一种风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法技术

本发明专利技术公开了一种风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法包括：采集导线参数、天气条件、各挡数据；对殷钢芯耐热导线的步长进行迭代建模；判断跌代后的结果是否满足设定条件；将拐点温度代入算法输出为对应的导线在风载荷作用下垂直平面内的最大弧垂；本发明专利技术提供的风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法在斜抛物线状态方程的基础上，考虑了风荷载的影响，解决了有风时铝包殷钢芯耐热铝合金导线在拐点温度以上的弧垂计算问题。与现有技术相比，本发明专利技术提出的拐点温度计算方法与弧垂计算方法考虑了风荷载的作用，对于风能资源丰富的区域能更好的计算铝包殷钢芯耐热铝合金导线的拐点温度及其弧垂的效果。热铝合金导线的拐点温度及其弧垂的效果。热铝合金导线的拐点温度及其弧垂的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法


[0001]本专利技术涉及殷钢芯导线的拐点温度
，具体为一种风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法。

技术介绍

[0002]随着环保、水保要求的提高，现有线路的输电能力已难以满足日益增长的负荷需要。采用耐热倍容导线替换原钢芯铝绞线成为老旧线路提升输送能力的主要手段之一。传统的钢芯铝绞线正常的工作温度只有70℃～80℃且钢芯与铝合金线的热膨胀系数差别较小，因此在钢芯铝绞线工作时钢芯与铝合金线同时受力。而铝包殷钢芯耐热铝合金导线可运行在210～240℃，其允许载流量可以达到普通钢芯铝绞线的2倍。当高于拐点温度时,导线的热膨胀和弹性伸长率取决于殷钢芯的热膨胀和弹性伸长率；在拐点温度以下,导线的弧垂和张力的计算方法同普通钢芯铝绞线一样。在现有的铝包殷钢芯耐热铝合金导线弧垂特性研究中对该导线在风荷载作用下的拐点温度和弧垂的理论分析过程的研究较少，为此本专利搭建了一种适用于在风荷载作用下铝包殷钢芯导线的应力弧垂计算模型。

