在实际过程中却是不定的，是随机的，尤其是对建筑内的空调而言，其使用程度往往同当天的室外天气条件密切相关，不定性特点尤为突出，倘若国家电网发出的余电无法被用户使用，一来是对能源的浪费，二来对国家电网的安全也存在着隐患，于是，冰蓄冷技术在空调系统中的应用便大大地减缓和减少了以上问题； ②能使制冷主机的装机容量减少； 冰蓄冷空调系统按运行策略可分为两类，一类是全部蓄冷模式，另一类是部分蓄冷模式。对于第一类，通俗地说就是建筑的所有冷负荷（注：蓄冰装置是无法作为热源使用的）全由蓄冰装置承担，而制冷机组（通常是双工况制冷机组）只扮演为蓄冰装置充冷制冰的角色，在空调系统运行的时候，制冷机组处于停机状态，而蓄冰装置则全时段运行，为用户提供冷量。对于第二类，也是实际工程中常用的运行方式，即蓄冰装置只承担建筑冷负荷的一部分，而另一部分则由制冷机组（双工况）承担。因此，由上述可知，不论哪种运行方式，蓄冰装置总是要承担一部分冷负荷的，我们所说的减少了制冷主机的装机容量，实质上就是蓄冰装置承担了制冷机组本应该要承担的一部分负荷，这部分负荷值的大小也就是蓄冰装置的蓄冷量大小； ③目前各地供电部门对用电限制较严，征收的额外费用也名目繁多，建筑业主与用户的经济负担较重，还常常受到限电、拉闸停电种种束缚。若发展冰蓄冷空调技术，就能较好的缓解空调用电与城市用电供应能力的矛盾； ④由于采用了冰蓄冷与低温大温差供冷送风相结合的技术，在初投资费用方面，既可减少空调处理设备、输配设备的大小，输送管网的粗细，还可减少机房管井的占用面积，压低建筑层高，从而不但可节省空调的初投资费用，而且还可降低建筑造价；在运行费用方面，由于送风温度低，风机、水泵的输配功率大幅度降低，制冷空调系统的整体能效得到提高，再加上分时电价的优惠，从而使建筑业主与用户支付比常规空调更少的运行费用； ⑤由于采用了低温大温差供冷送风，使空调处理与输送过程均在较低温度下进行，有利于抑止细菌、病菌的繁殖；较低的室内温度，可进一步改善室内空气品质与热舒适水平。 （2）缺点：
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
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
第一章绪言 1.1引言 2008年1月，郴州市出现了连续近一个月的低温雨雪冰冻天气，遭受了历史罕见的冰雪灾害。国家减灾委员会专家已定性为：“郴州发生的这次冰雪灾害，是世界上一次大面积、极端性气候事件，是江南地区持续时间最长的一次雨雪冰冻过程，影响地区的人口之多是世界罕见的”。这次郴州冰灾造成中心城区正值春节期间停电、停水10多天，个别地方达到20多天，交通、通讯、电视均出现不同程度的中断，成为了一座与外界隔绝的“孤城”。郴州成为我国南方冰雪灾害最严重的地区之一。 特别是电力系统遭受毁灭性重创，冰灾引起了倒塔,现场调查了2008年湖南冰灾期间≥220kV输电线路的受损情况,发现倒塔线路覆冰厚度主要集中在20～60mm,同时微地形和微气象造成覆冰加重和覆冰的不均匀性,档距、塔形等对线路倒塔也存在影响。分析倒杆断线的形式认为覆冰太厚超过设计值、垂直荷载压垮和不平衡张力拉垮是造成线路倒塔。专家解说，高压线高高的钢塔在下雪天时，可以承受2-3倍的重量。但如果下雨凇，可能会承受10-20倍的电线重量。电线结冰，遇冷收缩，风吹引起震荡，就使电线不胜重荷而断裂。 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，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。 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。
东华大学环境学院冰蓄冷设计 姓名：何燕娜 班级：建筑1202 学号： 121430205 2014年12月
