一种变电站引下线空间找形方法技术

本发明专利技术公开一种变电站引下线空间找形方法，首先将引下线的两个挂点分别移至挂接位置，并保持挂点按设计要求取向，然后测量挂点沿取向方向的拉力，以及相对于水平面的取向角度；并测定两个挂点之间的水平跨度L和竖直高度差H；最后建立引下线上的每个点的水平跨度x与竖直高度y的对应关系，计算得到多点数据，根据多点数据拟合得到引下线在空间内的分布姿态。采用本发明专利技术的有益效果是，能得到更贴近真实情况的线形，对于预测、评估引下线的空间分布状态具有重要意义，并对后续分析、研究提供趋于真实的模拟结果，提升分析的准确性。

A Space Shape Finding Method for Substation Lead-down Line

【技术实现步骤摘要】
一种变电站引下线空间找形方法
本专利技术涉及一种针对软导线的找形方法，具体涉及一种引下线位形状模拟分析方法。
技术介绍
电力系统是维持国民经济命脉的生命线工程。随着社会经济的发展，各领域对于电力依赖的程度越来越大。但日益扩大的电网规模、不断增加的电网容量、逐渐增大的地理跨度，使电网运检受恶劣气象条件的影响也随之增加。强风作用下，引下线及其连接设备的风致破坏时有发生。针对软导线的力学性能研究，2001年Hong等人将导线简化为无弯曲刚度的索，建立索导线在自重作用下的找形函数(或公式)。目前对于导线的位形函数和力学性能研究通常忽略抗弯刚度及悬挂点角度的影响，将其简化为无弯曲刚度的索结构。但是特高压变电站引下线与一般大跨度的导线不同，由于线长明显缩短，其位形函数及力学性能受自身抗弯刚度及挂点角度的影响不能忽略。如采用常规方法对引下线的空间位形进行找形，其模拟结果与引下线的实际空间姿态会产生较大的差异，不能对后续分析提供趋于真实的模拟，影响分析结果。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术提供一种结果更趋于真实的变电站引下线空间姿态分析方法。技术方案如下：一种变电站引下线空间找形方法，其关键在于按以下步骤进行：步骤一、根据设计要求，确定引下线的长度，以及所述引下线两端的上下两个挂点在空间内分别对应的挂接位置；步骤二、在所述引下线的上下两个挂点处分别固定拉绳，在所述固定拉绳的自由端分别连接拉力计，该拉力计的测量端与对应的所述固定拉绳的自由端连接，提升所述拉力计，使所述引下线自然悬垂，将所述引下线的上下两个挂点分别提升至对应的所述挂接位置，并保持上下两个挂点按设计要求取向，所述拉力计的拉伸方向与挂点的取向一致；步骤三、稳定后，分别记录所述拉力计的读数，其中上挂点的拉力为T1，下挂点的拉力为T2；步骤四、分别测量所述固定拉绳与水平面之间的夹角，其中上挂点处的所述固定拉绳与水平面之间的夹角为α，下挂点处的所述固定拉绳与水平面之间的夹角为β；步骤五、建立X-Y平面直角坐标系，其中X方向为水平方向，Y方向为竖直方向，下挂点位于坐标原点，上挂点和下挂点均位于X-Y平面内；测量上挂点的坐标，得到上挂点的水平跨度为L，竖直高度为H；步骤六、建立所述引下线上的每个点的水平跨度x与竖直高度y的对应关系：式一：式二：T0＝T1*cosα＝T2*cosβ；式三：式四：P0＝Ar；以上式一、二、三、四中：C1、C2、C3、C4为待定系数；A为引下线横截面的截面积；r为引下线的线密度；E为引下线的弹性模量；I为引下线的截面惯性矩；e为自然常数；待定系数C1、C2、C3、C4按式五、式六、式七、式八求得：式五：y(0)＝0；式六：y'(0)＝a；式七：y(L)＝H；式八：y'(L)＝b；式六和式八中：a＝sinα；b＝sinβ；任意给定所述引下线的水平跨度的数值x0，0≤x0≤L，计算其对应的竖直高度y0，最终得到多组点坐标(x0，y0)，在X-Y平面直角坐标系内依次连接每个点坐标，从而模拟得到所述引下线在空间内的分布姿态。所述步骤四中，在所述固定拉绳处设置铅垂线，待稳定后测量其与所述固定拉绳之间的夹角，从而得到所述固定拉绳与水平面之间的夹角。所述步骤五中，在所述引下线的下方建立水平基准，在所述引下线的上下两个挂点处分别设置铅垂线，将上挂点竖直投影到所述水平基准上得到第一投影点，并测得第一投影点与上挂点之间的高度差为h1；将下挂点竖直投影到所述水平基准上得到第二投影点，并测得第二投影点与下挂点之间的高度差为h2；测量所述第一投影点与所述第二投影点之间的水平距离，从而得到上挂点的水平跨度L，上挂点的竖直高度H＝h1-h2。附图说明图1为采用三种方法拟合得到的引下线线形。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。