动态弦截法计算不平衡张力的方法技术

根据动态弦截法原理，本发明专利技术提供一种动态弦截法计算不平衡张力的方法，与现有技术相比，本发明专利技术以一种动态的割线法，快速查找准确值，并将计算过程编辑成程序，大大提高了不平衡张力的批量计算效率，更加适用于工程实际计算。

Dynamic string method for calculating unbalanced tension

According to the principle of the dynamic secant method, the present invention provides a dynamic secant method calculation of unbalanced tension method, compared with the prior art, the invention with secant method and a dynamic, quickly find the exact value, and the calculation process of editing procedures, greatly improving the unbalanced tension batch computation efficiency, more applicable in the practical engineering calculation.

【技术实现步骤摘要】
动态弦截法计算不平衡张力的方法
本专利技术属于高压输电线路
，具体涉及一种动态弦截法计算不平衡张力的方法。
技术介绍
高压输电线路架线完成时，直线杆塔前后侧水平张力相等，但当气象条件发生改变或电线断线时，由于档距、高差、荷载等不同，导致直线杆塔前后侧水平张力不等，产生了不平衡张力。准确计算不平衡张力是校验杆塔强度，校核电线不均匀覆冰、上人检修等情况下的相间间隙、交叉跨越距离等的基础，所以准确而快速地计算各种工况下的不平衡张力，对实际工程有重要意义。目前，针对电线不平衡张力计算，国内外学者进行了诸多研究，例如有限元分析模型等，由于算法复杂，计算量大，不适用于实际工程。广泛应用于实际工程的等线长法，由于其公式复杂，直接求解非线性方程组非常困难，所以工程实际中主要应用试凑法，直到满足精度要求。试凑法虽然简单，编程让计算机完成试凑也很容易，但是步长较长，试凑法无法保证有解，步长太短，计算速度又太慢。针对试凑法步长很难选择的缺点，有关文献中提出了二分法，在一定程度上加快了试凑效率，但是简单的二分法还是具有一定的盲目性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种动态弦截法计算不平衡张力的方法，为实际工程的不平衡张力批量计算提供一种新的快速计算方法。本专利技术的技术方案具体为：一种动态弦截法计算不平衡张力的方法，包括以下步骤：1)设独立耐张段内有连续i档，架线时气象条件为无风、无冰、气温tm，架线完成后，档内所有悬垂串均保持垂直，当出现不平衡条件时，各档应力不等，档内悬垂串发生倾斜，得出第i档档距增量Δli与档内应力σi之间的关系式如下：式中：li是第i档档距，m，βi为第i档高差角；α为电线线膨胀系数，E为电线弹性系数，tm、σm、γm分别为架线时气温、水平应力、电线比载，t、σi、γi分别为计算不平衡张力时气温、水平应力、电线比载，Δte为架线时考虑初伸长降低的等效温度；由于档距相邻档出现了不平衡张力差，导致悬垂串发生了倾斜，假设悬垂串为均匀荷载，则第i+1档档内应力σi+1与档距增量Δli关系式如下：式中：σi、σi+1为第i档、i+1档档内电线水平应力，δi为第i基直线杆塔上悬垂串挂线点偏距，δi＝Δl1+Δl2+…+Δli，λi、Gi分别为第i基直线杆塔悬垂串串长、荷载，hi、hi+1是第i档、i+1档高差，m，βi、βi+1为第i档、i+1档高差角，li、li+1是第i档档距；一个独立耐张段内，各档档距增量之和应为零，即：2)将总档距增量δi与第一档假设初始应力σ1函数关系设为δi＝f(σ1)，获取上述导线参数、各档数据、气象条件；3)根据弦截法对应力进行求解，首先设定初始应力的两个端点值σ1、σ2作为计算应力的区间[σ1、σ2]，其中σ1是区间最小值，按经验值设定；σ2是区间最大值，设为导线最大张力；4)根据上述关系式验证公式f(σ1)f(σ2)＜0，确定所求应力在设定的初始应力[σ1,σ2]区间内；5)通过设定的初始应力σ1、σ2的值，用弦截法计算应力σ3作为端点值，进一步缩小所求应力的范围；6)将总档距增量δi的精度设为10-3，将应力σ3代入关系式δi＝f(σ1)，得到的总档距增量δi满足精度要求，则运算结束。所述步骤4)不成立，则返回步骤3)，重新设定初始应力的两个端点值σ1、σ2，继续验证计算。所述步骤6)中总档距增量δi不满足精度要求，继续用弦截法计算初始应力σ4、σ5，以[σ4，σ5]作为所求应力的区间范围，验证得到的应力σ4>σ1，把进一步计算得到的初始应力σ4、σ5代入步骤4)中运算，再依次进行第5)和6)步骤的操作。