CN113199965A - 一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及接触网隔离开关技术领域，特别涉及一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法，通过现场测量或根据设计图纸确定引线在隔离开关设备线夹处的连接固定点A与承力索间的垂直距离L_AO、水平距离L_OE、理想工况下引线在承力索的连接固定点C距离中心锚结的距离L_ZC、C点和A点在承力索上的投影点E之间的直线距离L_EC，计算A点与D点间的直线距离H_AD，考虑引线在温度变化情况下的伸缩量ΔL_引线和引线安装、固定、绑扎所需长度L_绑扎固定，确定引线的预配长度L_AD；通过数字化的计算，综合考虑环境因素对引线弛度的影响和引线使用时的绑扎长度，为隔离开关引线的预配提供了快速、精准、高质量的工厂化预配值，使隔离开关引线的预制长度精确、高质量，能够满足在不同极端环境下的正常运行。

Description

一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法

技术领域

本发明涉及接触网隔离开关技术领域，特别涉及一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法。

背景技术

随着电气化铁路、城市轨道交通等快速发展，为考虑供电的灵活性和可靠性，用于供电分段的接触网隔离开关大幅增加，其可靠性、稳定性成为铁路正常运行的关键因素。接触网隔离开关是用于接触网供电分段的开关装置，沿接触网沿线设置，通过软铜绞线和线夹组成的引线结构，一端与接触网的承力索或接触线电气连接，另一端在隔离开关的设备线夹或支撑绝缘子处安装固定。

近年来，在极端温度、重覆冰以及大风等环境影响下，以及引线预配长度不合理时，接触网隔离开关引线安装多次出现引线弛度过大的情况，带来电气绝缘距离不够、线索张拉过紧导致线索脱落或线夹断裂等系列问题，引起接触网停电跳闸，严重时还会影响列车停运甚至安全事故，因此，准确预配接触网隔离开关引线长度极其重要，是避免事故的重要源头控制手段之一。

目前，接触网隔离开关引线的预配长度，一般根据引线两端点的距离、现场环境温度，结合施工经验，适当考虑引线弛度，进行现场直接确定，采取现场直接裁剪引线、压接接头的方式预配，引线长度未充分精确考虑温度、覆冰及风速等工况下，接触网、引线的长度变化，以及线索、线夹等连接结构的允许荷载，且未采取工厂化专业预制和压接等精细化工艺，导致引线预配长度误差且受人为因素影响较大，为接触网隔离开关引线安装后接触网和隔离开关的正常工作带来较大隐患。

所以，目前亟需要一种技术方案，以解决现有接触网隔离开关引线采取现场直接裁剪、压接接头的方式预配，导致引线预配长度误差且受人为因素影响较大，给接触网和隔离开关的正常工作带来较大隐患的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有接触网隔离开关引线采取现场直接裁剪、压接接头的方式预配，导致引线预配长度误差且受人为因素影响较大，给接触网和隔离开关的正常工作带来较大隐患的技术问题，提供了一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法，包括如下步骤：步骤一：现场测量或根据设计图纸，确定引线在隔离开关设备线夹处的连接固定点A与承力索间的垂直距离L_AO和水平距离L_OE；步骤二：现场测量或根据设计图纸，确定理想工况下引线在承力索的连接固定点C距离中心锚结的距离L_ZC，确定C点和A点在承力索上的投影点E之间的直线距离L_EC；步骤三：根据承力索的线索膨胀系数，考虑极端环境工况对承力索的偏移影响，确定极端环境工况下引线在承力索的新的连接固定点D，根据步骤一和步骤二获得的已知参数，计算A点与D点间的直线距离H_AD；步骤四：根据H_AD，考虑引线的线索膨胀系数，确定引线在温度变化情况下的伸缩量ΔL_引线；步骤五：结合引线安装、固定、绑扎所需长度L_绑扎固定，确定引线的预配长度L_AD；步骤六：工厂预配：工厂按照长度L_AD进行导线预配。

本发明的一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法，在引线长度预配过程中，预先考虑环境因素对承力索和引线的影响，使在引线的预配过程中进行长度预留，使引线在实际使用过程中能够满足不同极端环境工况下的正常使用，同时，通过数字化的计算，精确考虑不同环境因素对引线弛度的影响程度和引线使用时的绑扎长度，为隔离开关引线的预配提供了快速、精准、高质量的工厂化预配值，进一步使隔离开关引线在现场的安装固定能够满足在不同极端环境下的正常运行。

