本发明专利技术公开了一种新型增容导线在考虑拐点温度特性之后的弧垂计算方法，包括以下步骤：计算新型增容导线的临界档距；基于所述临界档距，并结合新型增容导线伸长量等量变化原理，求解拐点温度；判断气象温度与拐点温度的大小，当气象温度在拐点温度以下时，用控制气象条件作为已知条件，用状态方程求解任意状态下的应力；当气象温度在拐点温度以上时，用拐点温度和对应的应力作为已知条件，用状态方程求解任意气象条件下的应力；基于所述应力，用平抛物线形式弧垂公式得到弧垂。此方法解决了传统的弧垂计算方法应对新型增容导线时产生的误差与安全隐患问题。的误差与安全隐患问题。的误差与安全隐患问题。
【技术实现步骤摘要】
一种新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法
[0001]本专利技术涉及新型增容导线
，尤其是对于导线的理论弧垂计算领域。
技术介绍
[0002]现如今，随着企业生产的不断进步，人民生活质量的不断提升，居民和工业对于电力的需求正在逐步提高。电力系统包括发电、输电、变电、配电和用电等多个环节，其中输电作为中间环节是安全运行的关键。输电线路是整个传输电力过程中的灵魂。在输电线路的设计和运行过程中，需要着重考虑的就是弧垂对于线路的影响。我国目前大多采用的导线是传统钢芯铝绞线(ACSR)，传统的钢芯铝绞线正常的工作温度只有70℃～80℃，传统的计算弧垂的方法仍然适用，但是若采用碳纤维复合芯导线(ACCC)等新型增容导线，由于可以在更高的温度下运行，导线存在温度拐点，导线的应力逐渐转移到钢芯，此时继续使用传统的弧垂计算方法就产生了误差，会出现安全隐患，本领域急需一套完整的考虑导线拐点温度特性的弧垂计算方法。
技术实现思路
[0003]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0004]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0005]因此，本专利技术提供了一种新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法，能够解决传统的弧垂计算方法应对新型增容导线时产生的误差与安全隐患问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，一种新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法，包括：
[0007]计算新型增容导线的临界档距；
[0008]基于所述临界档距，并结合新型增容导线伸长量等量变化原理，求解拐点温度；
[0009]判断气象温度与拐点温度的大小，当气象温度在拐点温度以下时，用控制气象条件作为已知条件，用状态方程求解任意状态下的应力；当气象温度在拐点温度以上时，用拐点温度和对应的应力作为已知条件，用状态方程求解任意气象条件下的应力；
[0010]基于所述应力，用平抛物线形式弧垂公式得到弧垂。
[0011]作为本专利技术所述的新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法的一种优选方案，其中：所述确定导线的临界档距可表示为，
[0012][0013]其中，σ
m
、σ
n
是可能控制条件所对应的控制应力，Mpa；g
m
、g
n
是可能控制条件的比载，N/(m
·
mm2)；t
m
、t
n
是可能控制条件的气温，℃；α、E导线温度线膨胀系数和导线的弹性系数，1/℃，Mpa；l
c
表示临界档距。
[0014]作为本专利技术所述的新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法的一种优选方案，其中：伸长量等量变化包括，
[0015]Δs＝Δs
a
＝Δs
c
[0016]其中，Δs为导线整体伸长量，Δs
a
为铝线伸长量，Δs
c
为芯线伸长量，新型增容导线的整体、铝线和芯线的单位变化伸长量一致。
[0017]作为本专利技术所述的新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法的一种优选方案，其中：所述伸长量等量变化还包括，
[0018]由所述伸长量等量变化可以求得最大应力和拐点温度这两个状态的线长减去线长变化量应该相等，即：
[0019]s
m
‑
Δs
m
＝s
c
‑
Δs
c
[0020]其中，s
m
、s
c
分别是最大应力和拐点温度时的导线线长；Δs
m
、Δs
c
是最大应力和拐点温度的线长伸长量。
[0021]作为本专利技术所述的新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法的一种优选方案，其中：所述单位伸长量包括，
[0022]单位变化伸长量由弹性伸长量和热膨胀伸长量组成，表示为:
[0023][0024]其中，t0表示导线的初始温度，是弹性伸长量，α(t
‑
t0)是膨胀伸长量。
