[發明專利]一種解決分裂導線輸電線路桿榙的間隔棒布置問題的方法

在審

• 申請號: 201610103708.9
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105680367A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 梁明;劉翰柱;王婷婷;周唯;許泳;黎亮;胡全;唐巍;李育兵;楊志軍;魯俊;李會超;張道維;羅鳴;鄢藝
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團西南電力設計院有限公司
• 主分類號: H02G1/02
• 分類號: H02G1/02;H02G7/12
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 辜強

技術領域

本發明涉及輸電線路桿塔的間隔棒布置領域，尤其是涉及一種解決分裂導線輸電 線路桿榙的間隔棒布置問題的方法。

背景技術

重冰區覆冰高壓輸電線路的分裂導線在非均勻覆冰、風荷載、舞動或故障電流情 況下，由于各子導線上所受載荷的不同，會通過間隔棒對分裂導線產生扭矩作用。當 扭矩較大時，可能導致分裂導線翻轉扭絞，即發生扭轉失穩。

大多數情況下，當引起導線翻轉的因素消除后，回復力矩足以使其回復到正常狀 態。實際中，只要非平衡條件消除后導線能回復到其初始狀態，一般是可以接受的。 然而，分裂導線在發生翻轉扭絞后不能自身回復到原始狀態的情況時有發生。當發生 分裂導線扭絞事故后，必須通過外界施加反向扭矩才能使其回復原狀，分裂導線翻轉 扭絞事故對輸電線路安全運行造成的危害不容忽視，要避免這一事故的發生必須研究 分裂導線的扭轉特性。

現有的對輸電線路進行扭轉特性研究以規劃桿塔間隔棒布置的方法主要有兩種： 一種是通過縮小模型在實驗室做扭轉試驗，一種是通過建立數值模型來進行模擬扭轉 試驗。前者存在既昂貴又存在局限性，還得將試驗結果通過等效系數的換算才可以應 用到實際的輸電線路中去；后者現有的技術對建立的數值模型做了過多的簡化處理， 如均采用單導線模型，即使是分裂導線的情形也將其等效為單導線模型來進行模擬， 且主要考慮兩個檔的情況。

因此，現有技術的上述兩種方法均不能完全準確模擬輸電線路間隔棒安裝處的扭 轉特性。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術不能完全準確模擬輸電線路間隔棒安裝處的扭 轉特性的問題，而提供一種利用有限元方法，根據輸電線路的物理參數，更為準確地 模擬覆冰線路在各種條件下的扭轉特性，以確定線路的扭轉剛度和失穩荷載，并解決 分裂導線輸電線路桿榙的間隔棒布置問題的方法。

本發明的發明目的通過以下技術方案來實現：

一種解決分裂導線輸電線路桿榙的間隔棒布置問題的方法，其特征在于，該方法 包括：

根據實際觀測的覆冰載荷，確定A根分裂導線在給定的間隔棒布置方式下的扭轉 穩定性；

建立檔距為N米、分裂導線為B根并帶有間隔棒的輸電線路的有限元模型；

利用建立的有限元模型，在間隔棒安裝處施加荷載得到導線扭轉過程中的變形；

利用建立的有限元模型，在間隔棒安裝處分別改變各影響因素，得到施加不同影 響因素下輸電線路的扭轉特性；

根據B根分裂導線與實際觀測的A根分裂導線扭轉穩定性一致時的扭轉響應，確 定B根分裂導線的間隔棒的布置。

作為進一步的技術方案，有限元模型包括導線模型和間隔棒模型；導線模型中各 子導線用2節點等參梁單元模擬；間隔棒用梁單元模擬，每個間隔棒與導線之間的位 移和轉動連接，轉動連接關系計入了子導線自身剛度對分裂導線扭轉剛度的貢獻。

作為進一步的技術方案，在間隔棒安裝處施加荷載包括重力及扭矩載荷。

作為進一步的技術方案，各影響參數包括分裂間距、檔距、檔數、間隔棒布置方 式；扭轉特性包括扭轉剛度和失穩扭矩。

作為進一步的技術方案，分裂導線的數量A>B。

作為進一步的技術方案，檔距N米為500m。

作為進一步的技術方案，將有限元模型得出的B根分裂導線在安裝不同數量間隔 棒的情況下的最大和最小扭轉剛度與A根分裂導線在實際工程中間隔棒布置方式下的 最大最小扭轉剛度進行對比，當前者的扭轉剛度及失穩扭矩大于并接近于后者的扭轉 剛度及失穩扭矩時，前者對應的間隔棒數量即為B根分裂導線的間隔棒安裝數量。

與現有技術相比，本發明根據輸電線路導線和間隔棒的物理參數，通過簡化與模 型構建，在模型基礎上分析不同間隔棒處導線的扭轉特性，以模擬各種影響參數對導 線扭轉特性的影響，可以優化重覆冰區少分裂線路導線間隔棒布置設計，提高導線抗 扭轉能力，降低分裂導線翻轉扭絞事故對輸電線路安全運行造成的危害，并節約工程 投資，是對《重覆冰架空輸電線路設計技術規程》的突破，對今后我國重覆冰區線路 設計開拓了新的思路，提供理論依據，具有顯著的經的社會效益。

附圖說明

圖1為用于估算作用力矩的理想化霧凇覆冰積累；

圖2為安裝間隔棒的雙分裂導線有限元模型；

圖3為施加重力及扭矩載荷的雙分裂導線有限元模型；