[發(fā)明專利]一種解決分裂導(dǎo)線輸電線路桿榙的間隔棒布置問(wèn)題的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610103708.9
• 申請(qǐng)日: 2016-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN105680367A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(huì)超;張道維;羅鳴;鄢藝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)西南電力設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): H02G1/02
• 分類號(hào): H02G1/02;H02G7/12
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 辜強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輸電線路桿塔的間隔棒布置領(lǐng)域，尤其是涉及一種解決分裂導(dǎo)線輸電 線路桿榙的間隔棒布置問(wèn)題的方法。

背景技術(shù)

重冰區(qū)覆冰高壓輸電線路的分裂導(dǎo)線在非均勻覆冰、風(fēng)荷載、舞動(dòng)或故障電流情 況下，由于各子導(dǎo)線上所受載荷的不同，會(huì)通過(guò)間隔棒對(duì)分裂導(dǎo)線產(chǎn)生扭矩作用。當(dāng) 扭矩較大時(shí)，可能導(dǎo)致分裂導(dǎo)線翻轉(zhuǎn)扭絞，即發(fā)生扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)。

大多數(shù)情況下，當(dāng)引起導(dǎo)線翻轉(zhuǎn)的因素消除后，回復(fù)力矩足以使其回復(fù)到正常狀 態(tài)。實(shí)際中，只要非平衡條件消除后導(dǎo)線能回復(fù)到其初始狀態(tài)，一般是可以接受的。 然而，分裂導(dǎo)線在發(fā)生翻轉(zhuǎn)扭絞后不能自身回復(fù)到原始狀態(tài)的情況時(shí)有發(fā)生。當(dāng)發(fā)生 分裂導(dǎo)線扭絞事故后，必須通過(guò)外界施加反向扭矩才能使其回復(fù)原狀，分裂導(dǎo)線翻轉(zhuǎn) 扭絞事故對(duì)輸電線路安全運(yùn)行造成的危害不容忽視，要避免這一事故的發(fā)生必須研究 分裂導(dǎo)線的扭轉(zhuǎn)特性。

現(xiàn)有的對(duì)輸電線路進(jìn)行扭轉(zhuǎn)特性研究以規(guī)劃桿塔間隔棒布置的方法主要有兩種： 一種是通過(guò)縮小模型在實(shí)驗(yàn)室做扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，一種是通過(guò)建立數(shù)值模型來(lái)進(jìn)行模擬扭轉(zhuǎn) 試驗(yàn)。前者存在既昂貴又存在局限性，還得將試驗(yàn)結(jié)果通過(guò)等效系數(shù)的換算才可以應(yīng) 用到實(shí)際的輸電線路中去；后者現(xiàn)有的技術(shù)對(duì)建立的數(shù)值模型做了過(guò)多的簡(jiǎn)化處理， 如均采用單導(dǎo)線模型，即使是分裂導(dǎo)線的情形也將其等效為單導(dǎo)線模型來(lái)進(jìn)行模擬， 且主要考慮兩個(gè)檔的情況。

因此，現(xiàn)有技術(shù)的上述兩種方法均不能完全準(zhǔn)確模擬輸電線路間隔棒安裝處的扭 轉(zhuǎn)特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不能完全準(zhǔn)確模擬輸電線路間隔棒安裝處的扭 轉(zhuǎn)特性的問(wèn)題，而提供一種利用有限元方法，根據(jù)輸電線路的物理參數(shù)，更為準(zhǔn)確地 模擬覆冰線路在各種條件下的扭轉(zhuǎn)特性，以確定線路的扭轉(zhuǎn)剛度和失穩(wěn)荷載，并解決 分裂導(dǎo)線輸電線路桿榙的間隔棒布置問(wèn)題的方法。

本發(fā)明的發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

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

根據(jù)實(shí)際觀測(cè)的覆冰載荷，確定A根分裂導(dǎo)線在給定的間隔棒布置方式下的扭轉(zhuǎn) 穩(wěn)定性；

建立檔距為N米、分裂導(dǎo)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(dǎo)線扭轉(zhuǎn)過(guò)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(zhuǎn)特性；

根據(jù)B根分裂導(dǎo)線與實(shí)際觀測(cè)的A根分裂導(dǎo)線扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定性一致時(shí)的扭轉(zhuǎn)響應(yīng)，確 定B根分裂導(dǎo)線的間隔棒的布置。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，有限元模型包括導(dǎo)線模型和間隔棒模型；導(dǎo)線模型中各 子導(dǎo)線用2節(jié)點(diǎn)等參梁?jiǎn)卧M；間隔棒用梁?jiǎn)卧M，每個(gè)間隔棒與導(dǎo)線之間的位 移和轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)連接關(guān)系計(jì)入了子導(dǎo)線自身剛度對(duì)分裂導(dǎo)線扭轉(zhuǎn)剛度的貢獻(xiàn)。

作為進(jìn)一步的技術(shù)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(jìn)一步的技術(shù)方案，各影響參數(shù)包括分裂間距、檔距、檔數(shù)、間隔棒布置方 式；扭轉(zhuǎn)特性包括扭轉(zhuǎn)剛度和失穩(wěn)扭矩。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，分裂導(dǎo)線的數(shù)量A>B。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，檔距N米為500m。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，將有限元模型得出的B根分裂導(dǎo)線在安裝不同數(shù)量間隔 棒的情況下的最大和最小扭轉(zhuǎn)剛度與A根分裂導(dǎo)線在實(shí)際工程中間隔棒布置方式下的 最大最小扭轉(zhuǎn)剛度進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)前者的扭轉(zhuǎn)剛度及失穩(wěn)扭矩大于并接近于后者的扭轉(zhuǎn) 剛度及失穩(wěn)扭矩時(shí)，前者對(duì)應(yīng)的間隔棒數(shù)量即為B根分裂導(dǎo)線的間隔棒安裝數(shù)量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明根據(jù)輸電線路導(dǎo)線和間隔棒的物理參數(shù)，通過(guò)簡(jiǎn)化與模 型構(gòu)建，在模型基礎(chǔ)上分析不同間隔棒處導(dǎo)線的扭轉(zhuǎn)特性，以模擬各種影響參數(shù)對(duì)導(dǎo) 線扭轉(zhuǎn)特性的影響，可以優(yōu)化重覆冰區(qū)少分裂線路導(dǎo)線間隔棒布置設(shè)計(jì)，提高導(dǎo)線抗 扭轉(zhuǎn)能力，降低分裂導(dǎo)線翻轉(zhuǎn)扭絞事故對(duì)輸電線路安全運(yùn)行造成的危害，并節(jié)約工程 投資，是對(duì)《重覆冰架空輸電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的突破，對(duì)今后我國(guó)重覆冰區(qū)線路 設(shè)計(jì)開拓了新的思路，提供理論依據(jù)，具有顯著的經(jīng)的社會(huì)效益。

附圖說(shuō)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(dǎo)線有限元模型；

圖3為施加重力及扭矩載荷的雙分裂導(dǎo)線有限元模型；