[发明专利]一种多分裂导线的振动模态计算方法及装置

权利要求书

1.一种多分裂导线的振动模态计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：确定参数，所述参数包括所述多分裂导线的单位长度质量、正常运行时的导线张力、分裂间距、间隔棒的轴向拉压刚度及弯曲刚度、次档距的数量及各个次档距的长度；

S2：将所述单位长度质量和所述正常运行时的导线张力代入用于表示次档距内的振动特性的场传递矩阵；以及，将所述分裂间距、所述间隔棒的轴向拉压刚度及弯曲刚度代入用于表示间隔棒安装处的衔接特性的点传递矩阵；

S3：将所述次档距的数量及各个次档距的长度、代入参数后的场传递矩阵和点传递矩阵代入全档距传递矩阵，然后令所述多分裂导线的两个端点的振动位移为零，对所述全档距传递矩阵进行求解，获得所述多分裂导线振动时的各阶固有频率；

S4：将各阶固有频率分别代入所述多分裂导线的运动微分方程，绘制出所述多分裂导线全档距的各阶固有频率对应的模态振型图。

2.根据权利要求1所述的多分裂导线的振动模态计算方法，其特征在于，步骤S3中，所述全档距传递矩阵通过以下公式表示：

D＝[B_n(l_n)]·[P]·[B_n-1(l_n-1)]·……·[P]·[B₁(l₁)]

满足：

式中，D代表所述全档距传递矩阵；n代表所述次档距的数量；B_n(l_n)代表最后一个次档距的场传递矩阵，l_n代表最后一个次档距里间隔棒的位置；P代表所述点传递矩阵；代表多分裂导线起点位置的振动位移，代表多分裂导线终点位置的振动位移；代表多分裂导线起点位置的状态向量；代表多分裂导线终点位置的状态向量；α代表所述多分裂导线的子导线编号，s(s＝1,2)代表参考平面，s＝1代表竖直面、s＝2代表水平面。

3.根据权利要求2所述的多分裂导线的振动模态计算方法，其特征在于，步骤S2中，所述场传递矩阵通过以下公式表示：

其中，

式中，B_i(x)代表第i个次档距的场传递矩阵，x代表第i个次档距内沿导线方向任一点的位置；m代表所述多分裂导线的单位长度质量；T₀代表所述多分裂导线正常运行时的导线张力。

4.根据权利要求2所述的多分裂导线的振动模态计算方法，其特征在于，步骤S2中，所述点传递矩阵通过以下公式表示：

式中，EA代表所述间隔棒的轴向拉压刚度；EI代表所述间隔棒的弯曲刚度；l代表所述多分裂导线的分裂间距。

5.根据权利要求1所述的多分裂导线的振动模态计算方法，其特征在于，步骤S4中，所述多分裂导线的运动微分方程通过以下公式表示：

式中，m代表所述多分裂导线的单位长度质量；T₀代表所述多分裂导线正常运行时的导线张力，A、B、C、D为常量；ω代表频率值，l代表所述多分裂导线的分裂间距，x代表任意一个次档距内沿导线方向任一点的位置，y代表导线上某点的振动位移，t代表时间。

6.根据权利要求1所述的多分裂导线的振动模态计算方法，其特征在于，步骤S4之后，还包括以下步骤：

S5：将绘制出的所有模态振型图归类成面内振动、面外振动、子导线间分裂振动及扭转振动四个振动类型进行分析。

7.根据权利要求1所述的多分裂导线的振动模态计算方法，其特征在于，所述多分裂导线包括双分裂导线、四分裂导线、六分裂导线或者八分裂导线。

8.根据权利要求1所述的多分裂导线的振动模态计算方法，其特征在于，所述多分裂导线正常运行时的导线张力通过以下公式表示：

式中，T₀代表所述多分裂导线正常运行时的导线张力，T_j代表所述分裂导线的计算拉断力，k代表预设的安全系数，k≥4。