[发明专利]一种输电导线找形方法、装置以及设备

说明书

本发明公开了一种输电导线找形方法、系统以及设备，包括以下步骤：获取导线的输电线路信息以及确定导线类型；基于输电线路信息以及导线类型，根据间隔棒处力平衡条件建立找形的超越方程组和约束方程组；求解超越方程组和约束方程组得到间隔棒高差，基于间隔棒高差对导线进行分段，采用悬链线法计算导线分段内的导线弧垂和应力分布；根据间隔棒高差、导线弧垂和应力分布确定导线的形状。本发明解决现有的有限元法中，无预应力初始状态信息难以获取导致找形结果不准确的问题。本发明可以用于有耐张绝缘子串、间隔棒、集中载荷等复杂情况下的输电导线找形，适用范围广。

技术领域

本发明涉及输电线路结构找形技术领域，尤其涉及一种输电导线找形方法、装置以及设备。

背景技术

输电导线找形是输电塔线动力学分析的基础，基于有限元软件或方法是目前最常用的找形方法。然而，采用有限元方法找形时，需要以无预应力状态的构形作为初始构形，通过非线性迭代计算，直到满足给定收敛条件。在输电线路建设中，输电导线通常以一个耐张段为单位进行架设施工，按照这种架设方式，我们一般难以获取准确地导线无应力初始状态信息，如耐张段各档导线的自然长度、间隔棒在架设前的间距等。而在实际中，较为容易获取的数据是竣工时的间隔棒间距、耐张段导线的总长度以及架设时的水平张力等。此外，导线两端通过耐张绝缘子串与耐张塔相连，并且其线质量远大于导线的线质量，因此在找形时其长度和质量必须予以考虑。在线路架设时，一般要求直线杆塔上不出现不平衡的水平张力，即要求施工后直线杆塔上的悬垂绝缘子串保持竖直向下。

综上所述，现有技术对输电导线进行找形时，传统的有限元法中难以获取无预应力初始状态信息导致找形结果不准确的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种输电导线找形方法、装置以及设备，解决了现有技术对输电导线进行找形时，传统的有限元法中难以获取无预应力初始状态信息导致计算结果不准确的技术问题。

本发明提供的一种输电导线找形方法，包括以下步骤：

步骤S1：获取导线的输电线路信息以及确定导线类型；

步骤S2：基于输电线路信息以及导线类型，根据间隔棒处力平衡条件建立找形的超越方程组和约束方程组；

步骤S3：求解超越方程组和约束方程组得到间隔棒高差，基于间隔棒高差对导线进行分段，采用悬链线法计算导线分段内的导线弧垂和应力分布；

步骤S4：根据间隔棒高差、导线弧垂和应力分布确定导线的形状。

优选的，导线的输电线路信息包括档距和高差、耐张绝缘子串长度、间隔棒安装间距和重量、耐张绝缘子串和导线的横截面和比载以及悬挂点高度。

优选的，间隔棒为真实间隔棒或者集中质量，或者是虚拟间隔棒。

优选的，耐张绝缘子串被处理为与真实导线比载不同的一段导线。

优选的，导线类型包括左耐张档、跨越档和右耐张档三种类型。

优选的，左耐张档为左端与耐张绝缘子串相连、右端与悬垂绝缘子串相连的一跨导线，跨越档为两端均与悬垂绝缘子串相连的一跨导线，右耐张档为左端与悬垂绝缘子串相连、右端与耐张绝缘子串相连的一跨导线。

优选的，在步骤S3中，基于间隔棒高差对导线进行分段以后，以分段左侧点作为参考原点，采用悬链线法的公式计算导线分段内导线弧垂和应力分布。

优选的，在步骤S4中，根据间隔棒高差、导线弧垂和应力分布，计算各段导线左侧点的坐标，采用叠加悬链线法计算的导线坐标，得到各段导线在整体坐标系中的坐标。

一种输电导线找形装置，包括输电线路信息获取模块、导线类型确定模块以及数据处理模块；所述数据处理模块分别与输电线路信息获取模块以及导线类型确定模块相连接。