一种多分裂导线分裂间距优化选择方法技术

本发明专利技术涉及一种多分裂导线分裂间距优化选择方法，包括以下步骤：(1)根据电压等级，分析电磁环境，得到满足电气环境要求的导线分裂间距选择范围；(2)在所述导线分裂间距的选择范围内，确定几种导线分裂间距的取值；(3)分析在所述导线分裂间距取值条件下，分裂导线次档距振荡幅值和最大次档距的关系；(4)优选分裂间距取值；(5)利用金具设计条件和经济性条件对分裂间距取值进行校核；(6)反复迭代步骤(3)-(5)，确定最优的分裂间距取值。本发明专利技术技术方案可针对线路情况选择出合理的导线分裂间距，直接支撑线路的设计和建设。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及分裂导线防振领域，更具体涉及一种多分裂导线分裂间距优化选择方法。
技术介绍
：改革开放以来，我国电力工业快速发展。特别是近年来，随着用电需求的持续高速增长，电力发展速度进一步加快。电力工业是关系国计民生的基础产业。优化能源资源配置，保障国家能源安全，为国民经济和社会发展提供优质、可靠的电力供应，是电力工业服务于构建社会主义和谐社会的重要使命。多分裂导线是目前架空输电线路建设最常用的导线结构形式，而多分裂导线分裂间距的选择是线路建设中的关键环节，分裂间距的选择涉及的影响因素众多，目前实际工程设计中分裂间距的选择还主要依靠经验，经济性、可操作性和准确性都较差，建议一种有效的、准确的分裂间距优化选择算法，对于输电线路工程设计和建设具有重要的意义。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种多分裂导线分裂间距优化选择方法，可针对线路情况选择出合理的导线分裂间距，直接支撑线路的设计和建设。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种多分裂导线分裂间距优化选择方法，包括以下步骤：(1)根据电压等级等电气条件，分析电磁环境，得到满足电气环境要求的导线分裂间距选择范围；(2)在所述导线分裂间距的选择范围内，确定几种导线分裂间距的取值；(3)分析在所述导线分裂间距取值条件下，分裂导线次档距振荡幅值和最大次档距的关系；(4)优选分裂间距取值；(5)利用金具设计条件和经济性条件对分裂间距取值进行校核；(6)反复迭代步骤(3)-(5)，确定最优的分裂间距取值。所述步骤(1)中电磁环境包括导线表面最大电场强度、地面最大合成电场强度、地面最大离子流密度、正极性导线对地投影外20m处可听噪声、正极性导线对地投影外20m处无线电干扰和极导线最小对地高度。所述步骤(2)根据输电线路类型选取导线分裂间距的取值。所述步骤(3)通过下式分析在所述导线分裂间距取值条件下，分裂导线次档距振荡幅值和最大次档距的关系：2X0=0.0248lVS/DT[2.56EDlV+1-0.487S/DTW]---(1)]]>其中，2X0为次档距振动振幅，l为间隔棒间隔即次档距，V为风速，S为子导线间距，D为导线外径，T为导线张力，W为导线重量，E为单个周期内的振幅衰减率。通过所述式(1)确定S/D对次档距振荡的影响，包括三种次档距振荡形式，为部分背风侧子导线次档距振荡、全部背风侧子导线次档距振荡和全部子导线次档距振荡；当所述S/D的值大于10时发生次档距振荡的可能性小于所述S/D的值小于10时发生次档距振荡的可能性。所述部分背风侧子导线次档距振荡为在无覆冰条件下，持续大风，背风侧上、下两个子导线发生以水平方向为主的振动；所述全部背风侧子导线次档距振荡为在无覆冰条件下，持续大风，背风侧三个子导线发生以水平方向为主的振动；所述全部子导线次档距振荡为在无覆冰条件下，持续强风，全部导线激发以水平方向为主的次档距振荡现象。根据所述步骤(4)选择的导线分裂间距满足所述步骤(5)中的金具设计条件和杆塔架构的经济条件。基于有限元法建立多分裂导线次档距振荡分析参数化模型，通过导线分裂间距和最大次档距长度的变化，以设计风速条件下计算得到的子导线最大位移作为目标函数，使振动位移小于允许值。和最接近的现有技术比，本专利技术提供技术方案具有以下优异效果1、本专利技术的技术方案经济性、可操作性和准确性都较高；2、本专利技术的技术方案综合考虑了防次档距振荡条件、电磁环境条件、金具设计条件和经济性要求；3、本专利技术的技术方案可针对线路情况选择出合理的导线分裂间距，在经济性、可操作性和准确性方面具有明显的优势；4、本专利技术的技术方案优化能源资源配置，保障国家能源安全，为国民经济和社会发展提供优质、可靠的电力供应。附图说明图1为本专利技术实施例提供的方法流程图。具体实施方式下面结合实施例对专利技术作进一步的详细说明。实施例1：本例的专利技术提供一种多分裂导线分裂间距优化选择方法，综合考虑抑制次档距振荡、电磁环境因素、金具设计条件和经济性，提出多分裂导线分裂间距优化选择算法，以六分裂线路为例，其优化算法流程如图1所示，包括：(1)根据电压等级等电气条件，分析电磁环境，得到满足电气环境要求的分裂间距选择范围。(2)在分裂间距的选择范围内，确定几种典型的取值。