[发明专利]一种输电线路脱冰跳跃动力响应模拟分析方法

权利要求书

1.一种输电线路脱冰跳跃动力响应模拟分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立输电塔线体系模型，包括建立输电塔模型、导线模型和绝缘子串模型；

S2：在有限元模拟中设定等间距的集中力来模拟线路覆冰；

S3：利用瞬间撤去集中力来模拟线路脱冰。

2.根据权利要求1所述的输电线路脱冰跳跃动力响应模拟分析方法，其特征在于，所述步骤S1中建立输电塔模型的过程是：

1)使用点命令画出塔的各个节点，用线命令连接各节点画出塔的几何形状；

2)这里为了让输电塔有限元模型更加真实地作出各种响应，将输电杆塔考虑成空间梁和桁架的组合结构，使用桁梁混合模型建模，依据铁塔杆件间的相互联接关系，对主材、横隔材以及连接辅材的斜材当作梁单元考虑，辅材和普通斜材则被当作杆单元考虑，因此使用单元类型定义命令设置主材为BEAM188单元，设置辅材和普通斜材为LINK8单元；

3)输电塔主材由于强度大，承受的力大，连接节点之间会产生扭矩和弯矩，因此把主材连接点设置为刚性连接，辅材由于受力较小，连接点之间受到的弯扭矩较小，因此把辅材连接点设置为铰支座连接；

4)输电塔中根据位置不同使用了Q235、Q345和Q420三种材料，使用属性定义命令定义各塔材使用的材料，根据表4分别设置对应材料的参数信息，包括尺寸、强度、弹性模量、泊松比、密度；

5)进行网格划分得到输电塔的有限元模型。

3.根据权利要求2所述的输电线路脱冰跳跃动力响应模拟分析方法，其特征在于，所述步骤S1中建立导线模型的过程是：

根据以下悬链线公式求解自重下的导线形状来进行导线的建模：

该公式以左侧悬挂点为坐标原点，式中：

y、x—输电导线任一点纵坐标、横坐标；

σ_o—运行气温下水平应力；

h—两端悬挂点间垂直方向高差；

γ—导线自重下的比载；

L_h＝0—两端悬挂点等高下的悬链线线长；

l—两端悬挂点间水平方向的投影距离，即档距。

4.根据权利要求3所述的输电线路脱冰跳跃动力响应模拟分析方法，其特征在于，所述步骤S1中建立绝缘子串模型的过程是：

根据绝缘子长度在输电塔模型中使用点和线命令画出绝缘子串的几何模型，使用单元类型定义命令设置绝缘子串单元为LINK180单元，使用网格划分命令将绝缘子串划分为一个单元。由于绝缘子串连接导线和铁塔，其连接处可以自由转动，因此，采用约束命令定义绝缘子串两端为铰链连接，同时考虑绝缘子刚度相比导线要大很多，因此对绝缘子串模型近似刚化处理，使用刚化命令定义绝缘子串。