[发明专利]非均布平均风作用下输电线路风荷载的确定方法

权利要求书

1.一种非均布平均风作用下输电线路风荷载的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据输电线的相关参数，通过已有风场数学模型，确定输电线路所在风速场以及其各跨输电线i上的非均布风荷载分布f_Di(x)；

其中，i为输电线路的各跨序号，i＝1,2,……，n；n为输电线路的总跨数；

2)根据各跨输电线上风荷载分布，采用横向张力影响线函数计算各个绝缘子与支座连接的横向张力T_yi：

L_i为i跨输电线路的跨度；

3)根据各跨输电线上自重，计算各个绝缘子与支座连接的竖向自重力作用T_zi；

T_zi＝mg(L_i+1+L_i)/2；

4)建立绝缘子端部空间位移和空间张力的关系模型；

绝缘子下端产生沿线路方向、垂直线路风向、竖向三个方向的位移为u_xi、u_yi、u_zi；并在绝缘子上端与支座连接处产生沿线路方向、垂直线路风向作用、竖向的张力作用T_xi、T_yi、T_zi；

u_xi(t)与T_xi的关系如下：

其中，对于中间有绝缘子的支座上T_xi为相邻两跨输电线上的纵向水平张力H_(i+1)和H_i(t)之差：

T_xi＝H_(i+1)-H_i

共计n+1支座，有n+1个等式；

对于最两端的支座上

T_x1＝H₁；T_xn＝H_n

于是，得到各跨纵向张力H_i(t)和和绝缘子下端的纵向位移u_xi(t)的关系式子，共计n-1个：

(H_i+1-H_i)²(l_i²-u_xi²)-u_xi²(G²+T_yi²)＝0

5)根据各i跨输电线上的风荷载分布，获得各跨输电线上作用的等效均布风荷载f_i，以及风荷载与重力的等效均布合力q_i；

作用在各跨输电线上的等效均布风荷载f_i(t)表示为

L_i为i跨输电线路的跨度；

将作用在输电线上的等效均布风荷载f_i与输电线自身重力进行合成，得到等效均布合力q_i

6)建立各跨输电线张端弦向张力H_i和位移u_xi及u_x(i-1)的n个变形协调方程：

7)根据步骤4)和步骤6)的上述所有未知量最终转化为u_xi与H_i的共计2n-1个非线性方程组，求解可获得2n-1个未知量u_xi与H_i；

求解得到H_i后，即可计算得到未知的n-1个T_xi，再加上已经得到的T_yi、T_zi，即可得到非均布平均风作用下输电线对绝缘子端部三个方向上的作用力。

2.根据权利要求1所述的非均布平均风作用下输电线路风荷载的确定方法，其特征在于，所述步骤1)中第i跨输电线上的风荷载分布表示如下：

其中，ρ_air为空气密度；D为输电线直径；C_d为输电线的风阻力系数。V_yi(x)为第i跨输电线上的非均布平均风速分布。