计算得到的应力σ4>σ1不成立时，则程序默认应力σ4＝σ1，把计算得到的应力σ4、σ5替代设定的初始应力σ1、σ2作为初始应力代入步骤4)运算，再依次进行第5)和6)步骤的操作。与现有技术相比，本专利技术提出了动态弦截法计算不平衡张力，以一种动态的割线法，快速查找准确值，并将计算过程编辑成程序，大大提高了不平衡张力的批量计算效率，更加适用于工程实际计算。附图说明图1是本专利技术程序流程图。图2是动态弦截法原理示意图。具体实施方式动态弦截法首先以弦截法为基础，如图2所示，通过端点x1、x2之间的连线，找到点x3；然后通过对x1、x3连线，找到点x4；通过对x2、x3连线，找到点x5。此时，已经找到了弦截法两个新端点x4、x5，重复以上方法，直到找到准确解。需要注意，总档距增量与第一档应力在并非单调函数，当计算出x4处应力小于x1时，此时x4处的应力是背离准确值的，应舍弃，继续让x1点参与下次弦截。如图1所示，根据动态弦截法原理，本专利技术提供一种动态弦截法计算不平衡张力的方法，包括以下步骤：1)设独立耐张段内有连续i档，架线时气象条件为无风、无冰、气温tm，架线完成后，档内所有悬垂串均保持垂直，当出现不平衡条件时，各档应力不等，档内悬垂串发生倾斜，得出第i档档距增量Δli与档内应力σi之间的关系式如下：式中：li是第i档档距，m，βi为第i档高差角；α为电线线膨胀系数，E为电线弹性系数，tm、σm、γm分别为架线时气温、水平应力、电线比载，t、σi、γi分别为计算不平衡张力时气温、水平应力、电线比载，Δte为架线时考虑初伸长降低的等效温度；由于档距相邻档出现了不平衡张力差，导致悬垂串发生了倾斜，假设悬垂串为均匀荷载，则第i+1档档内应力σi+1与档距增量Δli关系式如下：式中：σi、σi+1为第i档、i+1档档内电线水平应力，δi为第i基直线杆塔上悬垂串挂线点偏距，δi＝Δl1+Δl2+…+Δli，λi、Gi分别为第i基直线杆塔悬垂串串长、荷载，hi、hi+1是第i档、i+1档高差，m，βi、βi+1为第i档、i+1档高差角，li、li+1是第i档档距；一个独立耐张段内，各档档距增量之和应为零，即：2)将总档距增量δi与第一档假设初始应力σ1函数关系设为δi＝f(σ1)，获取上述导线参数、各档数据、气象条件；3)根据弦截法对应力进行求解，首先设定初始应力的两个端点值σ1、σ2作为计算应力的区间[σ1、σ2]，其中σ1是区间最小值，按经验值设定；σ2是区间最大值，设为导线最大张力；4)根据上述关系式验证公式f(σ1)f(σ2)＜0，确定所求应力在设定的初始应力[σ1，σ2]区间内；5)通过设定的初始应力σ1、σ2的值，用弦截法计算应力σ3作为端点值，进一步缩小所求应力的范围；6)将总档距增量δi的精度设为10-3，将应力σ3代入关系式δi＝f(σ1)，得到的总档距增量δi满足精度要求，则运算结束。所述步骤4)不成立，则返回步骤3)，重新设定初始应力的两个端点值σ1、σ2，继续验证计算。所述步骤6)中总档距增量δi不满足精度要求，继续用弦截法计算初始应力σ4、σ5，以[σ4，σ5]作为所求应力的区间范围，验证得到的应力σ4＞σ1，把进一步计算得到的初始应力σ4、σ5代入步骤4)中运算，再依次进行第5)和6)步骤的操作。计算得到的应力σ4＞σ1不成立时，则程序默认应力σ4＝σ1，把计算得到的应力σ4、σ5替代设定的初始应力σ1、σ2作为初始应力代入步骤4)运算，再依次进行第5)和6)步骤的操作。以浙江～福州1000kV交流线路工程不均匀覆冰导致的不平衡张力为算例，应用不平衡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态弦截法计算不平衡张力的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)设独立耐张段内有连续i档，架线时气象条件为无风、无冰、气温t

【技术特征摘要】
1.一种动态弦截法计算不平衡张力的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)设独立耐张段内有连续i档，架线时气象条件为无风、无冰、气温tm，架线完成后，档内所有悬垂串均保持垂直，当出现不平衡条件时，各档应力不等，档内悬垂串发生倾斜，得出第i档档距增量Δli与档内应力σi之间的关系式如下：式中：li是第i档档距，m，βi为第i档高差角；α为电线线膨胀系数，E为电线弹性系数，tm、σm、γm分别为架线时气温、水平应力、电线比载，t、σi、γi分别为计算不平衡张力时气温、水平应力、电线比载，Δte为架线时考虑初伸长降低的等效温度；由于档距相邻档出现了不平衡张力差，导致悬垂串发生了倾斜，假设悬垂串为均匀荷载，则第i+1档档内应力σi+1与档距增量Δli关系式如下：式中：σi、σi+1为第i档、i+1档档内电线水平应力，δi为第i基直线杆塔上悬垂串挂线点偏距，δi＝Δl1+Δl2+…+Δli，λi、Gi分别为第i基直线杆塔悬垂串...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世恒，
申请(专利权)人：河南省电力勘测设计院，
类型：发明
国别省市：河南,41