【技术实现步骤摘要】
牵引走板与双放线滑车间的接触作用力计算方法及系统
[0001]本专利技术涉及输电线路工程
，具体涉及一种牵引走板与双放线滑车间的接触作用力计算方法及系统。
技术介绍
[0002]目前在输电线路工程中，普遍采用多分裂导线设计。牵引走板是在输电线路工程架线施工展放多分裂导线过程中，用于牵引钢丝绳和各子导线之间的连接工具。线路施工中使用的走板型式为一牵2、一牵4、一牵6等。走板尾部有一个平衡锤，由多节较短的圆柱形钢节段通过销轴前后相连形成链节式，其作用是在导线展放中保持牵引走板的平衡，防止走板在空中翻转导致线绳绞绕。
[0003]在架空输电线路施工中，当展放牵引走板通过滑车时，存在牵引走板通过性差的问题，主要包括拖带滑车摆动角大，造成挂滑车拉具受力加大；牵引走板与滑车脱离瞬间滑车的摆动速度很大，带来安全隐患；当牵引速度较大时，牵引走板对放线滑车的冲击力大，易造成放线滑车的破损。
[0004]目前，张力放线过程中，牵引走板与滑车的接触作用过程尚未开展研究，对牵引走板端部对滑车的冲击力、滑车前后摆动对牵引走板的影...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种牵引走板与双放线滑车间的接触作用力计算方法，其特征在于，包括：S1通过给定坐标系中各质点的位置，确定牵引绳、导线和牵引走板与双放线滑车的接触情况；S2根据所述牵引走板与双放线滑车的接触情况，计算并输出放线滑车与牵引走板间的接触作用力；S3若放线过程未结束，则基于牵引绳和导线与双放线滑车的接触情况计算各质点的合力，根据各质点的合力重新确定各质点的位置，并执行S1，否则，结束操作；其中，所述质点包括：牵引绳的两端点A和B、导线两端点C和D、双放线滑车的中心点O1和O2，点B和点C分别与牵引走板的两端相连。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述坐标系的构建包括：以任一放线滑车的悬挂点为原点建二维坐标系。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1包括：S101根据牵引绳两端或导线两端到各放线滑车切线的切点坐标确定牵引绳或导线与放线滑车的接触情况；S102根据牵引走板下部边界和双放线滑车的位置，确定牵引走板与各放线滑车的接触情况。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S101，包括：根据质点O1、O2的位置作双放线滑车的上切线，切点记为U1、U2；将质点A和质点C记作G，将质点B和质点D记作H，从G和H点分别作到各放线滑车的上切线，则G与放线滑车O1、O2的切点记作G1和G2；H与放线滑车O1、O2的切点记作H1、H2；G、H、G1、G2、H1、H2、U1和U2的水平坐标分别用x
G
、x
H
、x
G1
、x
G2
、x
H1
、x
H2
、x
U1
和x
U2
表示；当x
G
<x
U1
且x
U2
≤x
H
时，根据x
G1
、x
U1
、x
U2
和x
H2
确定牵引绳或导线与放线滑车的接触情况；当x
G
<x
U1
、x
H
≤x
U2
且x
G1
<x
H1
时，牵引绳或导线与放线滑车O1接触；当x
U1
≤x
G
、x
U2
<x
H
且x
G2
<x
H2
时，牵引绳或导线与放线滑车O2接触；相应的，所述当x
G
<x
U1
且x
U2
≤x
H
时，根据x
G1
、x
U1
、x
U2
和x
H2
、确定牵引绳或导线与放线滑车的接触情况，包括：当x
G1
≤x
U1
、x
U2
≤x
H2
时，牵引绳或导线与放线滑车O1、O2同时接触；当x
A1
<x
U1
且x
B2
≤x
U2
时，牵引绳或导线与放线滑车O1接触；当x
U1
<x
G1
且x
U2
≤x
H2
时，牵引绳或导线与放线滑车O2接触；否则，牵引绳或导线与放线滑车O1、O2不接触。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定牵引绳或导线与放线滑车的接触情况之后，还包括：当x
G
<x
U1
、x
H
≤x
U2
且x
G1
<x
H1
时，按下式确定牵引绳或导线形变后的长度：式中：s
GH
为牵引绳或导线形变后的长度；l
O1G
为放线滑车O1到牵引绳或导线的G端的距离；l
O1H
为放线滑车O1到牵引绳或导线的H端的距离；β3为牵引绳或导线对放线滑车O1的包络角：R为各放线滑车的半径；当x
U1
≤x
G
、x
U2
<x
H
且x
G2
<x
H2
时，按下式确定牵引绳或导线形变后的长度：
式中：l
GO2
为牵引绳或导线的G端到放线滑车O2的距离；l
O2H
为放线滑车O2到牵引绳或导线的H端的距离；β4为牵引绳或导线对放线滑车O2的包络角：当x
G1
≤x
U1
、x
U2
≤x
H2
时，按下式确定牵引绳或导线形变后的长度：式中：s
OO
为O1到O2的距离；β1为牵引绳或导线对放线滑车O1的包络角；β2为牵引绳或导线对放线滑车O2的包络角；其中，所述牵引绳或导线对放线滑车O1的包络角β1，按下式计算：式中：l
G1U1
为G1到U1的距离；所述牵引绳或导线对滑车O2的包络角β2，按下式计算：式中：l