(3)分析典型取值条件下，分裂导线次档距振荡幅值和最大次档距的关系。(4)优选分裂间距取值。(5)利用设计条件和经济性条件对分裂间距取值进行校核。(6)反复迭代步骤(3)-(5)，确定最优的分裂间距取值。1.约束条件一(1)考虑电磁环境导线分裂间距的选择，首先需要考虑电磁环境的影响，根据线路电压等级及配置情况，分析不同分裂间距条件下导线电磁环境是否满足设计要求，包括导线表面最大电场强度、地面最大合成电场强度、地面最大离子流密度、正极性导线对地投影外20m处可听噪声、正极性导线对地投影外20m处无线电干扰和极导线最小对地高度。(2)考虑金具设计选择分裂导线的分裂间距还应满足包括间隔棒在内的相关金具的设计要求，例如，在大风条件下，特别是子导线发生不同程度覆冰时，子导线可能会发生一定角度的摆动，会带动悬垂线夹转动，分裂间距过小可能会导致悬垂线夹在转动时与悬垂板相碰。2、约束条件二(1)考虑S/D(S：导线分裂间距，D：导线直径)对次档距振荡的影响。如表1考虑三种次档距振荡形式。表1不同S/D取值时分裂导线次档距振荡形式(2)次档距振荡幅值计算分裂导线次档距振荡引起的子导线的振幅计算如式(1)所示，为避免子导线振荡时发生碰撞或疲劳破坏，根据具体情况确定子导线振幅的限值，然后通过公式(1)计算S/D的取值。2X0=0.0248lVS/DT[2.56EDlV+1-0.487S/DTW]---(1)]]>其中，2X0：次档距振动振幅(m)，l：间隔棒间隔(m)，V：风速(m/s)，S：子导线间距(m)，D：导线外径(m)，T：导线张力(kN)，W：导线重量(kg/m)，E：单个周期内的振幅衰减率，取0.05-0.1。3、经济性考虑分裂导线不同分裂间距对经济性的影响主要体现在对杆塔结构的影响，例如4×400mm2导线分裂间距450mm相对于400mm，相应的对地高度及塔头尺寸会有所增加，在分裂间距调整较大的情况下需进行经济性校核。4、目标函数的确定：基于有限元方法建立多分裂导线次档距振荡分析参数化模型，通过分裂间距和最大次档距长度的变化，以设计风速条件下计算得到的子导线最大位移作为目标函数，使振动位移小于允许值。最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员尽管参照上述实施例应当理解：依然可以对本专利技术的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本专利技术精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本专利技术的权利要求保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多分裂导线分裂间距优化选择方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)根据电压等级，分析电磁环境，得到满足电气环境要求的导线分裂间距选择范围；(2)在所述导线分裂间距的选择范围内，确定几种导线分裂间距的取值；(3)分析在所述导线分裂间距取值条件下，分裂导线次档距振荡幅值和最大次档距的关系；(4)优选分裂间距取值；(5)利用金具设计条件和经济性条件对分裂间距取值进行校核；(6)反复迭代步骤(3)‑(5)，确定最优的分裂间距取值。

【技术特征摘要】
1.一种多分裂导线分裂间距优化选择方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)根据电压等级，分析电磁环境，得到满足电气环境要求的导线分裂间距选择范围；(2)在所述导线分裂间距的选择范围内，确定几种导线分裂间距的取值；(3)分析在所述导线分裂间距取值条件下，分裂导线次档距振荡幅值和最大次档距的关系；(4)优选分裂间距取值；(5)利用金具设计条件和经济性条件对分裂间距取值进行校核；(6)反复迭代步骤(3)-(5)，确定最优的分裂间距取值。2.如权利要求1所述的一种多分裂导线分裂间距优化选择方法，其特征在于：所述步骤(1)中电磁环境包括导线表面最大电场强度、地面最大合成电场强度、地面最大离子流密度、正极性导线对地投影外20m处可听噪声、正极性导线对地投影外20m处无线电干扰和极导线最小对地高度。3.如权利要求1所述的一种多分裂导线分裂间距优化选择方法，其特征在于：所述步骤(2)根据输电线路类型选取导线分裂间距的取值。4.如权利要求1所述的一种多分裂导线分裂间距优化选择方法，其特征在于：所述步骤(3)通过下式分析在所述导线分裂间距取值条件下，分裂导线次档距振荡幅值和最大次档距的关系：2X0=0.0248lVS/DT[2.56EDlV+1-0....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彬，张立春，齐翼，朱宽军，刘操兰，刘龙，邸玉贤，展雪萍，李新民，司佳钧，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网山东省电力公司检修公司，
类型：发明
国别省市：北京;11