[發(fā)明專利]一種懸垂絕緣子串風(fēng)偏荷載調(diào)整系數(shù)確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811365255.2
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109614659B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 晏致濤;孫毅;趙爽;程唯;劉欣鵬;李妍;游溢;胡偉
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶科技學(xué)院
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50223
• 代理人: 鄭勇

1.一種懸垂絕緣子串風(fēng)偏荷載調(diào)整系數(shù)確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、計算輸電線路的等效靜力風(fēng)荷載

將懸垂絕緣子串在桿塔上的掛點視為固定鉸支座，輸電線路在自重狀態(tài)下為懸鏈線構(gòu)型，風(fēng)荷載作用下表現(xiàn)為幾何大變形，將來流風(fēng)荷載分解為靜力作用的平均風(fēng)荷載和動力作用的脈動風(fēng)荷載兩部分，輸電線路劃分為有點個單元，得到在來流風(fēng)荷載作用下的振動方程矩陣表達(dá)式為：

式中，M為質(zhì)量矩陣、C為阻尼矩陣、K為剛度矩陣；L為節(jié)點從屬面積上作用單位風(fēng)壓荷載時節(jié)點等效力組成的轉(zhuǎn)換矩陣；和P_d分別為節(jié)點處的平均風(fēng)壓荷載和脈動風(fēng)壓荷載；Y_d分別為脈動風(fēng)荷載作用下節(jié)點順風(fēng)向的加速度、速度和位移；為平均風(fēng)荷載作用下節(jié)點順風(fēng)向的位移，在準(zhǔn)定常假定下，和P_d的表示為：

式中，ρ_a為單位體積的空氣密度；為節(jié)點的平均風(fēng)速；.*表示矩陣的對應(yīng)元素相乘；v′為節(jié)點的脈動風(fēng)速；C_d為阻力系數(shù)；

將來流風(fēng)荷載引起的輸電線路的風(fēng)致響應(yīng)對應(yīng)分解為平均響應(yīng)和脈動響應(yīng)兩部分，將輸電線路處于重力和平均風(fēng)荷載作用作為計算初始條件，假定：

1)輸電線路在脈動風(fēng)荷載作用下作小幅度、往返的振動，風(fēng)致響應(yīng)近似為線性；

2)脈動風(fēng)荷載作用下的剛度矩陣與初始條件下的剛度矩陣保持一致，即為初始條件下的剛度矩陣；

這樣，輸電線路在脈動風(fēng)荷載作用下的振動方程矩陣表達(dá)式為：

采用線性疊加原理求解，將輸電線路的平均響應(yīng)視為靜力響應(yīng)，輸電線路的平均位移用非線性靜力平衡方程表示為：

在氣動阻尼作用下，忽略共振響應(yīng)，采用LRC方法計算輸電線路在脈動風(fēng)荷載作用下的等效靜力風(fēng)荷載，輸電線路在節(jié)點處的背景響應(yīng)Y_b表示為：

KY_b＝LP_d

\*MERGEFORMAT(6)

背景響應(yīng)Y_b近似等于公式的總動態(tài)響應(yīng)Y_d，Y_b的方差表示為：

式中，diag()表示提取矩陣的對角元素；Y_P為靜力平衡方程KY_P＝L的解；S_PP為節(jié)點處的脈動風(fēng)壓互譜矩陣，

荷載響應(yīng)相關(guān)系數(shù)表達(dá)式為：

式中，上橫線表示對時間求平均；./表示矩陣的對應(yīng)元素相除；σ_p為P_d的標(biāo)準(zhǔn)差；I_r為節(jié)點響應(yīng)的影響線，

節(jié)點單位面積的等效靜力風(fēng)荷載分布為：

式中，(:,i)表示矩陣的第i列元素；g為背景峰值因子，公式得到輸電線路不同位置下的等效靜力風(fēng)荷載；

S2、計算風(fēng)偏荷載調(diào)整系數(shù)

輸電線路的水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值表達(dá)式為：

式中，α為取值小于1的風(fēng)壓不均勻系數(shù)；W₀為基準(zhǔn)風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值；μ_z為風(fēng)壓高度變化系數(shù)；μ_sc為阻力系數(shù)；β_c為風(fēng)偏荷載調(diào)整系數(shù)，計算風(fēng)偏時取1；d為輸電線路的計算外徑；B為覆冰時風(fēng)荷載的增大系數(shù)；θ為風(fēng)向與輸電線路之間的夾角；

根據(jù)公式：

式中，為節(jié)點處的平均風(fēng)壓荷載，節(jié)點處的等效靜力風(fēng)荷載，./表示矩陣的對應(yīng)元素相除，采用平均化處理方式計算一致β_c，在目標(biāo)點位置凸出，在遠(yuǎn)離目標(biāo)點位置逼近于為非均勻分布，設(shè)定控制范圍，將目標(biāo)點的等效靜力風(fēng)荷載在控制范圍內(nèi)進行平均化處理，當(dāng)目標(biāo)點與鄰近桿塔輸電線路掛點無高差時，選取目標(biāo)點水平檔距為其控制范圍，有高差時，目標(biāo)點位置處的等效靜力風(fēng)荷載顯得更加凸出，從而選取目標(biāo)點左右1/4跨為其控制范圍，在控制范圍內(nèi)計算一致β_c，表達(dá)式為：

式中，∑表示對控制范圍內(nèi)的元素進行求和；∑Γ為控制范圍內(nèi)輸電線路的曲線長度。