U2H2
为U2到H2的距离；当x
A1
<x
U1
且x
B2
≤x
U2
时，则其中牵引绳或导线对放线滑车O1的包络角β3，按下式计算：式中：l
G1H1
为G1到H1的距离；当x
U1
<x
G1
且x
U2
≤x
H2
时，则其中牵引绳或导线对放线滑车O2的包络角β4，按下式计算：式中：l
G2H2
为G2到H2的距离。6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S102包括：将牵引走板下部边界的两端分别记为P、Q，将O1和O2记作O；当l
OP
≥R且时，则牵引走板与放线滑车无接触，式中l
OP
为P到O的距离；l
OQ
为Q到O的距离，l
BC
为牵引走板的长度；当l
OP
≤R且时，则牵引走板与放线滑车O在P点发生点接触；当且时，则牵引走板与放线滑车O线接触，接触点记为M；
当且l
OQ
≤R时，则牵引走板与放线滑车O在Q点发生点接触；当且l
OQ
≥R时，则牵引走板与放线滑车O无接触。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2包括：根据牵引走板与双放线滑车的接触情况，分别确定质点O1和O2对质点C的作用力矢量，以及质点O1和O2对质点B的作用力矢量；根据质点O1对质点C的作用力矢量和质点O1对质点B的作用力矢量，确定牵引走板与放线滑车O1的接触力；根据质点O2对质点C的作用力矢量和质点O2对质点B的作用力矢量，确定牵引走板与放线滑车O2的接触力；根据放线过程中放线滑车悬臂的长度和放线滑车之间的间隔，确定放线滑车的悬挂载荷和放线滑车间的作用力；其中，所述放线滑车与牵引走板间的接触作用力包括：牵引走板与放线滑车O1的接触力和牵引走板与放线滑车O2的接触力，以及放线滑车的悬挂载荷和放线滑车间的作用力。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述牵引走板与放线滑车O1的接触力，按下式计算：f
BCO1
＝
‑
f
O1B
‑
f
O1C
式中：f
BCO1
为牵引走板与放线滑车O1的接触力；f
O1B
为质点O1对质点B的作用力矢量；f
O1C
为质点O1对质点C的作用力矢量；其中，所述质点O1对质点C的作用力矢量f
O1C
的确定，包括：当Q与滑车O1发生点接触时，f
O1C
＝k(R
‑
l
O1Q
)e
O1Q
，其中k为接触刚度系数；e
O1Q
为从O1到Q的单位矢量；l
O1Q
为O1到Q的距离；当PQ与滑车O1发生线接触时，其中e
O1M
与PQ垂直的单位向量；l
O1P
为O1到P的距离；l
O1M
为O1到直线PQ的距离，其中l
BC
为牵引走板的长度；其他情况下，f
O1C
＝0；其中，所述质点O1对质点B的作用力矢量f
O1B
的确定，包括：当牵引走板P与滑车O1发生点接触时，f
O1B
＝k(R
‑
l
O1P
)e
O1P
，e
O1P
为从O1到P的单位矢量；当PQ与滑车O1发生线接触时，则其他情况下，f
O1B
＝0。9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述放线滑车的悬挂载荷包括悬挂点S1对质点O1的作用力矢量和悬挂点S2对质点O2的作用力矢量；其中，所述悬挂点S1对质点O1的作用力矢量，按下式计算：
式中：f
S1O1
为悬挂点S1对质点O1的作用力矢量；EA
S
为放线滑车悬臂的弹性模量与截面积乘积；s
O1S1
为放线过程中当前时间步内质点O1到悬挂点S1的长度；l
O1S1
为质点O1到悬挂点S1的长度初始长度；e
O1S1
为从O1到S1的单位矢量；所述悬挂点S2对质点O2的作用力矢量，按下式计算：式中：f
S2O2
为悬挂点S2对质点O2的作用力矢量；s
O2S2
为放线过程中当前时间步内质点O2到悬挂点S2的长度；l
O2S2
为质点O2到悬挂点S2的长度初始长度；e
O2S2
为从O2到S2的单位矢量；所述放线滑车间的作用力，按下式计算：式中：f
O2O1
为放线滑车间的作用力，s
O1O2
为放线过程中当前时间步内质点O1、O2间的距离；EA
O
为放线滑车的弹性模量与截面积乘积；l
OO
为质点O1、O2间的初始距离；e
O1O2
为从O1到O2的单位矢量。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于牵引绳和导线与双放线滑车的接触情况计算各质点的合力，包括：S301基于牵引绳与双放线滑车的接触情况利用第一计算式计算质点B所受合力；S302基于导线与双放线滑车的接触情况利用第二计算式计算质点C所受合力；S303基于张力矢量以及导线与双放线滑车的接触情况利用第三计算式计算质点D所受合力；S304基于牵引...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦剑，万建成，刘晨，郝玉靖，贾宁，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：
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