一种施工封网三维空间姿态的计算方法技术

一种施工封网三维空间姿态的计算方法，该方法包括以下步骤：S1、构建悬链线姿态适用方程；S2、构建承载索呈现悬链线姿态的方程；S3、构建绝缘网呈现悬链线姿态的方程；S4、将承载索和绝缘网作为整体，对处于受力平衡状态的承载索和绝缘网进行姿态分析得到整体封网姿态。本发明专利技术对架线施工需要跨越运行时的封网三维空间姿态进行计算，可以精准地复原施工现场情况，同时可以直观展现封网空间姿态以及对跨越物的安全距离，减少施工架线对交叉跨越线路、道路的影响，能够有效地节约施工成本、减短施工周期、增加施工的安全性。工周期、增加施工的安全性。工周期、增加施工的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种施工封网三维空间姿态的计算方法


[0001]本专利技术涉及电网架线施工
，尤其涉及一种施工封网三维空间姿态的计算方法。

技术介绍

[0002]随着电网建设规模不断扩大，新建输电线路在架线施工中需要跨越运行的输电线路、通信线路、重要公路、铁路等等。为了减少输电线路架线施工对交跨线路造成的停电、道路造成的封停损失以及确保新建线路架线施工的安全，采用搭设跨越架的方法进行架线施工，能够有效地节约施工成本、减少施工周期。
[0003]采用搭设跨越架时，涉及到的封网空间姿态目前多采用的是传统二维交叉跨越设计方案，根据工程情况绘制跨越点的俯视图、侧视图、45度透视图等，难以准确还原施工现场的全面情况，存在不精确、不直观、不详细的弊端。同时，当前存在的三维设计模式，能够在一定程度上提高交叉跨越设计的精确度，但所采用技术较为陈旧，界面不够友好、也不够形象直观，而且没有从施工上去考虑。综上，现有技术存在施工成本高、施工周期长、施工安全性差的缺陷，故研究施工封网三维空间姿态的计算方法是很有必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的施工成本高、施工周期长、施工安全性差的缺陷与问题，提供一种施工成本低、施工周期短、施工安全性高的施工封网三维空间姿态的计算方法。
[0005]为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种施工封网三维空间姿态的计算方法，该方法包括以下步骤：S1、构建悬链线姿态适用方程；S2、构建承载索呈现悬链线姿态的方程；S3、构建绝缘网呈现悬链线姿态的方程；S4、将承载索和绝缘网作为整体，对处于受力平衡状态的承载索和绝缘网进行姿态分析得到整体封网姿态。
[0006]步骤S1中，悬链线姿态适用方程为：式中，为水平张力，为悬链单位长度所受重力。
[0007]步骤S2具体包括以下步骤：S21、判断当前承载索的悬挂位置是否处于安全位置；当承载索两端存在高差时，由受力平衡，可得最低端点和最高端点的平衡方程：
式中，为承载索最低端点垂直向上的支持力，为承载索最高端点垂直向上的支持力，为承载索所受水平张力，为承载索的水平距离，为承载索单位长度所受重力，为承载索两端悬挂点高差，为承载索两端悬挂点高差角；对于承载索上某一点受到的拉力有：则对于承载索上任一点的弧垂为：先设定跨越物体处在任一点的横坐标为，再计算处于同一横坐标位置承载索的弧垂值，并根据承载索端点的高度，计算同一横坐标位置承载索的高度，然后根据同一横坐标位置承载索的高度和跨越物体的安全高度来判断当前承载索的悬挂位置是否处于安全位置；S22、若当前承载索的悬挂位置处于安全位置，则计算承载索所受水平张力：式中，为承载索最低端点的弧垂，为承载索最低端点的横坐标；根据承载索所受水平张力与悬链线姿态适用方程得到承载索呈现悬链线姿态的方程：。
[0008]步骤S3中，绝缘网由平行于承载索的绝缘网线和垂直于承载索的绝缘网线组成；（1）平行于承载索的绝缘网线的弧垂与承载索的弧垂相等，且同处于一条水平线上，根据绝缘网网口尺寸得到绝缘网线最低端点横坐标：式中，为第条绝缘网线；计算每根绝缘网线的最大弧垂与每根绝缘网线所受水平张力，进而得到绝缘网呈现悬链线姿态的方程：式中，为绝缘网单位长度所受重力；（2）垂直于承载索的绝缘网线，其弧垂的最低端点在平行于承载索且处于两个承载索中间位置的绝缘网线上，同时弧垂的最低端点处于绝缘网线的中心位置，先计算弧垂的最低端点横坐标，再将弧垂的最低端点横坐标代入绝缘网线的悬链线姿态方程求出，然后计算绝缘网线的弧垂与所受水平张力，进而得到垂直于承载索的绝缘网线的悬链线姿态方程。
[0009]步骤S4中，对处于受力平衡状态的承载索进行姿态分析：（1）与绝缘网连接的承载索的姿态方程为：式中，为承载索和绝缘网单位长度所受重力的平均值；式中，为承载索单位长度所受重力，为绝缘网单位长度所受重力；（2）与绝缘网未连接的承载索的姿态方程为：未连接的承载索的姿态方程为：式中，为绝缘网的重力，为承载索最低端点方向上的拉力，为承载索最低端点方向的受力和水平方向夹角；对处于受力平衡状态的绝缘网进行姿态分析：根据承载索的姿态方程发生变化后的端点位置求绝缘网线的姿态；整体封网姿态为受力平衡后的承载索姿态和绝缘网姿态，所述承载索姿态包括与绝缘网连接的承载索的姿态和与绝缘网未连接的承载索的姿态。