1.1 项目概述 本项目为浙江某办公楼建设项目的双工况冰蓄冷系统应用。 1.2 冰蓄冷系统在本项目中的应用 冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量，它代表着当今世界中央空调的发展方向。 本文就对冰蓄冷系统设计进行详细阐述，并和传统的风冷系统进行初投资和运行成本的综合比较。 1.3 冰蓄冷系统的工作模式 冰蓄冷系统的工作模式是指系统在充冷还是供冷，供冷时蓄冷装置及制冷机组是各自单独工作还是共同工作。蓄冷系统需要在几种规定的方式下运行，以满足供冷负荷的要求，常用的工作模式有如下几种： （1）机组制冰模式
在此种工作模式下，通过浓度为25%的乙二醇溶液的循环，在蓄冰装置中制冰。此间，制冷机的工作状况受到监控，当离开制冷机的乙二醇溶液达到最低出口温度时制冷机关闭。此种工作模式的示意图如图1-2所示。 图1-2 机组制冰工作模式示意图 （2）制冰同时供冷模式 当制冰期间存在冷负荷时，用于制冷的一部分低温乙二醇溶液被分送至冷负荷以满足供冷需要，乙二醇溶液分送量取决于空调水回路的设定温度。一般情况下，这部分的供冷负荷不宜过大，因为这部分冷负荷的制冷量是制冷机组在制冰工况下运行提供的。蓄冷时供冷在能耗及制冷机组容量上是不经济合理的，因此，只要此冷负荷有合适的制冷机组可选用，就应设置基载制冷机组专供这部分冷负荷，该工作模式示意图如图1-3所示。 图1-3 制冰同时供冷模式示意图 （3）单制冷机供冷模式： 在此种工作模式下，制冷机满足空调全部冷负荷需求。出口处的乙二醇溶液不再经过蓄冰装置，而直接流至负荷端设定温度有机组维持。该工作模式示意图如图1-4所示。
冰蓄冷系统的设计与施工 一、工程概述 XXXX位于XX东侧，建设单位是XXX房地产开发有限公司。该建筑物功能类型为办公，酒店，银行办公的综合大厦，总建筑面积11.6万平方米。是全 国最大的冰蓄冷工程项目。该项目由XXXX安装工程有限公司第一项目部进行施工安装。本系统主要是为该建筑提供空调冷冻水，冷冻站在地下3层;机房建筑 面积1200m2蓄冰槽520m2）。冷冻站采用蓄冰空调系统，充分利用夜间廉价的低谷电力储存冷量，补充在电力高峰期的空调冷负荷需要，节约系统运行成本。 二、设备配置 （一）冷源 1. 双工况螺 杆式冷水机组3台（YSFAFAS55CNE约克（合资） 2.基载 离心式冷水机组2台（YKFBEBH55CPE勺克（合资） （二）冷却塔：大连斯频得 冷却塔共计5台，CTA-600UFW两台，CTA-450UFW三台。 （三）板式换热器：丹麦APV 板式换热器共计3台，选用APV板式换热器J185-MGS16/16 （四）蓄冰槽（现场加工） 蓄冰槽共有六台，最大蓄冰量31787.2KW（9040RT。（见表1） （五）乙二醇循环水泵：德国KSB 乙二醇循环水泵共计4台，其中1台备用，并配4台变频器。 （六）冷却水循环泵：德国KSB
冷却水循环泵选用卧式离心泵4台，其中1台备用 三、运行策略： （一）负荷说明 根据建筑使用情况及初步设计估算结果，整幢大楼的尖峰冷负荷为 11428KW（3250RT。由于气温变化，空调系统在整个运行期间日负荷大小会有变化，根据负荷分布情况，出100獗荷情况逐时空调负荷:（见表2） 蓄冰的模式可采用全部（全量）蓄冰模式或部分（分量）蓄冰模式。本工程采用部分蓄冰模式。 根据采暖通风专业提供的建筑物设计日100%负荷如下：最大小时冷负 荷:11428KW（ 3250RT 设计日冷负荷：151705KWH（ 43144RTH 最大小时基载冷负荷：2286KW（ 650RT 扣除基载冷负荷后的最大小时冷负荷：9142.33KW （2600RT 扣除设计日基载冷负荷后冷负荷：96852.4KWH （27544RTH （二）系统流程简述 本设计蓄冰设备选用冰球式蓄冰设备，系统选用串联单循环回路方式，在循环回路中，乙二醇制冷主机置于蓄冰装置上游。系统中设有板式热交换器3台，每台换热量为用3961KW（ 1126RT，用以把冰蓄冷系统的乙二醇回路与通往空调负荷的水回路隔离开，保证乙二醇仅在蓄冰循环中流动，而不流经各空调负荷回路，可减少乙二醇用量并避免乙二醇在空调负荷回路中的泄漏。乙二醇回路中设有4个电动调节阀CV1,CV2,CV8CV9根据冷负荷变化，通过电动调节阀 CV1,CV2调节进入蓄冰装置的乙二醇流量，保证进入板式热交换器的乙二醇侧温度恒定并满足冷负荷需求。电动调节阀CV8.CV9调节进入板式热交换器的乙二醇流量，保证进入板式热交换器的水侧温度恒定并满足冷负荷需求。同时，空调冷
