[發明專利]抑制導線扭轉和舞動的分布式懸重錘布置方法

有效

• 申請號: 202011282827.8
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112332353B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 張志勁;蔣興良;劉軍;雷雨;李冉;傅海濤
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網重慶市電力公司檢修分公司;重慶地格科技有限責任公司;重慶大學
• 主分類號: H02G7/14
• 分類號: H02G7/14;H02G7/16
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

1.一種抑制導線扭轉和舞動的分布式懸重錘布置方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1.采集輸電線路參數；

S2.構建懸重錘質量方程：

其中，J_e為導線的等效轉動慣量，k_e為整檔導線的等效扭轉剛度，J_i為覆冰的等效轉動慣量，J_p為懸重錘的等效轉動慣量，k_i為導線覆冰產生的負剛度，k_p為懸重錘所產生的正剛度，k_P＝M_pgL_pcosθ_t，θ_t為覆冰偏心力矩所引起的導線扭轉角，L為檔距，m_i為單位長度導線的覆冰質量，m為單位長度導線的質量，Mp為懸重錘的質量，T_i為偏心覆冰所產生的等效扭矩，e₀為導線中心與覆冰重心之間的距離，g為重力加速度；

S3.由懸重錘質量方程構建懸重錘質量M_P和懸重錘的錘柄長度L_P的曲線簇，且構建曲線簇時初始凝冰角θ₀的取值范圍為θ₀～[5°,45°]，其中，錘柄長度L_P取值范圍為[200mm,1000mm]，確定出曲線簇中隔條曲線的最小值，并選擇各曲線的最小值中的最大值所對應的懸重錘質量M_P和懸重錘的錘柄長度L_P為懸重錘的最佳質量和最佳錘柄長度；

S4.確定懸重錘的布置系數：其中，Np為懸重錘的數目，其取值為4,6,8和10；

確定懸重錘的布置間距S：L為檔距；

S5.構建懸重錘布置評價模型：

f_t為導線整體的扭振頻率，f_v3＝3f_v1，f_v1為導線一階橫向振動頻率，f_v3為導線三階橫向振動頻率，Δ為諧振頻率裕度增量；

以步驟S3確定出的懸重錘最佳質量和最佳錘柄長度按照步驟S4中確定的4種布置間距條件下，計算出相對應的諧振頻率裕度增量；

S6.構建懸重錘安全約束條件：σ_max≤[σ]；其中，σ_max為懸掛重錘后線路結構的最大拉、壓應力，[σ]為導線的許用應力；

S7.判斷4種間距條件下布置懸重錘是否滿足懸重錘安全約束條件，如是，則篩選出諧振頻率裕度增量最大值所對應的檔距以及步驟S3中確定出的懸重錘最佳質量和最佳錘柄長度作為最終的懸重錘布置方案，如否，則返回步驟S3中，直至確定出最終的懸重錘布置方案。

2.根據權利要求1所述抑制導線扭轉和舞動的分布式懸重錘布置方法，其特征在于：步驟S2中，通過如下方法計算為單位長度導線的覆冰質量m_i:

R為導線半徑；δ為冰厚；ρ為覆冰密度。

3.根據權利要求2所述抑制導線扭轉和舞動的分布式懸重錘布置方法，其特征在于：通過如下方法計算偏心覆冰所產生的等效扭矩T_i：

其中：

θ₀為初始凝冰角，θ_t為覆冰偏心力矩所引起的導線扭轉角，g為重力加速度，e₀為導線中心與覆冰重心之間的距離。

4.根據權利要求3所述抑制導線扭轉和舞動的分布式懸重錘布置方法，其特征在于：通過如下方法計算導線中心與覆冰重心之間的距離e₀：

5.根據權利要求4所述抑制導線扭轉和舞動的分布式懸重錘布置方法，其特征在于：通過如下方法計算整檔導線的等效扭轉剛度k_e：

其中，H₀為導線的張力。

6.根據權利要求5所述抑制導線扭轉和舞動的分布式懸重錘布置方法，其特征在于：通過如下方法計算導線整體的扭振頻率f_t：