一种变电站引下线空间找形方法，按以下步骤进行：步骤一、根据设计要求，确定引下线的长度，以及所述引下线两端的上下两个挂点在空间内分别对应的挂接位置；步骤二、在所述引下线的上下两个挂点处分别固定拉绳，在所述固定拉绳的自由端分别连接拉力计，该拉力计的测量端与对应的所述固定拉绳的自由端连接，提升所述拉力计，使所述引下线自然悬垂，将所述引下线的上下两个挂点分别提升至对应的所述挂接位置，并保持上下两个挂点按设计要求取向，所述拉力计的拉伸方向与挂点的取向一致；步骤三、稳定后，分别记录所述拉力计的读数，其中上挂点的拉力为T1，下挂点的拉力为T2；步骤四、分别测量所述固定拉绳与水平面之间的夹角，其中上挂点处的所述固定拉绳与水平面之间的夹角为α，下挂点处的所述固定拉绳与水平面之间的夹角为β；步骤五、建立X-Y平面直角坐标系，其中X方向为水平方向，Y方向为竖直方向，下挂点位于坐标原点，上挂点和下挂点均位于X-Y平面内；测量上挂点的坐标，得到上挂点的水平跨度为L，竖直高度为H；步骤六、建立所述引下线上的每个点的水平跨度x与竖直高度y的对应关系：式一：式二：T0＝T1*cosα＝T2*cosβ；式三：式四：P0＝Ar；以上式一、二、三、四中：C1、C2、C3、C4为待定系数；A为引下线横截面的截面积；r为引下线的线密度；E为引下线的弹性模量；I为引下线的截面惯性矩；e为自然常数；待定系数C1、C2、C3、C4按式五、式六、式七、式八求得：式五：y(0)＝0；式六：y'(0)＝a；式七：y(L)＝H；式八：y'(L)＝b；式六和式八中：a＝sinα；b＝sinβ；任意给定所述引下线的水平跨度的数值x0，0≤x0≤L，计算其对应的竖直高度y0，其中最终得到多组点坐标(x0，y0)，在X-Y平面直角坐标系内依次连接每个点坐标，从而模拟得到所述引下线在空间内的分布姿态，完成找形。具体的，所述步骤四中，所述固定拉绳与水平面之间的夹角可按以下方式测量：在所述固定拉绳处设置铅垂线，待稳定后测量其与所述固定拉绳之间的夹角，从而得到所述固定拉绳与水平面之间的夹角。如在上挂点处测得铅垂线与对应的所述固定拉绳之间的夹角为θ1，则α＝90°-θ1；在下挂点处测得铅垂线与对应的所述固定拉绳之间的夹角为θ2，则β＝90°-θ2；作为一种具体的事实方式，在所述步骤五中，可以在所述引下线下方的地面上建立水平基准，再在所述引下线的上下两个挂点处分别设置铅垂线，将上挂点竖直投影到所述水平基准上得到第一投影点，并测得第一投影点与上挂点之间的高度差为h1；将下挂点竖直投影到所述水平基准上得到第二投影点，并测得第二投影点与下挂点之间的高度差为h2；测量所述第一投影点与所述第二投影点之间的水平距离，从而得到上挂点的水平跨度L，上挂点的竖直高度H＝h1-h2。至于以上公式中的A、r、E、I如何的测量、计算、查询的，对于本领域技术人员来说是熟知的，在此不做赘述。引下线的长度及其两端的上下挂点位置决定了两端挂点切线与水平面的夹角。下面结合具体的试验对本专利技术作进一步说明：试验材料某品牌四分裂软母线(型号：JLHN58K-1600)，其抗弯刚度EI为：1156.23mm4，抗弯刚度EI＝弹性模量E*截面惯性矩I；截面积A＝1.684*10-3m2，线密度r＝4.475kg/m，线长为15m；设计要求为：上挂点与下挂点处于同一水平位置，其竖直高度为H＝0，水平跨度L＝14m；上挂点与下挂点均为水平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变电站引下线空间找形方法，其特征在于按以下步骤进行：步骤一、根据设计要求，确定引下线的长度，以及所述引下线两端的上下两个挂点在空间内分别对应的挂接位置；步骤二、在所述引下线的上下两个挂点处分别固定拉绳，在所述固定拉绳的自由端分别连接拉力计，该拉力计的测量端与对应的所述固定拉绳的自由端连接，提升所述拉力计，使所述引下线自然悬垂，将所述引下线的上下两个挂点分别提升至对应的所述挂接位置，并保持上下两个挂点按设计要求取向，所述拉力计的拉伸方向与挂点的取向一致；步骤三、稳定后，分别记录所述拉力计的读数，其中上挂点的拉力为T1，下挂点的拉力为T2；步骤四、分别测量所述固定拉绳与水平面之间的夹角，其中上挂点处的所述固定拉绳与水平面之间的夹角为α，下挂点处的所述固定拉绳与水平面之间的夹角为β；步骤五、建立X‑Y平面直角坐标系，其中X方向为水平方向，Y方向为竖直方向，下挂点位于坐标原点，上挂点和下挂点均位于X‑Y平面内；测量上挂点的坐标，得到上挂点的水平跨度为L，竖直高度为H；步骤六、建立所述引下线上的每个点的水平跨度x与竖直高度y的对应关系：式一：