优秀设计 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
目录 摘要 ................................................................................................................................ I 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 (32)
理工学院 《机械设计基础》课程设计报告设计题目：简易电缆除冰机 所属系部： 指导老师： 作者： 专业：焊接技术及自动化 目录
第二章国内外相关除冰设备及技术的特点、发展趋势........- 2 -第三章除冰机研究的内容和意义............................................- 3 -第四章除冰机的整体设计..........................................................- 4 -第1节、设计目的 ..................................................................- 4 -第2节、设计思路 ..................................................................- 4 -第3节、设计方案 ..................................................................- 4 -（1）机械设计 .. (4) ①驱动机构...............................................................................- 4 - ②传动机构...............................................................................- 7 - ③减速机构...............................................................................- 7 - ④除冰机构...............................................................................- 8 - ⑤平衡机构...............................................................................- 9 -（2）电路设计 . (10) ①控制模块............................................................................ - 10 - ②检测模块............................................................................ - 10 -第五章新点、技术关键............................................................ - 11 - 1、创新点 (11) 2、技术关键 (12) 参考文献 ..................................................................................... - 13 -
冰蓄冷空调系统原理及应用 1、冰蓄冷空调系统原理及主要特点 冰蓄冷空调技术就是在夜间低电价时段(同时也是空调负荷很低的时间)采用电制冷机组制冷，将水在专门的蓄冰槽冻结成冰以蓄存冷量；在白天的高电价时段(同时也是空调负荷高峰时间)停开制冷机组，直接将蓄冰槽的冷能释放出来，满足空调用冷的需要。因为制冰、融冰转换损失的能量很小，而夜间制冷因气温较低可使效率更高，完全可以弥补蓄冰的冷能损失。 冰蓄冷空调系统具有以下主要特点： (1)利用低谷段电力，具有平衡峰谷用电负荷，缓解电力供应紧； (2)冰水主机的容量减少，节省增容费用； (3)总用电设施容量减少，可减少基本电费支出； (4)利用低谷段电价的优惠可减少运行电费； (5)冰水温可低至1～4℃，减少空调设备风管的费用； (6)冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔容量减少； (7)电力高压侧及低压侧设备容量减少； (8)室相对湿度低，冷却速度快，舒适性好； (9)制冷设备经常在设计工作点上平衡运行，效率高，机器损耗小； (10)充分利用24h有效时间，减少了能量的间歇耗损；
(11)充分利用夜间气温变化，提高机组产冷量； (12)投资费用与常规空调相当，经济效益佳。 冰蓄冷空调技术在我国的应用将成为不可逆转的趋势。当然它也有一些缺点，如增加蓄冷池、水泵的输送能耗及增加蓄冷池等设备的冷量损失等。 2系统的组成及制冰方式分类 2.1系统组成 冰蓄冷空调系统一般由制冷机组、蓄冷设备(或蓄水池)、辅助设备及设备之间的连接、调节控制装置等组成。冰蓄冷空调系统设计种类多种多样，无论采用哪种形式，其最终的目的是为建筑物提供一个舒适的环境。另外，系统还应达到能源最佳使用效率，节省运转电费，为用户提供一个安全可靠的冰蓄冷空调系统。 2.2制冰方式分类 根据制冰方式的不同，冰蓄冷可以分为静态制冰、动态制冰两大类。此外还有一些特殊的制冰结冰，冰本身始终处于相对静止状态，这一类制冰方式包括冰盘管式、封装式等多种具体形式。动态制冰方式在制冰过程中有冰晶、冰浆生成，且处于运动状态。每一种制冰具体形式都有其自身的特点和适用的场合。 3运行策略与自动控制 3.1运行策略
01工程概述 北京国际金融中心位于月坛北桥东侧，建设单位是首创集团融金房地产开发有限公司。该建筑物功能类型为办公，酒店，银行办公的综合大厦，总建筑面积11.6万平方米。是全国最大的冰蓄冷工程项目。该项目由北京建工总机电设备安装工程有限公司第一项目部进行施工安装。本系统主要是为该建筑提供空调冷冻水，冷冻站在地下3层;机房建筑面积1200m2(蓄冰槽520m2)。冷冻站采用蓄冰空调系统，充分利用夜间廉价的低谷电力储存冷量，补充在电力高峰期的空调冷负荷需要，节约系统运行成本。 02设备配置 （一）冷源 1.双工况螺杆式冷水机组3台(YSFAFAS55CNES)约克(合资) 2.基载离心式冷水机组2台（YKFBEBH55CPE）约克(合资) （二）冷却塔:大连斯频得 冷却塔共计5台，CTA-600UFWS两台，CTA-450UFWS三台。 （三）板式换热器:丹麦APV 板式换热器共计3台，选用APV板式换热器J185MGS16/16。 （四）蓄冰槽（现场加工） 蓄冰槽共有六台，最大蓄冰量31787.2KW(9040RT)。 （五）乙二醇循环水泵:德国KSB 乙二醇循环水泵共计4台，其中1台备用，并配4台变频器。 （六）冷却水循环泵:德国KSB 冷却水循环泵选用卧式离心泵4台，其中1台备用。 03运行策略 （一）负荷说明 根据建筑使用情况及初步设计估算结果，整幢大楼的尖峰冷负荷为11428KW（3250RT）。由于气温变化，空调系统在整个运行期间日负荷大小会有变化，根据负荷分布情况，计算出100%负荷情况逐时空调负荷:
目前蓄冰的模式可采用全部（全量）蓄冰模式或部分（分量）蓄冰模式。本工程采用部分蓄冰模式。 根据采暖通风专业提供的建筑物设计日100%负荷如下:最大小时冷负荷:11428KW（3250RT） 设计日冷负荷:151705KWH（43144RTH） 最大小时基载冷负荷:2286KW（650RT） 扣除设计日基载冷负荷后冷荷:96852.4KWH（27544RTH） （二）系统流程简述 本设计蓄冰设备选用冰球式蓄冰设备，系统选用串联单循环回路方式，在循环回路中，乙二醇制冷主机置于蓄冰装置上游。