【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统防灾减灾，具体为一种基于简谐激励的配电导线防覆冰方法。
技术介绍
1、为了实现电力资源的高效分配和传输，配电导线作为电力资源运输的重要载体分布在全国各地。然而，这些导线通常暴露在大气环境中，直接受到气象条件的影响。在寒冷气候条件下，特别是在雨雪等天气状况下，配电导线上的雨雪积聚可能会导致电力线路倒塔、断线、能源传输中断等事故，甚至可能会对公共安全构成威胁。因此，配电导线的防覆冰技术对于保障电力资源的可靠供应和维护公共安全至关重要。
2、在现有的一些防除冰方法中，导线热力融冰法需要大量的电力供应、能源成本高；导线涂层法可能会对配电导线性能产生影响，且会因为老化或受到外界物理损害而失效；机器人巡检法研发维护成本高，且难以适应恶劣天气；人工巡检法虽然可靠，但却需要大量的人力资源和时间成本。因此，亟待开发一种简单高效且运维成本较低的配电导线防覆冰方法，以提高配电导线在寒冷环境中的可靠性与安全性。
3、现有技术中，专利公开号为cn116960873a的专利技术专利，公开一种振谐点确认方法及破冰装置，通过电机驱动带动清渣组件运动，从而使得夹持组件能够对地线进行夹持，通过激振器外壳内部结构对地线产生震荡，通过谐振原理，破坏覆冰的内部应力，从而导致覆冰破碎，减少覆冰对地线的损害，同时电机能够使得整体装置移动，继而在遇到未除覆冰的情况下能将覆冰继续清理干净。但是破冰装置针对的应用场景是配电导线已经被冰覆盖的情景，用于破冰。虽然通过振荡器的产生的震荡，也能抖落在附着在配电的配电导线上的雨雪，由于配电导线
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于：解决现有技术，对配电导线进行防覆冰作业效果差的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于简谐激励的配电导线防覆冰方法，包括以下步骤：
4、s100，采用有限元方法，构建简谐激振器-配电导线系统振动特性的定量分析模型；
5、s200，根据所述定量分析模型，确定简谐激振器激励参数和位置与雨雪脱落效果间的关联关系；
6、s300，根据所述关联关系，确定所述定量分析模型中简谐激振器的优选激振频率和优选激振位置。
7、优点：在配电导线上安装能够产生周期性简谐力的简谐激振器，利用简谐激振器所产生的简谐激励力引发配电导线振动，使得较长范围内的配电导线获得振动加速度，当配电导线的振动加速度大于雨雪脱落的临界加速度，即配电导线上附着的雨雪的惯性力大于其与配电导线的粘附力，可使雨雪从配电导线上脱落，从而有效降低雨雪在配电导线上的附着概率，减少配电导线上因雨雪累积而引发的覆冰现象，降低配电导线的覆冰概率，有效避免配电导线覆冰所导致的设备故障和能源传输中断等危害。
8、通过将简谐激振器的工作参数设置为优选激励参数和位置，可使配电导线上振动加速度大于雨雪脱落临界加速度的有效防覆冰长度范围达到最大值，从而使简谐激振器-配电导线系统达到最佳的防冰状态。
9、在本专利技术的一实施例中，构建所述定量分析模型，包括以下步骤：
10、s110，确定空间杆单元作为配电导线模型的模拟单元；
11、s120，根据所述空间杆单元的单元尺寸限制条件和配电导线档内的总长度，确定所述空间杆单元的数量ne；
12、s130，根据配电导线的参数和空间杆单元的数量，获取配电导线在两线路杆塔弦线方向上的初始质量矩阵μs、初始刚度矩阵ks和初始应力刚化矩阵ss，并结合配电导线的边界条件，获取抑制边界自由度后的约束质量矩阵μst、约束刚度矩阵为kst和约束应力刚化矩阵为sst，以及获取所述配电导线初始有限元模型；
13、s140，将简谐激振器等效为一个具有集中质量的质点和一个简谐激振力，根据简谐激振器的作用位置，分别将简谐激振器的集中质量和简谐激振力扩充为与配电导线维度一致的激振器质量矩阵和简谐激振力向量
14、s150，将所述约束质量矩阵μst与所述激振器质量矩阵求和，获取简谐激振器-配电导线系统的初始质量矩阵将所述约束刚度矩阵为kst和所述约束应力刚化矩阵为sst作为所述简谐激振器-配电导线系统的初始刚度矩阵和初始应力刚化矩阵并建立简谐力激振下的初始定量分析模型；
15、s160，在所述简谐激振器-配电导线系统初始定量分析模型的基础上，开展在重力作用下的找形分析，确定配电导线上各节点位置的轴向力和弧垂，根据轴向力，更新优化初始应力刚化矩阵根据弧垂，构建系统的坐标变换矩阵，获取所述简谐激振器-配电导线系统找形后的质量矩阵μhl、刚度矩阵khl和应力刚化矩阵shl；