【技术特征摘要】
1.一种变电站引下线空间找形方法，其特征在于按以下步骤进行：步骤一、根据设计要求，确定引下线的长度，以及所述引下线两端的上下两个挂点在空间内分别对应的挂接位置；步骤二、在所述引下线的上下两个挂点处分别固定拉绳，在所述固定拉绳的自由端分别连接拉力计，该拉力计的测量端与对应的所述固定拉绳的自由端连接，提升所述拉力计，使所述引下线自然悬垂，将所述引下线的上下两个挂点分别提升至对应的所述挂接位置，并保持上下两个挂点按设计要求取向，所述拉力计的拉伸方向与挂点的取向一致；步骤三、稳定后，分别记录所述拉力计的读数，其中上挂点的拉力为T1，下挂点的拉力为T2；步骤四、分别测量所述固定拉绳与水平面之间的夹角，其中上挂点处的所述固定拉绳与水平面之间的夹角为α，下挂点处的所述固定拉绳与水平面之间的夹角为β；步骤五、建立X-Y平面直角坐标系，其中X方向为水平方向，Y方向为竖直方向，下挂点位于坐标原点，上挂点和下挂点均位于X-Y平面内；测量上挂点的坐标，得到上挂点的水平跨度为L，竖直高度为H；步骤六、建立所述引下线上的每个点的水平跨度x与竖直高度y的对应关系：式一：式二：T0＝T1*cosα＝T2*cosβ；式三：式四：P0＝Ar；以上式一、二、三、四中：C1、C2、C3、C4为待定系数；A为引下线横截面的截面积；r为...

【专利技术属性】
技术研发人员：何成，路峰，赵普志，郑义，雷鸣，王欣欣，马勤勇，李伟，游溢，刘阳，徐凯，王宗江，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司电力科学研究院，重庆大学，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65