[发明专利]架空输电导线任意位置空间截面相间距离精确计算方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统输电线路运行与管理领域，特别涉及一种架空输电导线任意位置空间截面相间距离精确计算方法。

背景技术

架空输电线路是构成电力系统的关键元件。架空输电线路分部极广，常穿越江河和崇山峻岭等严酷地理环境，具有杆塔高、跨档大、工作条件复杂等特点。当导线覆冰形成非圆断面且受自然风激励时，其空气动力会诱发导线产生一种低频自激振动，最严重的舞动峰值可达导线两倍弧垂，导致输电线路发生相间闪络、短路、金具损坏、断股或断线、倒塔等重大输电事故。

针对在冬春季节容易产生覆冰形成舞动的塔档间线路采取防止导线舞动的措施中，在合适的位置安装相间间隔棒是一种经济和常用的方法，而且可有效的防止分裂导线的翻转，保障电网的安全稳定运行。

通常，三相输电线路的排列有三种方式，一是三角形排列，二是水平排列，三是垂直排列。三相输电线路的排列可以采用通用的△排列型式来描述。而三相水平排列和三相垂直排列是△排列型式的特例。然而，三相导线在两杆塔上的固定点（连接支撑端点）并不是完全规则排列、塔基中轴线往往与线路走向存在某一夹角、塔档间三相导线的应力也非相等。因此，塔档间导线空间位置的间距并不能以杆塔固定导线点的距离来对应。如果采用估算的方法确定防治导线舞动的相间间隔棒长度，势必会存在间隔棒长度的偏差，当安装到线路上，会加剧导线应力的不平衡，转移相间载荷，严重影响输电线路的安全运行。

由于架空线路的空间分布受线路杆塔、导线型号及参数、架设导线施工的应力等因素的影响，因此，对架空输电导线任意位置空间截面相间距离进行精确建模是必要的。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提供一种在高压架空输电导线防治舞动采取加装相间间隔棒时，可以精确计算相间间隔棒长度的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种架空输电导线任意位置空间截面相间距离精确计算方法，包括以下步骤，

步骤1、建立以塔档和线路为参量的空间直角坐标系XYZ；

步骤2、计算空间直角坐标系XYZ中杆塔线端的坐标；

步骤3、根据输电导线的参数建立平面悬链线方程；

步骤4、根据平面悬链线的旋转体与空间平面相交的方法建立空间悬链线方程；

步骤5、对空间悬链线方程求解，计算得到线档中任意空间位置I处的导线相间距离。

所述步骤1的具体实现过程为，

以杆塔A的1号线端点为XYZ坐标原点，以杆塔B的1号线端点为xyz坐标原点，两端点的高程差为H，以1号线水平距离L为档距，建立XYZ和xyz两个坐标系，它们之间对应的各轴平面为平行，刻度标尺比例为1，最终模型统一到XYZ坐标系上，构成以塔档和线路为参量的空间直角坐标系。

所述步骤2的具体实现过程为，

设A杆塔和B杆塔固定三相导线的位置构成三角形，三条边的长度分别为A₁A₂、A₁A₃、A₂A₃和B₁B₂、B₁B₃、B₂B₃；两杆塔的水平档距为L，A1与B1点高差为H；

选定A杆塔三相导线的端部固定位置点处于三维直角坐标系中的YZ平面，点A1为坐标原点，A杆塔基轴线与线路A1-B1走向的偏角为相对于YZ的平行平面，B杆塔的基轴线与线路A1-B1走向的夹角为θ；由平行辅助坐标xyz并以B1点为坐标原点，确定该线档的B塔三相导线的固定位置点；。

所述步骤3中的平面悬链线方程为，