16、s170，根据所述质量矩阵μhl、刚度矩阵khl和应力刚化矩阵shl，获取所述简谐激振器-配电导线系统振动特性的定量分析模型。
17、在本专利技术的一实施例中，所述关联关系，通过以下步骤获取：
18、s210，对简谐激振器-配电导线系统进行固有振动特性分析，获取前n阶固有频率并保证前n阶固有频率中的最大固有频率大于简谐激振器工作中的最大的激振频率
19、s220，根据前n阶固有频率中的最小固有频率获取简谐激振器激振频率的优选步长
20、s230，根据优选步长获取简谐激振器激振频率的优选频率序列为其中，为简谐激振器在工作中设定的最小激振频率，为简谐激振器工作中的最大的激振频率；
21、s240，根据两线路杆塔间配电导线长度，设定简谐激振器的激振位置的遍历范围；
22、s250，根据所述激振位置遍历范围中的每个激振位置依次开展所述优选频率序列中激振频率下简谐激振器-配电导线系统的谐响应分析，求解获取所述配电导线上各节点处的振动响应加速度其中，n＝1,2,…,ne+1为定量分析模型中的配电导线上各节点编号，为简谐激振器激振频率序列的第m个激振频率；
23、s260，根据所述振动响应加速度和雨雪在配电导线上甩落的临界加速度，获取配电导线第n个节点在简谐激振器不同激励频率和位置下的雨雪脱落指标δn，即为关联关系。
24、在本专利技术的一实施例中，获取所述简谐激振器的优选激振频率和优选激振位置，包括以下步骤：
25、s310，选取所述关联关系中各正数对应的配电导线段为有效防覆冰段，获取配电导线线路上有效防覆冰段的总长度；
26、s320，根据所述配电导线线路上有效防覆冰段的总长度，获取简谐激振器-配电导线系统的防覆冰效率；
27、s330，绘制简谐激振器-配电导线系统的防覆冰效率随简谐激振器激振频率和激振位置的变化曲面，取所述变化曲面上最高点对应的激振频率和激振位置为简谐激振器的优选激振频率和优选激振位置。
28、在本专利技术的一实施例中，所述单元尺寸限制条件为：
29、
30、式本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于简谐激励的配电导线防覆冰方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于简谐激励的配电导线防覆冰方法，其特征在于，构建所述定量分析模型，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的基于简谐激励的配电导线防覆冰方法，其特征在于，所述关联关系，通过以下步骤获取：
4.根据权利要求1所述的基于简谐激励的配电导线防覆冰方法，其特征在于，获取所述简谐激振器的优选激振频率和优选激振位置，包括以下步骤：
5.根据权利要求2所述的基于简谐激励的配电导线防覆冰方法，其特征在于，所述单元尺寸限制条件为：
6.根据权利要求5所述的基于简谐激励的配电导线防覆冰方法，其特征在于，所述空间杆单元的数量Ne，通过以下公式获取：
7.根据权利要求3所述的基于简谐激励的配电导线防覆冰方法，其特征在于，所述简谐激振器激振频率的优选步长通过以下公式获取：
8.根据权利要求3所述的基于简谐激励的配电导线防覆冰方法，其特征在于，所述雨雪脱落指标δn，通过以下公式获取：
9.根据权利要求3所述的基于简谐激励
10.根据权利要求4所述的基于简谐激励的配电导线防覆冰方法，其特征在于，所述简谐激振器-配电导线系统的防覆冰效率，通过以下公式获取：
...【技术特征摘要】
1.一种基于简谐激励的配电导线防覆冰方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于简谐激励的配电导线防覆冰方法，其特征在于，构建所述定量分析模型，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的基于简谐激励的配电导线防覆冰方法，其特征在于，所述关联关系，通过以下步骤获取：
4.根据权利要求1所述的基于简谐激励的配电导线防覆冰方法，其特征在于，获取所述简谐激振器的优选激振频率和优选激振位置，包括以下步骤：
5.根据权利要求2所述的基于简谐激励的配电导线防覆冰方法，其特征在于，所述单元尺寸限制条件为：
6.根据权利要求5所述的基于简谐激励的配电导线防覆冰...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴凯，冯玉，吴少雷，朱胜龙，赵抗抗，刘蔚，王鲸杰，范申，骆晨，胡钰杰，黄星，李君，孟明明，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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