作为本发明的优选方案，

L_ED＝L_EC+α·L_ZC·Δt

L_AD＝H_AD+ΔL_引线+L_绑扎固定

式中：

L_AO：引线在隔离开关设备线夹处的连接固定点A和A点在承力索所在水平面的竖直投影点O之间直线距离，采用现场测量或根据设计图纸获得；

L_OE：A点在承力索上的投影点E和O点之间直线距离，采用现场测量或根据设计图纸获得；

L_ZC：C点距离中心锚结B的直线距离，采用现场测量或根据设计图纸获得；

L_EC：理想工况下，引线在承力索上的连接固定点C和E点之间的直线距离，采用现场测量或根据设计图纸获得，本发明中预设理想工况为环境温度20℃，属于线索最佳使用环境温度；

L_ED：极端环境工况下，引线在承力索的连接固定点D和E点之间的直线距离，本发明中极端环境工况预设为高温工况、低温工况、覆冰工况，且预设为线索允许使用的极端值；

α：承力索的线索膨胀系数，根据承力索材质进行查询获得；

Δt：极端环境工况下环境温度与引线安装时温度的差值绝对值；

ρ：引线的线索膨胀系数，根据引线材质进行查询获得；

L_绑扎固定：引线安装、固定、绑扎所需长度；

作为本发明的优选方案，所述极端环境工况包括最高计算温度工况、最低计算温度工况和最大覆冰工况中，当隔离开关位于中心锚结和引线之间时，按最高计算温度工况考虑引线预制长度，当引线位于中心锚结和隔离开关之间时，按最低计算温度工况和最大覆冰工况中的至少一种考虑引线预制长度。

作为本发明的优选方案，当隔离开关位于中心锚结和引线之间时，根据最高计算温度工况温度t_max，测量引线安装时温度t，计算获得：

L_ED＝L_EC+α·L_ZC·(t_max-t)

作为本发明的优选方案，当隔离开关位于中心锚结和引线之间时，根据定位器、吊弦允许工作温度范围[t_min,t_max]计算获得：

作为本发明的优选方案，当引线位于中心锚结和隔离开关之间时，同时计算最低计算温度工况和最大覆冰工况下的引线预配长度，二者对比取较大值作为引线的实际预配长度。

作为本发明的优选方案，最低计算温度工况下，根据最低计算温度工况下的工况定义温度t_min和测量引线安装时温度t计算获得:

L_ED＝L_EC+α·L_ZC·(t-t_min)

作为本发明的优选方案，最低计算温度工况下，根据定位器、吊弦允许工作温度范围[t_min,t_max]计算获得:

作为本发明的优选方案，最大覆冰工况下，根据最大覆冰工况下的工况定义温度t_b和测量引线安装时温度t计算获得:

L_ED＝L_EC+α·L_ZC·(t-t_b)

作为本发明的优选方案，最大覆冰工况下，根据最大覆冰工况下的工况定义温度t_b和定位器、吊弦工作温度范围[t_min,t_max]计算获得:

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、在引线长度预配过程中，预先考虑环境因素对承力索和引线的影响，使在引线的预配过程中进行长度预留，使引线在实际使用过程中能够满足不同极端环境工况下的正常使用；

2、通过数字化的计算，精确考虑不同环境因素对引线弛度的影响程度和引线使用时的绑扎长度，为隔离开关引线的预配提供了快速、精准、高质量的工厂化预配值，进一步使隔离开关引线在现场的安装固定能够满足在不同极端环境下的正常运行。