系统中设有板式热交换器3台，每台换热量为用3961KW（1126RT），用以把冰蓄冷系统的乙二醇回路与通往空调负荷的水回路隔离开，保证乙二醇仅在蓄冰循环中流动，而不流经各空调负荷回路，可减少乙二醇用量并避免乙二醇在空调负荷回路中的泄漏。乙二醇回路中设有4个电动调节阀CV1,CV2,CV8CV9，根据冷负荷变化，通过电动调节阀CV1,CV2调节进入蓄冰装置的乙二醇流量，保证进入板式热交换器的乙二醇侧温度恒定并满足冷负荷需求。电动调节阀 CV8.CV9调节进入板式热交换器的乙二醇流量，保证进入板式热交换器的水侧温度恒定并满足冷负荷需求。同时，空调冷冻水回路采用的是二级泵系统，节省运行费用。 本工程最大蓄冰容量31787.2KW（9040RT），分6个冰槽，槽内净高2.35米。为了尽量减少冰槽的占地面积，我们将蓄冰槽作成非标准型的，尽量利用建筑空间，顶板上方预留设备入口兼检查孔，供设备及检修人员出入。冰槽结构为外保温。自蓄冰槽向外的结构组成分为:防水涂刷层，橡塑保冷层。为满足电力部门削峰填谷的需求，电力高峰段，双工况冷水机组，基载冷水机组满负荷运行，不足冷量由融冰输出供给。系统设计中同时考虑备用问题，当任意一台机组发生故障时，开启备用基载冷水机组满足空调供冷的需求。当任意一台双工况冷水机组发生故障时，开启备用基载冷水机组，满足第二
高压线除冰装置创业计划书 1.1项目背景 当今中国经过10多年的高速发展，国内用电量急剧增大，超高压大容量输电线路的需求量也急剧增加，因此高压线的建设与日俱增，但在冬季大雪后，我国每年都会在局部地区出现不同程度的雨凇现象(指超冷却的降水碰到温度等于或者低于零摄氏度的物体表面时所形成玻璃状的透明或无光泽的表面粗糙的冰覆盖层），并且我国南方地区还出现过严重的雪灾，它们都会造成高压覆冰，这些高压线上时常会出现的厚冰层有可能造成电线的断线倒杆，造成电网的瘫痪严重的影响了人们正常的工作和生活。而除冰工作给工作人员带来了生命危险，并且效率也不高，所以我们设计了一种高压线除冰装置。国内已经有一些地方（比如河南省郑州市郑州(国家)高新区）正在研发高压线除冰装置，可见高压线除冰装置在国内的需求量还是很大的，2008年南方雪灾大家还记的吧？这次雪灾使南方许多地方的高压线上覆盖上厚厚的一层冰，导致电线被拉断或电线杆倾斜，造成南方电网瘫痪的严重后果，给人民和国家带来了巨大的损失，而高压线上的覆冰需要专门的工作人员来处理，给工作人员的生命安全带来了威胁，并且除冰的效率也不高，还有一些寒冷山区和高纬度的地区（福州北峰山区、巫山高海拔地区等地）也容易出现高压线覆冰现象，而这时就需要一种既安全又高效的高压线除冰装置的出现，所以我们研
发的这种装置是应社会之需的，是有广阔的市场空间的。 国外的一些天气寒冷的国家也存在同样的问题，比如欧洲的一些国家（英国、法国等地），由于天气寒冷，使高压线上覆盖了厚厚的一层冰，这些冰不仅会使高压线的寿命大大减少，更严重的还会使高压线断裂，造成电网中断的严重后果，给国家造成无法估量的损失。我公司也可以同时着手于国外市场，这样我们的销售市场就大大增加了。 1.2公司及产品 1.2.1公司简介 郑州市冰夏有限责任公司，是一家提议中的公司，它处于研发包括高压线除冰装置的高新技术开发区，它所面向市场在国内几乎处于空白状态。本公司致力于高压线除冰装置最大限度的开发和入市，以满足社会的需要和更好的服务于人民，希望能够为高压线上的覆冰而深深困扰的地区和国家带来福音。 公司选址在河南省郑州市郑州(国家)高新区，组织结构采用矩阵式结构（在直线职能制垂直形态组织系统的基础上，再增加一种横向的领导系统）本公司采用以吸引风险投资为主要的筹资方式。 1.2.2 产品 本公司的主要产品为高压线除冰装置，它由机械动力系统、传动系统、执行系统组成，本产品采用机械除冰法，机械外力除冰最早有adhoc 法、滑轮铲刮法和强力振动法，由于这些方法都存在一些问题，我们从机械除冰法出发, 在分析了目前发展现状的基础上, 提出了
