[發(fā)明專利]一種考慮間隔棒阻尼參數(shù)的分裂導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410790472.1
• 申請(qǐng)日: 2014-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN105760561B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊翼;朱寬軍;劉勝春;萬建成;王景朝;劉彬;高淵;尹泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;中國電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種考慮間隔棒阻尼參數(shù)的分裂導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)確定方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)確定間隔棒的線夾阻尼參數(shù)；

(2)確定間隔棒平均次檔距；

(3)確定間隔棒個(gè)數(shù)及安裝位置；

(4)進(jìn)行分裂導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)有限元計(jì)算；

所述步驟(4)中的確定過程包括以下步驟：

確定有限元離散及單元；

求解運(yùn)動(dòng)方程；

分析振動(dòng)頻譜；

有限元計(jì)算的矩陣常微分方程如下：

其中：質(zhì)量矩陣M＝∫_VN^TρNdV；阻尼矩陣C＝∫_VN^TμN(yùn)dV；剛度矩陣K＝∫_VB^TDBdV；外力向量a分別為節(jié)點(diǎn)的加速度向量、速度向量、位移向量；N為單元形函數(shù)矩陣；N^T為單元形函數(shù)矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣；ρ為單元材料密度；μ為阻尼系數(shù)；B^T為應(yīng)變矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣；D為彈性矩陣，表示應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系；B應(yīng)變矩陣，表示應(yīng)變位移關(guān)系；f_i為單元上作用的體積力；為單元里邊界上作用的分布力；V為整個(gè)計(jì)算域；S_σ為整個(gè)計(jì)算域的力作用邊界；

在動(dòng)力計(jì)算中，質(zhì)量矩陣采用集中質(zhì)量法，提高計(jì)算速度；導(dǎo)線計(jì)算采用梁?jiǎn)卧瑢?duì)于線性梁?jiǎn)卧|(zhì)量矩陣為

對(duì)于單元阻尼矩陣，采用瑞利阻尼，即

C^e＝αM^e+βK^e (7)

即假定阻尼是剛度矩陣和質(zhì)量矩陣的線性組合；在輸電線路微風(fēng)振動(dòng)計(jì)算中，采用試驗(yàn)實(shí)測(cè)法將阻尼結(jié)果等效為粘性阻尼；m為單元的質(zhì)量；α、β為瑞利阻尼系數(shù)；

導(dǎo)線線性梁?jiǎn)卧耐ㄓ脛偠染仃嚍?/p>

E為彈性模量；L為單元長度；A為單元截面積；I_z為單元截面慣性矩。

2.如權(quán)利要求1所述的一種考慮間隔棒阻尼參數(shù)的分裂導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)確定方法，其特征在于：所述步驟(1)中的間隔棒的線夾阻尼參數(shù)通過試驗(yàn)確定間隔棒的線夾夾頭的對(duì)數(shù)衰減率δ，從而確定阻尼參數(shù)。

3.如權(quán)利要求2所述的一種考慮間隔棒阻尼參數(shù)的分裂導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)確定方法，其特征在于：所述試驗(yàn)包括以下步驟：

將被測(cè)間隔棒的本體剛性地固定在試驗(yàn)支架上，在間隔棒的線夾處施加配重；在所述線夾上設(shè)置加速度傳感器，并通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄線夾自由衰減振動(dòng)的位移變化曲線；沿著間隔棒的線夾轉(zhuǎn)動(dòng)圓周的方向施加切向力，使得線夾轉(zhuǎn)動(dòng)到極限位置，停留一分鐘，突然釋放，使得線夾自由振動(dòng)。

4.如權(quán)利要求3所述的一種考慮間隔棒阻尼參數(shù)的分裂導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)確定方法，其特征在于：所述支架使得間隔棒與地面連為一體；所施加的配重須使得間隔棒線夾的自振頻率為1～2Hz。

5.如權(quán)利要求2所述的一種考慮間隔棒阻尼參數(shù)的分裂導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)確定方法，其特征在于：所述對(duì)數(shù)衰減率δ通過下式確定：

其中，Y1：線夾自由衰減振動(dòng)的位移變化曲線的第一個(gè)峰值；

Y2：線夾自由衰減振動(dòng)的位移變化曲線的第一個(gè)谷值；

Y3：線夾自由衰減振動(dòng)的位移變化曲線的第二個(gè)峰值；

Y4：線夾自由衰減振動(dòng)的位移變化曲線的第二個(gè)谷值；

所述阻尼參數(shù)ζ通過下式確定：

6.如權(quán)利要求1所述的一種考慮間隔棒阻尼參數(shù)的分裂導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)確定方法，其特征在于：所述步驟(2)中的平均次檔距通過最大次檔距的1.1-1.2倍確定。

7.如權(quán)利要求6所述的一種考慮間隔棒阻尼參數(shù)的分裂導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)確定方法，其特征在于：所述最大次檔距通過下式確定：

其中，2X₀：次檔距振動(dòng)振幅，單位為米；l：間隔棒間隔，單位為米；V：風(fēng)速，單位為米/秒；a：子導(dǎo)線間距，單位為米；D：子導(dǎo)線外徑，單位為米；T：子導(dǎo)線張力，單位為千克力，W：子導(dǎo)線重量，單位為千克/米；E：?jiǎn)蝹€(gè)周期內(nèi)的振幅衰減率，取0.05-0.1。