附图说明

图1是隔离开关位于中心锚结和引线之间时的引线安装工况。

图2是引线位于中心锚结和隔离开关之间时的引线安装工况。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-图2所示，一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法，具体包括步骤一：现场测量，确定引线在隔离开关设备线夹处的连接固定点A与承力索间的垂直距离L_AO和水平距离L_OE，作为已知参数；步骤二：现场测量，确定理想工况下引线在承力索的连接固定点C距离中心锚结的距离L_ZC，作为已知参数，确定C点和A点在承力索上的投影点E之间的直线距离L_EC，作为已知参数；步骤三：根据承力索的线索膨胀系数，考虑极端环境工况对承力索的偏移影响，确定极端环境工况下引线在承力索的新的连接固定点D，根据步骤一和步骤二获得的已知参数，计算A点与D点间的直线距离H_AD；步骤三中考虑引线设置后，与隔离开关和承力索形成的三角形结构，根据现场测量获得的已知参数，结合承力索的线索膨胀系数，能够通过公式计算得到引线设置后，两端点之间的直线距离H_AD；步骤四：根据H_AD，考虑引线的线索膨胀系数，确定引线在温度变化情况下的伸缩量ΔL_引线；步骤四中由于引线在环境温度变化情况下存在一定的伸缩量，根据计算获得的两端点之间的直线距离H_AD计算引线的伸缩量，能够准确的获得引线在极端环境工况下的伸缩量，以方便为极端环境工况预留避免引线脱落的长度余量；步骤五：结合引线安装、固定、绑扎所需长度L_绑扎固定，本实施例中L_绑扎固定优选为50cm，确定引线的预配长度L_AD；步骤六：工厂预配：工厂按照长度L_AD进行导线预配；工厂预配包括在工厂中按照计算结果裁剪精确长度的引线，在引线两端预压统一的接头，由于引线经过了精确的数字计算，计算获得的长度充分考虑了极端环境工况对引线长度的影响，使工厂预制的引线被运输至安装现场后，能够直接进行安装使用，且能够在现场出现极端环境的情况下也能够正常使用，不会出现线索脱落或线夹断裂等系列问题。

本实施例的一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法，综合考虑环境因素对引线弛度的影响和引线使用时的绑扎长度，为隔离开关引线的预配提供了快速、精准、高质量的工厂化预配值，实现隔离开关引线的工厂化、专业化的压接、绑扎等，使隔离开关引线的预制长度精确、高质量，在现场的安装固定能够满足在不同极端环境下的正常运行。

优选的，所述极端环境工况包括最高计算温度工况、最低计算温度工况和最大覆冰工况，当隔离开关位于中心锚结和引线之间时，按最高计算温度工况考虑引线预制长度，当引线位于中心锚结和隔离开关之间时，按最低计算温度工况和最大覆冰工况中的至少一种考虑引线预制长度。

具体的，如图1所示，当隔离开关位于中心锚结和引线之间时，若温度降低，线索收缩，C点会向E点移动，引线弛度增加，若温度升高，线索伸长，C点会向D点移动(图1中箭头所示方向)，引线弛度减小，此时，属于引线的最不利工况，所以，此时按照最高计算温度工况考虑引线预制长度，

具体的，如图2所示，当引线位于中心锚结和隔离开关之间时，若温度升高，线索膨胀，C点会向E点移动，引线弛度增加，若温度降低或引线覆冰，线索收缩，C点会向D点移动(图2中箭头所示方向)，引线弛度减小，此时，属于引线最不利工况，所以，此时按照最低计算温度工况和最大覆冰工况中的至少一种考虑引线预制长度，优选同时考虑最低计算温度工况和最大覆冰工况下的引线预制长度，比较取较大值作为引线的工厂预制长度。

优选的，当隔离开关位于中心锚结和引线之间时，根据最高计算温度工况温度t_max，测量引线安装时温度t，计算获得：

L_ED＝L_EC+α·L_ZC·(t_max-t)

式中，承力索的线索膨胀系数α根据承力索的材质进行查询，以铜合金为例，线索膨胀系数α取值1.7×10^-5。

优选的，当隔离开关位于中心锚结和引线之间时，还可以根据定位器、吊弦的允许工作温度范围[t_min,t_max]计算获得：

具体的，当隔离开关位于中心锚结和引线之间时，可以根据实际情况，同时采用以上两种计算方式获得引线预配长度，两结果对比取较大值作为引线的实际预配长度。

优选的，当引线位于中心锚结和隔离开关之间时，也可以同时采用两种计算方式，并同时计算最低计算温度工况和最大覆冰工况下的引线预配长度，多组结果对比取较大值作为引线的实际预配长度，各计算方式的选择以基础数据获得的难易程度根据实际情况进行选择。

具体的，最低计算温度工况下，根据最低计算温度工况下的工况定义温度t_min和测量引线安装时温度t计算获得:

L_ED＝L_EC+α·L_ZC·(t-t_min)