冰蓄冷工程设计经验总结 1.蓄冰槽容量不宜过大，会使蓄冰槽因自重变形，必须增加槽的壁厚以及进行加固，还会给制作安装和运输带来困难，同时也增加了费用。在蓄冰槽的扩散管的排布上，会因扩散管的排布过密而浪费大量的空间，还会影响冻冰及融冰的效果。 2.冷冻站通常位于大厦的地下部分，而地下部分又往往是停车库、站房、办公集中的部位;使用面积非常紧张、造价昂贵;在蓄冰槽的设置及排布上应尽量使用可利用的空间位置。 3.乙二醇溶液100%的价格大约是7100元/吨，价格昂贵。在系统中，如果因为检修或系统渗漏会造成很大的不必要的经济损失，同时对环境造成污染。在施工中，管道及设备用设立牢固的支、吊架，同时系统应进行严格的严密性试验。如果有可能在乙二醇溶液充注前进行水溶液的试运转，观察整个系统的运转情况;及自控系统的测点及电动阀门的动作配合。 4.蓄冰槽在安装过程中,槽与下面的支撑必须进行隔冷处理,以免局部形成冷桥，槽的本体必须进行绝热保温设计以减少冷损失。乙二醇溶液在蓄冰过程中通常在-2.19℃/- 5.56℃范围内，与周围环境的温差大;如果隔热效果不好，在平时的运行中会造成非常大的浪费。所以蓄冰槽的本体的保温厚度应大于标准工况的冷冻水的保温厚度，保温层应严密尽量减少冷损失。 5.蓄冰槽无论是立槽还是卧槽在设计中必须考虑载冷剂（即25%的乙二醇溶液）的分配均匀性。在槽的入口和出口设均流管。本工程采用了DN200扩散管，均流管供、回各一根，在系统冻冰及融冰过程中流向相反。将载冷溶液均匀有效地传给槽内蓄冰球。 6.在蓄冰槽的设计中还考虑人孔以便填充球，在填充蓄冰球时，对高于2M的卧槽或立槽，应预先在槽中充入1/3槽的水以减少填球时的冲击使球均匀地填充（由于冰球的密度比水小，冰球浮于水面有利于冰球的扩散）;同时水不宜过多，不利于冰球填满整个冰槽（造成冰槽底部无冰球）;槽的底部设卸球孔，也可作排污用。 7.在冰蓄冷系统流程中系统与用户的联接方式有直接连接（即整个系统全部充满乙二醇溶液）和间接连接（即乙二醇溶液系统仅限于一定范围内，通过板式换热器与二次水进行热交换）。本工程在设计中采用了间接连接，乙二醇溶液仅限于在制冷机房内循环;外部空调水系统仍是水系统。这种做法有两个好处: A、乙二醇溶液仅限于制冷机房用，用量少; B、减少在大楼内部存在因检修和维护造成乙二醇溶液泄漏的问题。 C、尤其是高层建筑能起到隔断高层建筑冷水系统静压以保护空调制冷主机;提高蓄冰系统安全系数，减少乙二醇溶液泄漏概率;减少设备及阀部件承压稀疏的作用。其代价仅仅是增加了一台热交换器。 8.本工程采用了部分蓄冰的控制策略而且是制冷机优先，这样制冷主机的容量可以大大减少，同时也减少了电力增容费，在负荷较低时尽量利用所蓄的冰。 9.在系统设计中还应考虑到:乙二醇溶液受球内介质相变时的影响而体积膨胀，在系统中他的相变膨胀量是2%～9%。为此系统应设置膨胀水箱，而且还设置了溶液补给箱作为膨胀水箱外的溢流箱。在系统亏液或浓度降低时进行补液。 设置溶液补给箱有以下作用:
浅析高压输电线路除冰防冻机器人设计 摘要 :高压输电线路除冰防冻机器人它是通过分析高压输电线路巡检工作的特点 与高压输电线路巡检机器人的发展现状及趋势相结合的一种新型高压线路除冰技术，本文主要介绍除冰防冻机器人的功能结构以及设计方法，实现机器人完成高 压输电线路覆冰去除，解决电力发展中的障碍性问题，为我国的电力发展提供更 好的保障。 关键词:高压输电线路；除冰机器人 引言 随着我国的科学技术飞速进步，各项各业的先进科技为我国的经济发展提供 了很大帮助。经济的快速发展，电力工程的大力发展，超高容量的输电线路建设 越来越多，而电线线路的路径也越来越复杂，大多为地形复杂，环境恶劣的地域，这为输电线路后期的维护工作带了很多的困难，并且我国的南北地域差异较大， 南方大部分多为山区，这也导致在严冬时期我国的这些地区出现架空输电线路覆冰，给架空输电运输带来一定的损坏，更严重的造成电网结构破坏，安全运行严 重受到威胁。也正是由于环境恶劣导致线路维修人员不能顺利的工作，通常情况 下维护人员只能通过使用绝缘棒去清除电线上的覆冰，并且这样的方式还有很大 的危险性。 根据国外数据表明，一些国家的地理情况与我国的情况类似，为了保证电力 系统运行的可靠性，提高高压输电线路的除冰效率，开发出一种可以替代人工作 业的除冰设备，而这套设备也是我国着重研究的热点。因此，加强研制安全有效 的除冰机械设备对我国的电力发展有着重要意义。 