[發明專利]輸電線路孤立檔相間間隔棒長度計算方法

在審

• 申請號: 202210017499.1
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN114389222A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 方萌;文中;姜嵐;孟遂民;吳田;王海濤;魏炘
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: H02G7/12
• 分類號: H02G7/12;G06F17/11
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

1.輸電線路孤立檔相間間隔棒長度計算方法，其特征在于，輸電線路孤立檔包括孤立檔兩端的第一耐張塔、第二耐張塔以及架設于輸電塔之間的上相導線、中相導線和下相導線，所述方法對上相、中相導線之間的相間間隔棒以及中相、下相導線之間的相間間隔棒的長度進行精確計算，所述方法包括以下步驟：

步驟1：根據導線、耐張串、相間間隔棒的參數以及氣象條件，計算導線和耐張串的比載；

步驟2：確定控制條件，計算得到未安裝相間間隔棒情況下導線的弧垂和應力；

步驟3：分別計算安裝相間間隔棒和未安裝相間間隔棒情況下導線的線長系數；

步驟4：計算安裝相間間隔棒下導線的應力和弧垂；

步驟5：計算相間間隔棒上安裝點、下安裝點之間的垂直距離和水平距離，計算得到相間間隔棒長度；

相間間隔棒長度l的計算式如下：

式中l_v表示相間間隔棒上安裝點、下安裝點之間的垂直距離，l_h表示相間間隔棒上安裝點、下安裝點之間的水平距離。

2.根據權利要求1所述的輸電線路孤立檔相間間隔棒長度計算方法，其特征在于，多集中荷載孤立檔架空線的弧垂為架空線幾何參數及荷載參數的函數，即：

1)當λ₀≤x≤a₁時，

2)當a_j-1≤x≤a_j時，

3)當a_n≤x≤l-λ₀時，

式中f_x表示架空導線x處的弧垂，x為距離第一耐張塔懸掛點的距離，l為檔距；γ為導線的比載；γ_J1、γ_J2分別為第一耐張塔、第二耐張塔的耐張絕緣子串比載；λ₀為耐張串水平投影長度；β為高差角；τ_i＝q_i/A為第i個集中荷載單位截面重力；a_i、a_j分別表示第i、j個集中荷載距第一耐張塔懸掛點的水平距離，b_i表示第i個集中荷載距第二耐張塔懸掛點的水平距離，n為集中荷載的數量；σ₀為架空導線水平應力；

未安裝相間間隔棒即n＝0時，式(2)簡化為

3.根據權利要求2所述的輸電線路孤立檔相間間隔棒長度計算方法，其特征在于，具有n個集中荷載的導線的線長系數K的計算式如下：

式中G_J為架空導線的荷載，G_J1、G_J2分別為第一耐張塔、第二耐張塔耐張絕緣子串荷載；A表示架空導線截面積；W₁表示架空線單位截面荷載，W₁＝γl₁/cosβ；γ_β表示架空線的水平投影比載，γ_β＝γ/cosβ；E表示架空線的彈性系數、l₁表示架空線所占檔距。

4.根據權利要求3所述的輸電線路孤立檔相間間隔棒長度計算方法，其特征在于，導線的應力滿足以下方程：

孤立檔導線狀態方程式為

過牽引狀態下的狀態方程式為

式中σ₀₁、σ₀₂分別為已知狀態、待求狀態下架空線水平應力；t₁、t₂分別為已知狀態、待求狀態下的氣溫；K₁、K₂分別為已知狀態、待求狀態下的線長系數；l₁為架空線所占檔距；E為架空線的彈性系數；α為架空線的線性膨脹系數；ΔL為掛線時絕緣子串過拉長度。

5.根據權利要求4所述的輸電線路孤立檔相間間隔棒長度計算方法，其特征在于，步驟5中，根據第一耐張塔、第二耐張塔塔頭參數，分多種情況計算相間間隔棒長度，具體包括：

1)塔頭尺寸相同：

相間間隔棒上安裝點、下安裝點之間的水平距離l_h的計算式如下：

l_h＝l_h1+xtanβ (8)

式中l_h1表示第一耐張塔的上相或下相導線掛點與中相導線掛點之間的水平距離，x表示安裝點的相間間隔棒與第一耐張塔的水平距離，β表示第一耐張塔、第二耐張塔的上相導線掛點的連線與第一耐張塔上相導線掛點所在鉛垂面的夾角；

以上相、中相之間的相間間隔棒為例，相間間隔棒上安裝點、下安裝點之間的垂直距離l_v的計算式如下：

l_v＝l_v1-f₁+f₂ (9)

式中l_v1表示第一耐張塔的上相導線掛點、中相導線掛點之間的垂直距離，f₁表示上相導線的弧垂，f₂表示中相導線的弧垂；

根據式(1)，計算得到相間間隔棒長度l；

2)塔頭尺寸不同：

相間間隔棒上安裝點、下安裝點之間的水平距離l_h的計算式如下：

l_h＝l_h1+xtanβ (10)

式中β表示第一耐張塔、第二耐張塔的上相導線掛點的連線與第一耐張塔上相導線掛點所在鉛垂面的夾角，x表示安裝點的相間間隔棒與第一耐張塔的水平距離；

以上相、中相之間的相間間隔棒為例，相間間隔棒上安裝點、下安裝點之間的垂直距離l_v的計算式如下：

l_v＝l_v1+xtanδ-f₁+f₂ (11)

式中δ表示第一耐張塔、第二耐張塔的上相導線掛點的連線與水平面的夾角；l_v1表示第一耐張塔的上相導線掛點、中相導線掛點之間的垂直距離，f₁表示上相導線的弧垂，f₂表示中相導線的弧垂；

根據式(1)，計算得到相間間隔棒長度l；

3)第二耐張塔相對第一耐張塔有轉角，則根據轉角度數大小計算水平距離l_h，計算式如下：

l_h＝l_h1sinα+xtanβ (12)

式中α表示第一耐張塔的上、中、下相導線掛點所在平面與中相導線掛點所在鉛垂面的夾角。