[0025]作为本专利技术所述的新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法的一种优选方案，其中：所述求解拐点温度包括，
[0026]先求得铝线和芯线的应力，表达式如下：
[0027][0028][0029]其中，σ
a
、σ
c
分别是铝线和芯线的应力；α
a
、α
c
是铝线和芯线的线膨胀系数；E
a
、E
c
是铝线和芯线的弹性模量；
[0030]作为本专利技术所述的新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法的一种优选方案，其中：所述求解拐点温度还包括，
[0031]计算导线达到拐点温度的时候，σ
a
为零，这时可以求出拐点温度t
i
，表示如下：
[0032][0033]其中，t
i
是拐点温度，T
i
是拐点温度时候的应力和导线最大应力，E是弹性模量，A是导线截面积，α是线膨胀系数，α
a
是铝线的线膨胀系数，t0表示导线的初始温度。
[0034]作为本专利技术所述的新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法的一种优选方案，其中：所述求解拐点温度还包括，
[0035][0036]其中，L代表档距，T
i
、T
m
是拐点温度时候的应力和导线最大应力，q
i
是单位荷载，α是线膨胀系数，E是弹性模量，A是导线截面积，t
i
、t
m
是拐点温度和导线达到最大应力时的温度。
[0037]作为本专利技术所述的新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法的一种优选方案，其中：所述状态方程表达式如下，
[0038][0039]其中，σ
01
是第一种气象条件下的应力，σ
02
是待求应力，E和α是导线的弹性模量和线膨胀系数，l是档距，γ1是第一种气象条件下导线的比载，γ2是第二种气象条件下导线的比载，t1是第一种气象条件下的温度，t2是第二种气象条件下的温度。
[0040]作为本专利技术所述的新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法的一种优选方案，其中：所述平抛物线形式弧垂公式可表示为，
[0041][0042]其中，γ是相应气象条件下导线的比载，l是档距，σ是所求应力。
[0043]本专利技术的有益效果：本专利技术提供一种新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法，设计了一套完整的考虑导线拐点温度特性的弧垂计算方法，可以计算存在温度拐点的碳纤维复合芯导线(ACCC)等新型增容导线的弧垂，避免用传统的计算弧垂的方法引本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法，其特征在于：包括，计算新型增容导线的临界档距；基于所述临界档距，并结合新型增容导线伸长量等量变化原理，求解拐点温度；判断气象温度与拐点温度的大小，当气象温度在拐点温度以下时，用控制气象条件作为已知条件，用状态方程求解任意状态下的应力；当气象温度在拐点温度以上时，用拐点温度和对应的应力作为已知条件，用状态方程求解任意气象条件下的应力；基于所述应力，用平抛物线形式弧垂公式得到弧垂。2.根据权利要求1所述的一种新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法，其特征在于：所述导线的临界档距可表示为，其中，σ
m
、σ
n
是可能控制条件所对应的控制应力，Mpa；q
m
、g
n
是可能控制条件的比载，N/(m
·
mm2)；t
m
、t
n
是可能控制条件的气温，℃；α、E导线温度线膨胀系数和导线的弹性系数，1/℃，Mpa；lc表示临界档距。3.根据权利要求2所述的一种新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法，其特征在于：所述伸长量等量变化包括，
△
s＝
△
s
a
＝
△
s
c
其中，
△
s为导线整体伸长量，
△
s
a
为铝线伸长量，
△
s
c
为芯线伸长量，新型增容导线的整体、铝线和芯线的单位变化伸长量一致。4.根据权利要求3所述的一种新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法，其特征在于：所述伸长量等量变化还包括，s
m
‑△
s
m
＝s
c
‑△
s
c
其中，s
m
、s
c
分别是最大应力和拐点温度时的导线线长；
△
s
m
、
△
s
c
是最大应力和拐点温度的线长伸长量。5.根据权利要求1或2所述的一种新型增容导线考虑拐点温度的弧垂计算方法，其特征在于：所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨峰，傅中原，王昊，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。