[發明專利]一種配電線路電桿防風等級的計算方法

有效

• 申請號: 201910338718.4
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110162840B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 郭亮;李升健;安義;鄧才波;劉蓓;陳琛;戚沁雅;王華云;鄭蜀江
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;南昌科晨電力試驗研究有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/13;G06Q50/06;G06F119/14
• 代理公司: 南昌豐擇知識產權代理事務所(普通合伙) 36137
• 代理人: 吳稱生

1.一種配電線路電桿防風等級的計算方法，其特征在于，所述方法綜合配電線路電桿和導線的相關信息，結合導線架線方式和電桿填埋情況，建立電桿填埋根部的受力模型，以此為基礎計算出電桿防風等級；

所述電桿填埋根部的受力模型包括導線在風力作用下的對電桿的水平拉力、電桿本身受風力和電桿根部所受的彎矩；

所述導線在風力作用下的對電桿的水平拉力為F₁，其計算式為：

F₁＝Nγ_νS(L₁+L₂)/2

式中，N為電桿上導線數量；γ_v為單根導線所受水平應力，Pa/m；S為架空導線的截面積，m²；L₁、L₂分別為電桿兩側的水平檔距，m；γ_v為單根導線所受水平應力：

式中，a_f為風速不均勻系數，風速v不大于20m/s時取1.0，風速v大于20m/s時取1.1；d為架空導線外徑，m；c為風載體型系數，架空導線外徑d小于17mm時取1.2，大于17mm取1.1；W_c＝0.6128v²為理論風壓，Pa；S為架空導線的截面積，m²；θ為風向與線路方向夾角；

所述電桿本身受風力為F₂，其計算式為：

式中：W_c＝0.6128v²為理論風壓，Pa；h為電桿地面上部高度，m；D₁為電桿梢徑，D₂為電桿根部直徑，m；D₂與電桿的填埋深度有關，其計算公式為：

式中，D為電桿最底部直徑，m；h為電桿地面上部高度，m；h₁為電桿的填埋深度，m；

所述電桿根部所受的彎矩M為：

M＝F₁l₁+F₂l₂

式中：l₁為架空導線的等效作用點與電桿根部的距離，m；l₂為電桿地面上部的幾何重心與電桿根部的距離，m；

所述電桿防風等級計算方法如下：

對于每一電桿，均有電桿根部彎矩設計值M_s，在某一風速v_max下，風力對電桿本身和導線的作用力共同作用產生的對電桿根部的彎矩超過電桿彎矩的設計值時，電桿有被折斷的風險，該風速v_max就是電桿的最大防風等級；

電桿最大防風等級v_max為：

式中，M_s為電桿根部彎矩設計值，N·m；N為電桿上導線數量；L₁、L₂分別為電桿兩側的水平檔距，m；a_f為風速不均勻系數，風速v不大于20m/s時取1.0，20m/s～30m/s時取0.85，30m/s～35m/s時取0.75，35m/s以上時取0.7；d為架空導線外徑，m；c為風載體型系數，架空導線外徑d小于17mm時取1.2，大于17mm取1.1；h為電桿地面上部高度，m；D₁為電桿梢徑，m；D₂為電桿根部直徑，m；l₁為架空導線的等效作用點與根部的距離，m；l₂為電桿地面上部的幾何重心與電桿根部的距離，m。

2.根據權利要求1所述的一種配電線路電桿防風等級的計算方法，其特征在于，所述架空導線的等效作用點與根部的距離l₁的計算方法如下：

電桿上架設N根導線，各導線的固定點沿電桿中線與電桿根部的距離分別為a₁、a₂、…、a_N，則等效作用點與電桿根部的距離l₁為：

式中，N為電桿上導線數量；a_i為第i根導線固定點沿電桿中線與電桿根部的距離，m。

3.根據權利要求1所述的一種配電線路電桿防風等級的計算方法，其特征在于，所述電桿地面上部的幾何重心與電桿根部的距離l₂的計算方法如下：

電桿地面上部的幾何重心與電桿根部的距離l₂所在位置，為電桿各部分所受風力等效作用點，計算公式為：

式中：F₂為電桿本身受風力，N；W_c＝0.6128v²為理論風壓，Pa；h為電桿地面上部高度，m；D₁為電桿梢徑，m；D₂為電桿根部直徑，m；

對上面公式進行求算可得：

將代入上式，可得電桿地面上部的幾何重心與電桿根部的距離l₂為：

式中：D為電桿最底部直徑，m；D₁為電桿梢徑，m；h為電桿地面上部高度，m；h₁為電桿的填埋深度，m。