[发明专利]一种热力学除冰场景下的输电线路脱冰振动抑制方法

权利要求书

1.一种热力学除冰场景下的输电线路脱冰振动抑制方法，其特征在于，通过安装防振锤的方法抑制输电线路在连续诱发脱冰情况下的振动响应，并寻找最优的防振锤安装方案，包括以下几个步骤：

步骤1、建立考虑防振锤位置的输电线路模型；

步骤2、模拟热力学除冰场景下安装防振锤的输电线路覆冰脱落情形；

步骤3、利用Newmark隐式积分法与Newton-Raphson法求解在步骤2的场景下安装防振锤的输电线路脱冰响应，分析比较安装防振锤的输电线路最大竖向位移；

步骤4、仿真分析不同防振锤安装方案的输电线路最大竖向位移，根据最大竖向位移对步骤3中不同的防振锤安装方案进行比较，确定热力学除冰场景下最优的防振锤安装方案，热力学除冰场景下防振锤布置于线路两侧时脱冰过程中的最大竖向位移最小，此方案即为最优方案。

2.根据权利要求1所述的热力学除冰场景下的输电线路脱冰振动抑制方法，其特征在于，步骤1所述的建立考虑防振锤位置的输电线路模型，具体步骤为：

步骤1-1、由虚功原理得到单个输电线单元平衡方程：

式中，A为输电线单元截面面积；L为输电线路单元的长度；C为阻尼矩阵；x_e为输电线单元两端点的整体坐标；u_e为输电线单元两节点的位移；E为输电线单元的弹性模量；σ₀为输电线单元的初始轴向应力；{R_e}为节点等效荷载列阵。

步骤1-2、考虑防振锤的作用，对步骤1-1中单元平衡方程的整体坐标和单元位移通过形函数的形式表示，则节点等效荷载列阵为：

式中，N为形函数，q(s)为输电线单元上的均布荷载，未除冰前代表自重荷载与冰荷载，除冰后代表自重荷载；ρ为单位长度的质量；为输电线单元两节点的速度；为输电线单元两节点的加速度；G_d为加到节点上的防振锤重量。

记上式中得到输电线路-防振锤非均布模型平衡方程的矩阵形式，即考虑防振锤位置的输电线路模型：

式中，M为单元的质量矩阵；K为单元的刚度矩阵。

3.根据权利要求1所述的热力学除冰场景下的输电线路脱冰振动抑制方法，其特征在于，步骤2所述的模拟热力学除冰场景下安装防振锤的输电线路覆冰脱落情形，具体步骤为：

步骤2-1、确定热力学除冰场景下覆冰最先可能发生脱落的极端应力区；

步骤2-2、确定输电线路覆冰脱落准则，即输电线路覆冰实际加速度a大于等于覆冰脱落临界加速度a_c时，即判定覆冰脱落；其中，覆冰脱落临界加速度为：

式中，D为输电线路覆冰后外径；D_c为输电线路外径；τ_c为覆冰内聚强度系数；ρ_c为覆冰密度；F_i为惯性力；G为重力；F_c为覆冰内聚力。