1 浅析高压输电线路除冰机器人的基本概念 机器人它是一个较为复杂的机电一体化系统，通过应用先进的计算机技术， 将机械结构，通信，自动控制，捕捉等多项技术领域进行融合，但机械结构是整 个设备的系统基础，也是目前机器人制造的最大障碍。基于这种情况，科技人员 研发出了一种新型实用的高压输电线路除冰机器人，并且具有以下几点功能；其 一能够在高压输电线路上以预想的速度进行稳定攀爬；其二整个机械结构具有一 定的爬坡能力；其三能够很好的跨越高压输电线路上的线夹，绝缘子等相关障碍 物体；其四能够有效的去除高压输电线上覆盖的冰雪。 2 除冰机器人的功能分析 高压输电线路除冰机器人的总共能主要是由以下几个功能结构组成的：其一 它能够在高压输电线上平稳的爬行，并且根据实际的线路要求能够达到期望的每 秒一米的速度；其二能够有效的去除覆盖在高压输电线上的冰块；其三能够跨越 输电线路上的障碍物体例如绝缘子，线夹等；其四具有独立的爬坡能力；其五能 够在线路故障情况下实现自我安全保护。 3 除冰机器人的功能原理设计 3.1 输电线路上的行走功能 机器人的行走功能是利用轮子压着钢索前行，与实际中的地面行走类似，它 的原理主要是在线上行走时需要一对轮子同一个地方沿着相反的方向同时压住钢 索前行。在设计时，往往为了保证机器人行走的平稳性，都会讲机器人的重心设 计在钢索下方，以此实现圆周定向的功能。这种观点有点类似于实际中的人在钢 丝行走的方式，将机器人的主题悬挂在钢丝上，用手来交替握住钢索前行。 3.2 高压输电线路除冰功能
1.1上级批文详见总论部分； 1.2甲方提供的设计任务书； 1.3建筑专业提出的平面图和剖面图； 1.4室外计算参数(江苏地区) 夏季空调计算干球温度34.1℃ 夏季空调计算日平均温度31℃ 夏季空调计算湿球温度28.6℃ 夏季通风计算干球温度32℃ 夏季空调计算相对湿度69 % 夏季大气压力100.391Kpa 夏季平均风速 3.3m/s 冬季空调计算干球温度-12℃ 冬季通风计算干球温度-4℃ 冬季空调计算相对湿度74% 冬季大气压力102.524 Kpa 冬季平均风速 3.3 m/s 1.6国家主要规范和行业标准 (1)《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003； (2)《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2001版)； (3)《民用建筑热工设计规范》GB50176-93； (4) 全国民用建筑工程设计技术措施《暖通空调·动力》； (5) 《民用建筑隔声设计规范》GBJ118 2 设计范围 本工程总建筑面积为120000平方米 设计范围为采暖、通风、空调、防排烟及冷热源设计。冷冻机房冷却水系统由给排水专业设计。 3 设计原则 满足国家及行业有关规范﹑规定的要求，利用国内外先进的空调技术及设备，创建健康舒适的室内空气品质及环境。
4.3空调系统 经技术﹑经济综合比较及专家组建议，空调方案确定为：独立新风空调系统，即新风机组加辐射冷吊顶。辐射吊顶已被美国能源部列为二十一世纪15项最节能，最有前途的空调技术之一，其突出的优点——更加舒适，更加节能，更加安静，使其成为目前欧美各国首选的空调末端装置，辐射吊顶、全热交换器和低温送风新风系统组成的独立新风系统，已经成为国际公认的最先进的空调系统。4.3.1 首层∽八层及地下一层南区各功能房间 采用独立新风空调系统(DOAS)。新风机组除了承担新风负荷外，还承担室内全部潜热和部分显热负荷，室内剩余的显热负荷由辐射冷吊顶承担。 新风机组选用专用DGKR08型低温送风新风机组，设置在专用的新风机房内，每台机组风量约为7000m3/h－8000m3/h。机组进水温度低于3℃，出水温度为辐射冷吊顶的进水温度（露点温度加1～2℃），由室内露点温度控制，新风机组 出风温度低于7℃。该机组除了具有普通空调机组具有的冷却﹑干燥﹑加热及加湿功能外，还具备有：（1）承担其全部新风负荷，室内全部潜热和部分显热； （2）机组内配置有板式全热交换器，回收焓效率大于50%，温度效率70% 以上；（3）机组内配置驻极静电过滤器，计数效率为99.9%可备光催化材料杀灭，空气阻力小于50Pa。 