输电线路覆冰受力的初始找形分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种输电线路覆冰受力的初始找形分析方法及系统，该方法包括：将导线在整个档距内水平方向上平均划分为多个导线单元段；通过悬链线方程，确定每个导线单元节点的初始位移矢量；根据弹性模量，计算得到每个导线单元段的初始原长和弹性刚度。本发明专利技术能快速确定每个导线单元段的初始原长和弹性刚度，为采用有限元法结合动力学方程进行输电线路覆冰受力分析时，为迭代计算提供初始计算数据，提高输电线路覆冰受力分析的针对性和计算精度。

Analysis method and system of initial shape finding for ice force on transmission line

The invention discloses an initial shape finding analysis method and system for ice covering force of transmission line, the method includes: evenly dividing the conductor into multiple conductor unit sections in the horizontal direction within the whole span; determining the initial displacement vector of each conductor unit node through the catenary equation; calculating the initial original length and elastic stiffness of each conductor unit section according to the elastic modulus \u3002 The invention can quickly determine the initial original length and elastic stiffness of each conductor unit section, provide initial calculation data for iterative calculation when using finite element method and dynamic equation to analyze the icing force of transmission line, and improve the pertinence and calculation accuracy of the icing force analysis of transmission line.

【技术实现步骤摘要】
输电线路覆冰受力的初始找形分析方法及系统
本专利技术涉及输电线路防护
，尤其涉及一种输电线路覆冰受力的初始找形分析方法及系统。
技术介绍
冬季输电线路覆冰已成为影响电网安全稳定运行的重要影响因素，研究输电线路覆冰问题需分析输电线路在覆冰状态下的受力情况。目前输电线路覆冰受力分析通常采用有限元法，结合动力学方程进行迭代计算，但是在迭代计算之前，输电线路覆冰的初始找形分析是基础。
技术实现思路
本专利技术提供了一种输电线路覆冰受力的初始找形分析方法及系统，用以解决在采用有限元法结合动力学方程进行输电线路覆冰受力分析之前需找形分析的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种输电线路覆冰受力的初始找形分析方法，包括以下步骤：将导线在整个档距内水平方向上平均划分为多个导线单元段；通过悬链线方程，确定每个导线单元节点的初始位移矢量；根据弹性模量，计算得到每个导线单元段的初始原长和弹性刚度。优选地，初始原长为导线单元段不发生伸长时的初始原长loi，计算公式如下：其中，{u}i+1为第i+1个导线单元节点的位移矢量；{u}i为第i个导线单元节点的位移矢量；i和i+1分别为第i个单元段两端的导线单元节点；Ti为第i个导线单元段上的张力；E为弹性模量；A为导线截面积。优选地，弹性刚度的计算公式如下：其中，ki为第i个导线单元段的弹性刚度。优选地，确定每个导线单元节点的初始位移矢量时，不考虑初始状态下的风偏。本专利技术还提供一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一方法的步骤。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的输电线路覆冰受力的初始找形分析方法及系统，能快速确定每个导线单元段的初始原长和弹性刚度，为采用有限元法结合动力学方程进行输电线路覆冰受力分析时，为迭代计算提供初始计算数据，提高输电线路覆冰受力分析的针对性和计算精度。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的输电线路覆冰受力的初始找形分析方法的流程示意图；图2是本专利技术优选实施1的悬链线示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图1，本专利技术的输电线路覆冰受力的初始找形分析方法，包括以下步骤：S1、将导线在整个档距内水平方向上平均划分为多个导线单元段；S2、通过悬链线方程，确定每个导线单元节点的初始位移矢量；S3、根据弹性模量，计算得到每个导线单元段的初始原长和弹性刚度。通过上述步骤，能快速确定每个导线单元段的初始原长和弹性刚度，为采用有限元法结合动力学方程进行输电线路覆冰受力分析时，为迭代计算提供初始计算数据，提高输电线路覆冰受力分析的针对性和计算精度。实际实施时，以上的方法还能进行以下的扩充或应用，以下实施例中的技术特征都能相互组合，实施例仅作为示例，不作为对技术特征的正常组合限制。实施例1：本实施例的输电线路覆冰受力的初始找形分析方法，包括以下步骤：(1)设导线在整个档距内水平方向上平均划分为N个导线单元段，第i个单元段两端的导线单元节点分别记为i和i+1，其位移矢量分别记为：{ui}＝{xi,yi,zi},{ui+1}＝{xi+1,yi+1,zi+1}(1)其中，(xi,yi,zi)为i导线单元节点的空间坐标位置。(2)不考虑初始状态下的风偏，有：zi＝zi+1＝0(2)(3)根据导线单元节点在档距内水平方向上均布，有：(4)根据xi和xi+1可通过悬链线方程求得yi和yi+1，故可确定导线单元节点的初始位移矢量。设节点i处的导线张力为Ti，根据悬链线导线张力沿导线方向的假设，有：(5)将Ti视为第i个导线单元段上的张力，设单元段不发生伸长时的初始原长为l0i，设导线截面积为A，根据弹性模量定义：其中，△l是长度变化量。(6)可得单元段不发生伸长时的初始原长为：(7)故有第i个导线单元段的弹性刚度为：综上所述，可确定任一导线单元段的初始原长和弹性刚度。在导线运动过过程中，对于每一个导线单元段和子间隔棒，认为其初始原长和弹性刚度保持不变。实施例2：本实施例为实施例1的应用例。设某一档距内的导线，参数为：E＝68830(N/mm2)，A＝425.24(mm2)，γ/σ0＝6×10-4(1/m)，L＝1000(m)，H＝0(m)，T0＝30011(N)。根据本专利技术提供的输电线路覆冰受力的初始找形分析方法，可得导线的初始找形图像如图2所示。实施例3：本实施例提供一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一实施例的步骤。综上可知，本专利技术的输电线路覆冰受力的初始找形分析方法及系统，可为迭代计算提供初始计算基础，提高输电线路覆冰受力分析的针对性和计算精度。以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输电线路覆冰受力的初始找形分析方法，其特征在于，包括以下步骤：将导线在整个档距内水平方向上平均划分为多个导线单元段；通过悬链线方程，确定每个导线单元节点的初始位移矢量；根据弹性模量，计算得到每个导线单元段的初始原长和弹性刚度。

【技术特征摘要】
1.一种输电线路覆冰受力的初始找形分析方法，其特征在于，包括以下步骤：将导线在整个档距内水平方向上平均划分为多个导线单元段；通过悬链线方程，确定每个导线单元节点的初始位移矢量；根据弹性模量，计算得到每个导线单元段的初始原长和弹性刚度。2.根据权利要求1所述的输电线路覆冰受力的初始找形分析方法，其特征在于，所述初始原长为导线单元段不发生伸长时的初始原长loi，计算公式如下：其中，{u}i+1为第i+1个导线单元节点的位移矢量；{u}i为第i个导线单元节点的位移矢量；i和i+1分别为第i个单元段两端的导线单元节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆佳政，简洲，郭俊，杨莉，怀晓伟，邸悦伦，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43