式中，引线的线索膨胀系数ρ根据承力索的材质进行查询，以铜合金为例，线索膨胀系数ρ取值1.7×10^-5。

具体的，最低计算温度工况下，还可以根据定位器、吊弦允许工作温度范围[t_min,t_max]计算获得:

具体的，最大覆冰工况下，根据最大覆冰工况下的工况定义温度t_b和测量引线安装时温度t计算获得:

L_ED＝L_EC+α·L_ZC·(t-t_b)

具体的，最大覆冰工况下，还可以根据最大覆冰工况下的工况定义温度t_b和定位器、吊弦工作温度范围[t_min,t_max]计算获得:

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：现场测量或根据设计图纸，确定引线在隔离开关设备线夹处的连接固定点A与承力索间的垂直距离L_AO和水平距离L_OE；

步骤二：现场测量或根据设计图纸，确定理想工况下引线在承力索的连接固定点C距离中心锚结的距离L_ZC，确定C点和A点在承力索上的投影点E之间的直线距离L_EC；

步骤三：根据承力索的线索膨胀系数，考虑极端环境工况对承力索的偏移影响，确定极端环境工况下引线在承力索的新的连接固定点D，根据步骤一和步骤二获得的已知参数，计算A点与D点间的直线距离H_AD；

步骤四：根据H_AD，考虑引线的线索膨胀系数，确定引线受极端环境工况温度影响的伸缩量ΔL_引线；

步骤五：结合引线安装、固定、绑扎所需长度L_绑扎固定，确定引线的预配长度L_AD；

步骤六：工厂预配：工厂按照长度L_AD进行导线预配。

2.如权利要求1所述的一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法，其特征在于，

L_ED＝L_EC+α·L_ZC·Δt

L_AD＝H_AD+ΔL_引线+L_绑扎固定

式中：

L_AO：引线在隔离开关设备线夹处的连接固定点A和A点在承力索所在水平面的竖直投影点O之间直线距离；

L_OE：A点在承力索上的投影点E和O点之间直线距离；

L_ZC：C点距离中心锚结的直线距离；

L_EC：理想工况下，引线在承力索上的连接固定点C和E点之间的直线距离；

L_ED：极端环境工况下，引线在承力索的连接固定点D和E点之间的直线距离；

α：承力索的线索膨胀系数；

Δt：极端环境工况下环境温度与引线安装时温度的差值绝对值；

ρ：引线的线索膨胀系数；

L_绑扎固定：引线安装、固定、绑扎所需长度。

3.如权利要求2所述的一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法，其特征在于，当隔离开关位于中心锚结和引线之间时，按最高计算温度工况考虑引线预制长度，当引线位于中心锚结和隔离开关之间时，按最低计算温度工况和最大覆冰工况中的至少一种考虑引线预制长度。

4.如权利要求3所述的一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法，其特征在于，当隔离开关位于中心锚结和引线之间时，根据最高计算温度工况温度t_max，测量引线安装时温度t，计算获得：

L_ED＝L_EC+α·L_ZC·(t_max-t)

5.如权利要求3所述的一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法，其特征在于，当隔离开关位于中心锚结和引线之间时，根据定位器、吊弦允许工作温度范围[t_min,t_max]计算获得：

6.如权利要求3所述的一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法，其特征在于，当引线位于中心锚结和隔离开关之间时，同时计算最低计算温度工况和最大覆冰工况下的引线预配长度，二者对比取较大值作为引线的实际预配长度。

7.如权利要求3所述的一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法，其特征在于，最低计算温度工况下，根据最低计算温度工况下的工况定义温度t_min和测量引线安装时温度t计算获得:

L_ED＝L_EC+α·L_ZC·(t-t_min)

8.如权利要求3所述的一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法，其特征在于，最低计算温度工况下，根据定位器、吊弦允许工作温度范围[t_min,t_max]计算获得:

9.如权利要求3所述的一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法，其特征在于，最大覆冰工况下，根据最大覆冰工况下的工况定义温度t_b和测量引线安装时温度t计算获得:

L_ED＝L_EC+α·L_ZC·(t-t_b)

10.如权利要求3所述的一种与接触网相连的隔离开关引线长度预配方法，其特征在于，最大覆冰工况下，根据最大覆冰工况下的工况定义温度t_b和定位器、吊弦允许工作温度范围[t_min,t_max]计算获得:

Images