本文關(guān)鍵詞：絕緣子染污及清掃機械手研究

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【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,各行業(yè)用電量需求不斷增加,對電網(wǎng)的建設(shè)和維護(hù)越來越重視,而絕緣子在輸電線路中起著機械連接及電氣絕緣的作用,絕緣子能否安全運行是決定電力系統(tǒng)能否穩(wěn)定運行的重要因素,但由于絕緣子在長期運行過程中表面會附著污穢,當(dāng)遇到毛毛雨、霧等天氣情況下可能會產(chǎn)生閃絡(luò),絕緣子閃絡(luò)會帶來巨大的經(jīng)濟損失和不便。為了避免絕緣子污閃事故就要對絕緣子進(jìn)行在線監(jiān)測,對絕緣子有污閃趨勢的區(qū)域進(jìn)行及時的清掃。紅外熱成像技術(shù)是檢測絕緣子污穢等級的重要方法,而紅外檢測技術(shù)的應(yīng)用需要完善的絕緣子發(fā)熱機理,因此對絕緣子溫度場的研究具有重要意義。本文運用ANSYS有限元軟件分析了絕緣子在濕污均勻,濕污加干燥帶,濕污加干燥帶電弧三種狀態(tài)下的溫度分布情況并進(jìn)行試驗研究驗證模型的有效性;同時運用ANSYS電熱耦合的方法重點研究了干燥帶對污穢絕緣子溫度場分布的影響,其中包括:干燥帶位置;干燥帶條數(shù);干燥帶周向長度;干燥帶寬度等對絕緣子徑向溫度分布的影響。同時針對傾斜式安裝絕緣子清掃困難,而我國現(xiàn)階段還是以停電人工清掃絕緣子為主這一現(xiàn)象,提出了一種能夠?qū)崿F(xiàn)對不同安裝位置,不同半徑的絕緣子進(jìn)行360度全方位清掃的新型絕緣子清掃機械手設(shè)計方案。課題最終取得成果:(1)列出了濕污絕緣子的熱平衡方程;(2)得到絕緣子在不同濕潤強度,不同表面電阻率情況下的溫度分布云圖及溫度分布規(guī)律;(3)通過分析得到濕潤強度與表面電阻率對絕緣子溫度分布和干燥帶電弧產(chǎn)生的影響情況;(4)通過分析得到絕緣子在三種狀態(tài)下溫度隨時間的變化情況;(5)得到干燥帶出現(xiàn)在絕緣子表面不同位置時,干燥帶越靠近絕緣子邊緣,絕緣子的整體溫度越高;(6)隨著干燥帶寬度增加,絕緣子整體溫度下降,并且最高溫度附近溫度的變化梯度減小;(7)絕緣子下傘盤干燥帶條數(shù)增加,除了整體溫度下降外,徑向溫度分布曲線變化不大,靠近鋼腳處的干燥帶溫度最高;(8)得到絕緣子表面出現(xiàn)干燥區(qū)但還未生成首尾相接的環(huán)狀干燥帶時,與同周向相比干燥區(qū)內(nèi)部的溫度較低,但兩端溫度始終保持最高,造成干區(qū)繼續(xù)延伸,隨著干燥區(qū)長度增加絕緣子溫度下降,但變化并不大,直到生成首尾相接的干燥帶時,溫度大幅下降;(9)通過多方面研究確定了模型各運動關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)與尺寸,運用UG建立了機械手的整體三維模型,選取了各運動關(guān)節(jié)所需的氣缸與電機;(10)運用ANSYS有限元分析了機械手整體受力及變形情況,校核了關(guān)鍵零部件的強度和剛度要求,并對機械手整體進(jìn)行了模態(tài)分析,確定了機械手的固有頻率和振型,提出了優(yōu)化方案;(11)運用ADAMS軟件對機械手整體運動過程進(jìn)行了運動學(xué)和動力學(xué)仿真分析,得出了各運動關(guān)節(jié)的位移、速度、加速度及受力變化情況,最終驗證了設(shè)計的可行性。
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM755;TP241

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