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]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
[0005]因此，本专利技术解决的技术问题是：悬垂绝缘子串在，风，覆冰和温度气象条件作用下，会发生一定角度的偏转，导线是和悬垂绝缘子串相连的，悬垂绝缘子串发生偏转以后就会带动导线，从而使各档导线的档距和高差角发生变化，每一种工况下偏移量都是不一样的。而我们研究的是耐张线路，整个耐张段档距的总变化量为0；满足日益增长的负荷需要。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法，其特征在于，包括：
[0007]采集导线参数、天气条件、各挡数据；
[0008]对殷钢芯耐热导线的步长进行迭代建模；
[0009]判断跌代后的结果是否满足设定条件；
[0010]将拐点温度代入算法输出为对应的导线在风载荷作用下垂直平面内的最大弧垂。
[0011]作为本专利技术所述的风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法，其特征在于：根据所述采集的导线参数、天气条件、各挡数据预测使各档导线偏移。
[0012]作为本专利技术所述的风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法，其特征在于：在殷钢芯耐热导线风力影响的基础上，结合拐点温度和弧垂关系的基本思想，列出步弧垂评估的方法。
[0013]作为本专利技术所述的风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法，其特征
在于：所述数值迭代法包括：
[0014]迭代的步长因子，迭代因子固定取值，使张力逼近所需目标或结果；
[0015]迭代的初始点，就是导线的初始应力。
[0016]作为本专利技术所述的风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法，其特征在于：所述判断跌代后的结果是否满足设定条件：判断整个耐张段档距的总变化量是否为零。
[0017]作为本专利技术所述的风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法，其特征在于：所述数值的迭代算法还包括：
[0018]若各档伸长量小于偏移量的，可以继续迭代计算；
[0019]若各档伸长量大于偏移量的，就重新选取一个初始应力，直到满足要求为止；
[0020]步长初始是选取1的，迭代方向可正可负，最终的计算结果要保证线路个档距的变化量之和为0，精度的选取也是近似于0的一个极小数，以两个收敛准则作为判定收敛的条件，只有同时满足两个收敛准则才算是符合迭代要求。
[0021]作为本专利技术所述的风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法，其特征在于：两种状态下的架空线悬挂曲线长度折算到同一原始状态下的原始线长相等，表示为：
[0022][0023]其中，L导线档内线长；σ
cp
导线平均应力；E导线弹性模量；α导线线膨胀系数；t导线温度；t0导线制造温度；t1、t2分别为两种状态下架空线的档内线长；f
m
档内最大弧垂；γ导线荷载；l档距；σ0导线最低点应力；β高差角σ1、σ2分别为两种状态下架空线的应力；β1、β2分别为两种状态下的高差角；γ1、γ2分别为两种状态下的导线荷载；l 1
、l 2
分别为两种状态下的档距。
[0024]作为本专利技术所述的风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法，其特征在于：有风时综合比载作用下的斜抛物线状态方程式，表示为：
[0025][0026]直平面内的最低点应力：
[0027][0028]气象条件变化时导线整体伸长量、芯部和外层铝股伸长量三者相等
[0029][0030]其中，η1、η2分别为两种状态下架空线的风偏角；γ1'、γ2分别为两种状态下架空线的综合比载；σ
01
、σ
02
分别为架空线顺线路方向的水平应力分量；T
s
、T
a
分别为钢芯和外层铝张力；E
s
、E
a
分别为钢芯和铝部弹性系数；α
s
、α
a
分别为钢芯和铝部热膨胀系数；A
s
、A
a
分别为钢截面积和铝截面积。
[0031]作为本专利技术所述的风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法，其特征在于：所述拐点温度公式，表示为：
[0032][0033]其中，η
i
拐点温度时的风偏角；σ
i
'拐点温度时风偏平面内导线最低点的应力；σ
i
拐点温度时垂直平面内的最低点应力。
[0034]作为本专利技术所述的风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法，其特征在于：拐点温度以上导线在任一温度满足的状态方程：
[0035][0036]导线在风载荷作用下垂直平面内的最大弧垂：
[0037][0038]其中，f
vm
垂直平面内最大弧垂；γ
v
导线垂直荷载。
[0039]本专利技术的有益效果：本专利技术提供的风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法在斜抛物线状态方程的基础上，考虑了风荷载的影响，解决了有风时铝包殷钢芯耐热铝合金导线在拐点温度以上的弧垂计算问题。与现有技术相比，本专利技术提出的拐点温度计算方法与弧垂计算方法考虑了风荷载的作用，对于风能资源丰富的区域能更好的计算铝包殷钢芯耐热铝合金导线的拐点温度及其弧垂的效果。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法，其特征在于，包括：采集导线参数、天气条件、各挡数据；对殷钢芯耐热导线的步长进行迭代建模；判断跌代后的结果是否满足设定条件；将拐点温度代入算法输出为对应的导线在风载荷作用下垂直平面内的最大弧垂。2.如权利要求1所述的风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法，其特征在于：根据所述采集的导线参数、天气条件、各挡数据预测使各档导线偏移。3.如权利要求1或2任一所述的风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法，其特征在于：在殷钢芯耐热导线风力影响的基础上，结合拐点温度和弧垂关系的基本思想，列出弧垂评估的方法。4.如权利要求2或3任一所述的风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法，其特征在于：所述数值迭代法包括：迭代的步长因子，迭代因子固定取值，使张力逼近所需目标或结果；迭代的初始点，就是导线的初始应力。5.如权利要求4所述的风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法，其特征在于：所述判断跌代后的结果是否满足设定条件：判断整个耐张段档距的总变化量是否为零。6.如权利要求5所述的风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法，其特征在于：所述数值的迭代算法还包括：若各档伸长量小于偏移量的，可以继续迭代计算；若各档伸长量大于偏移量的，就重新选取一个初始应力，直到满足要求为止；步长初始是选取1的，迭代方向可正可负，最终的计算结果要保证线路个档距的变化量之和为0，精度的选取也是近似于0的一个极小数，以两个收敛准则作为判定收敛的条件，只有同时满足两个收敛准则才算是符合迭代要求。7.如权利要求6所述的风荷载影响下殷钢芯导线的拐点温度及弧垂评估方法，其特征在于：两种状态下的架空线悬挂曲线长度折算到同一原始状态下的原始线长相等，表示为：其中，L导线档内线长；σ
cp
导线平均应力；E导线弹性模量；α导线线膨胀系数；t导线温度；t0导线制造温度；t1、t2分别为两种状态下架空线的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕忠华，吴昊，李冬雪，张吉，王勇，刘岩，吴卓航，白静，陈友慧，潘琪，吕铭，白靖涛，马强，刘冰，张如玉，刘然，胡瑞雪，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：