空调房间冬季加湿采用高品质的干蒸汽加湿，汽源由地下一层锅炉房引来。 新风系统按楼层分南﹑北两个系统设置，以利调节。新风管沿走道吊顶敷设，在进入每个房间的支管上设置E型定风量调节器，送风口采用大诱导比风口下送。排风通过每个房间侧墙上设置的排风口，通过走道吊顶，进入新风机组全热交换器释放能量后排入大气。 辐射板采用国产辐射板。因为它较进口辐射板热阻小，辐射冷/热量大，接头先进，价格便宜等优点。辐射板型号选用600×600规格板，颜色的选用与排版形式随装修进行。 4.3.2 餐厅及厨房。 由于餐厅空调负荷变化大，湿负荷大，空调运行时间短，层高较高等特点。故餐厅单独设置空调系统，空调形式采用独立的低温送风新风系统，送风口采用大诱导比风口下送，排风口为单层百叶风口，通过排风管进入新风机组全热交换器释放能量后排入大气。新风机组选用专用DGKR15型低温送风新风机组，设置在专用的新风机房内，机组风量约为15000m3/h。 厨房采用直流空调系统(冬季加热夏季降温)，厨房排风量暂按40次/时，送风量为80% 排风量，其施工图设计待厨房设备确定后进行。 4.3.3 电话机房及计算机主机房 为了保证电话机房、消防值班室及计算机主机房值班空调，另分别设置一套VRV空调系统，室外机设置在屋顶，室内机采用四面吹出式，设置在吊顶上。 4.4空调系统冷源 本工程空调面积为23500m2，预留空调面积5500m2，共计空调面积29000m2。空调冷负荷为3351kW，折算为冷指标为115.56w/m2。空调热负荷为2595.5kW，算为冷指标为89.5w/m2。
重庆大学 研究生学位论文选题报告及论文工作实施计划 学院：研究生院 专业：控制工程 姓名：张琨 学位级别：工程硕士 指导老师：鲜晓东 2013年6月
输电线路除冰机器人的设计 1研究目的意义以及国内外研究概况 1.1研究目的及意义 在输变电工程中，输电线路覆冰是高压线路的安全运行的重大隐患之一。输电线路覆冰可引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塌、断线及绝缘子闪络等问题[1]，从而导致通信中断或大面积停电。然而，目前解决输电线路覆冰的主要措施是以预防为主，紧急情况下大多数采用人工除冰的方式强制使输电线表面的覆冰脱落。然而，人工除冰工作量大，速度慢，安全系数底，致使一旦输电线路严重覆冰便会影响居民日常生活、造成经济损失，使得冰害事故频发等。 图1.1 线路覆冰导致输电线塔杆倒塌 针对输电线路覆冰现象及危害，近年来国内外大力开展对自动除冰机器人的研究，但大多数除冰机器人在对整条输电线进行除冰时不能自动越过绝缘子、防震锤、悬垂线夹等障碍物，因此，能够智能化、高效安全的对输电线路进行除冰，成为保证高压线路安全运行的一大课题。由此可见，输电线路的正常维护和覆冰线路的及时除冰，对于保障电力系统的安全运行乃至国民经济的稳定发展都有着重要的意义。所以本设计着力于设计和开发一种能自动循迹、自动越障、自动除
冰的自动化除冰机器人。 1.2国内外研究现状 1.2.1国外技术研究现状 在输电线除冰机器人的研究领域中，美国TRC公司早在1989年便研制了自治寻线机器人原型，该机器人不仅能沿架空导线上远距离爬行，还能执行电晕损耗、绝缘子、结合点、压接头等视觉检查任务，并能对探测到的线路故障数据预处理后，传送给地面工作人员，当机器人遇到塔杆时，利用手臂采用仿人攀援的方式从侧面越过塔杆[2]。 同年，日本东京电力公司研制出寻线机器人，该寻线机器人能挂钩在架空输电线路上行走，具有跨越防震锤，塔杆等各种障碍的功能[3]。 在2000年，加拿大魁北克水电研究院研制的名为HQLineROVer遥控小车[4]，不仅能对输电线路的故障进行红外检查，还能对压接头状态自动进行评估，并能完成导线与地线的更换，同时也能够完成导线清污、导线除冰，但HQLineROVer 遥控小车是在人工遥控下运行的，自动化程度较低，并且无越障能力。当遇到障碍物需要人工进行调整。 图1.2 HQ LineROVer遥控小车 2009年，加拿大魁北克水电研究院研制了名为LineScout小车，该小车具有越障功能，突破了除冰机器人无法越障的瓶颈，该越障机构采用了仿人手臂攀援机构[5]。