[发明专利]一种非均布荷载架空线应力弧垂计算方法

说明书

本发明公开了一种非均布荷载架空线应力弧垂计算方法，包括：利用架空线耐张段内各档在不同运行工况下的线长参数计算架空线在整个耐张段内不同运行工况下的综合线长参数；根据预先给定工况下的综合线长参数计算控制条件系数，并将最大控制条件系数对应的工况设定为控制工况；根据控制工况，利用非均布荷载的架空线力学统一状态方程计算待求各工况的应力；计算待求工况下非均布荷载架空线弧垂位置及各点弧垂。本发明实现孤立档、连续档的非均布荷载架空线应力弧垂精确计算，计算方法准确、可靠性高，具有很好的工程实用价值。

技术领域

本发明涉及电力设计施工技术领域，具体涉及一种非均布荷载架空线应力弧垂计算方法。

背景技术

在500kV及以下电压等级的输电线路中，由于耐张绝缘子串串重较小、串长较短，通常可以忽略耐张串对架线弧垂误差的影响。随着特高压多分裂大截面导线的应用，耐张串吨位及串长增加，耐张串对杆塔定位高度及架线弧垂影响增大，以昌吉－古泉±1100kV特高压线路为例，耐张串对导线弧垂误差的影响可达3～6m，尤其是对“耐－直－耐”连续档的特高压线路，经典的孤立档、连续档计算方法均无法解决正确计算非均布荷载弧垂的架线难题，传统计算方法造成架空线对地安全距离不够，杆塔荷载超标的问题，给设计和施工带来相当大的困扰。如果两个耐张塔之间没有直线塔称为孤立档，两个耐张塔之间有直线塔称作连续档，两个耐张塔之间为耐张段，两个杆塔之间称为档。

因此为了解决特高压线路大吨位耐张串线路的架线技术难题，急需一种能够解决连续档、孤立档大吨位耐张串非均布荷载影响下的架空线应力弧垂计算方法。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种非均布荷载架空线应力弧垂计算方法，解决了目前非均布荷载架空线应力弧垂难以计算，造成架空线对地安全距离不够，杆塔荷载超标的影响问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种非均布荷载架空线应力弧垂计算方法，其特征在于：包括：

利用架空线耐张段内各档在不同运行工况下的线长参数计算架空线在整个耐张段内不同运行工况下的综合线长参数；根据预先给定工况下的综合线长参数计算控制条件系数，并将最大控制条件系数对应的工况设定为控制工况；

根据控制工况，利用非均布荷载的架空线力学统一状态方程计算待求各工况的应力；

计算待求工况下非均布荷载架空线弧垂位置及各点弧垂。

前述的一种非均布荷载架空线应力弧垂计算方法，其特征是：架空线耐张段内各档在不同运行工况下的线长参数，计算方法为：

其中，耐张段内的档数为n，i为档数的计算变量，i＝1～n；k_i为架空线耐张段内第i档在一种工况下的线长参数，m为架空线耐张段内第i档内非均布荷载的分段数，每档之间分段，j为分段数的计算变量，j＝1～m；β_i为第i档两侧导线挂点的高差角；p_i,j为第i档内第j段一种工况下的非均布荷载的综合荷载；为第i档第j段一种工况下非均布荷载的等效综合荷载；Q_i,j为第i档第j段一种工况下非均布荷载处的剪力；E为架空线弹性模量；l_i'为第i档架空线的档距；A为架空线计算截面。

前述的一种非均布荷载架空线应力弧垂计算方法，其特征是：综合线长参数K，计算公式为：

控制条件系数F按下式计算：

K₀为一种工况下的综合线长参数，σ₀为一种工况下的架空线最大允许应力，t₀为一种工况下的温度；a为架空线温度膨胀系数；E为架空线弹性模量；为整个耐张段的等效高差角余弦值，β_r为整个耐张段的等效高差角。