[0010]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术一种施工封网三维空间姿态的计算方法中，先构建悬链线姿态适用方程，再分析承载索和绝缘网的姿态，然后分析整体平衡后的姿态，达到展现整体封网姿态的效果；对架线施工需要跨越运行时的封网三维空间姿态进行计算，可以精准地复原施工现场情况，同时可以直观展现封网空间姿态以及对跨越物的安全距离，减少施工架线对交叉跨越线路、道路的影响，能够有效地节约施工成本、减短施工周期、增加施工的安全性。因此，本专利技术降低了施工成本、缩短了施工周期、提高了施工安全性。
附图说明
[0011]图1是本专利技术一种施工封网三维空间姿态的计算方法的流程图。
[0012]图2是本专利技术的实施例中的悬链线受力示意图。
具体实施方式
[0013]以下结合附图说明和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0014]参见图1，一种施工封网三维空间姿态的计算方法，该方法包括以下步骤：S1、构建悬链线姿态适用方程；S2、构建承载索呈现悬链线姿态的方程；S3、构建绝缘网呈现悬链线姿态的方程；S4、将承载索和绝缘网作为整体，对处于受力平衡状态的承载索和绝缘网进行姿态分析得到整体封网姿态。
[0015]步骤S1中，悬链线姿态适用方程为：
式中，为水平张力，为悬链单位长度所受重力。
[0016]步骤S2具体包括以下步骤：S21、判断当前承载索的悬挂位置是否处于安全位置；当承载索两端存在高差时，由受力平衡，可得最低端点和最高端点的平衡方程：当承载索两端存在高差时，由受力平衡，可得最低端点和最高端点的平衡方程：式中，为承载索最低端点垂直向上的支持力，为承载索最高端点垂直向上的支持力，为承载索所受水平张力，为承载索的水平距离，为承载索单位长度所受重力，为承载索两端悬挂点高差，为承载索两端悬挂点高差角；对于承载索上某一点受到的拉力有：则对于承载索上任一点的弧垂为：先设定跨越物体处在任一点的横坐标为，再计算处于同一横坐标位置承载索的弧垂值，并根据承载索端点的高度，计算同一横坐标位置承载索的高度，然后根据同一横坐标位置承载索的高度和跨越物体的安全高度来判断当前承载索的悬挂位置是否处于安全位置；S22、若当前承载索的悬挂位置处于安全位置，则计算承载索所受水平张力：式中，为承载索最低端点的弧垂，为承载索最低端点的横坐标；根据承载索所受水平张力与悬链线姿态适用方程得到承载索呈现悬链线姿态的方程：。
[0017]步骤S3中，绝缘网由平行于承载索的绝缘网线和垂直于承载索的绝缘网线组成；（1）平行于承载索的绝缘网线的弧垂与承载索的弧垂相等，且同处于一条水平线上，根据绝缘网网口尺寸得到绝缘网线最低端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种施工封网三维空间姿态的计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、构建悬链线姿态适用方程；S2、构建承载索呈现悬链线姿态的方程；S3、构建绝缘网呈现悬链线姿态的方程；S4、将承载索和绝缘网作为整体，对处于受力平衡状态的承载索和绝缘网进行姿态分析得到整体封网姿态。2.根据权利要求1所述的一种施工封网三维空间姿态的计算方法，其特征在于：步骤S1中，悬链线姿态适用方程为：式中，为水平张力，为悬链单位长度所受重力。3.根据权利要求2所述的一种施工封网三维空间姿态的计算方法，其特征在于：步骤S2具体包括以下步骤：S21、判断当前承载索的悬挂位置是否处于安全位置；当承载索两端存在高差时，由受力平衡，可得最低端点和最高端点的平衡方程：当承载索两端存在高差时，由受力平衡，可得最低端点和最高端点的平衡方程：式中，为承载索最低端点垂直向上的支持力，为承载索最高端点垂直向上的支持力，为承载索所受水平张力，为承载索的水平距离，为承载索单位长度所受重力，为承载索两端悬挂点高差，为承载索两端悬挂点高差角；对于承载索上某一点受到的拉力有：则对于承载索上任一点的弧垂为：先设定跨越物体处在任一点的横坐标为，再计算处于同一横坐标位置承载索的弧垂值，并根据承载索端点的高度，计算同一横坐标位置承载索的高度，然后根据同一横坐标位置承载索的高度和跨越物体的安全高度来判断当前承载索的悬挂位置是否处于安全位置；S22、若当前承载索的悬挂位置处于安全位置，则计算承载索所受水平张力：式中，为承载索最低端点的弧垂，为承载索最低端点的横坐标；根据承载索所受水平张力与悬链线姿态适用方程得到承载索呈现悬链线姿态的方程：...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭婷，熊炜，郑旭，关钦月，林洁瑜，张梁，张科奇，张轩昂，蔡杰，杨明，廖爽，陈曦，杭翠翠，
申请(专利权)人：湖北省电力勘测设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：