[发明专利]一种结合仿真精确计算架空地线预绞丝接触端口受力方法

说明书

本发明公开了一种结合仿真精确计算架空地线预绞丝接触端口受力方法，包括以下步骤：建立地线预绞丝几何模型，使用有限元仿真计算接触点预压力；根据预压力确定导电桥初始半径；在导电桥初始半径下，使用有限元仿真计算接触端口接触点所受的安培力和Holm力；通过预压力、安培力、Holm力的合力对导电桥初始半径进行校正；在导电桥校正半径下，计算校正安培力和校正Holm力；将校正安培力和校正Holm力与安培力和Holm力比较，进行差值判断，若差值在精度要求则获得最终结果；若差值不在精度要求内则重新校正导电桥半径；本发明能够精确地仿真计算出地线预绞丝接触端面的受力，可以用于架空地线事故防范中。

技术领域

本发明涉及高电压工程仿真的研究领域，特别涉及一种结合仿真精确计算架空地线预绞丝接触端口受力方法。

背景技术

架空地线意外事故的发生严重的影响了电网的稳定运行，而架空地线意外事故多会发生在地线与预绞丝接触端口处。因此对地线预绞丝接触端口进行精确的仿真分析对预防事故的发生具有重要的作用。而对于接触端口受力的分析更是其中的一个重点。对于接触端口的分析现今有采用电桥等效地线预绞丝接触点的方法来进行分析，但是现今采用的方法都是直接确定导电桥半径后对接触点所受的Holm力、安培力进行计算；而导电桥的半径却又是跟接触点的受力相关联的，这无疑会使得仿真计算出现误差。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种结合仿真精确计算架空地线预绞丝接触端口受力方法，将受力情况反馈回到导电桥半径的确定上，提高了最终计算结果的精度。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种结合仿真精确计算架空地线预绞丝接触端口受力方法，包括以下步骤：

S1、建立地线预绞丝几何模型，使用有限元仿真计算接触端口接触点的预压力F_K；

S2、根据获得的预压力确定导电桥初始半径；

S3、在导电桥的初始半径下，使用有限元仿真计算接触端口接触点所受的安培力F_L，计算接触端口接触点由于电流收缩产生的Holm力F_H；

S4、通过预压力、安培力、Holm力的合力对导电桥的初始半径进行校正，得到导电桥校正半径；

S5、在导电桥校正半径下，使用有限元仿真计算接触端口接触点所受的校正安培力，计算接触端口接触点由于电流收缩产生的校正Holm力；

S6、将校正安培力和校正Holm力与安培力和Holm力进行比较，判断差值是否在精度要求范围内；若差值在精度要求内，则获得最终结果；若差值不在精度要求内，回到步骤S4。

进一步地，其特征在于，所述步骤S1具体为：建立地线预绞丝几何模型，所述地线预绞丝几何模型分为内层和外层；所述内层为地线，有K股，K≥7，其中中心股为圆柱，其他股为螺旋，半径均为1.5mm，螺旋的螺距为80mm，其他股围绕中心股围成圆圈；所述外层为预绞丝，有L股，L≥12，半径为1.5mm，螺距为130mm，外层围绕内层围成圆圈，内层和外层螺旋方向相同；导电桥设置于地线与预绞丝螺旋接触处，其轴线与地线预绞丝侧面切面垂直，高度设置为1.5mm；

对建立的地线预绞丝几何模型运用有限元仿真的固体力学部分进行求解，即使用comsol进行求解，得到接触端口接触点的预压力。

进一步地，所述步骤S2具体为：接触点在电学方面的计算以导电桥进行模拟，设导电桥高度为0.15mm，导电桥初始半径r则有：

其中，F_k为预压力，ξ为地线预绞丝间的接触情况，H为材料的布氏硬度；

进一步地，所述ξ＝0.45；