[发明专利]一种配电线路电杆防风等级的计算方法

说明书

一种配电线路电杆防风等级的计算方法，所述方法结合导线架线方式和电杆填埋情况，建立电杆填埋根部的受力模型，以此为基础计算出电杆防风等级。所述电杆填埋根部的受力模型包括导线在风力作用下的对电杆的水平拉力F₁、电杆本身受风力F₂和电杆根部所受的弯矩M。所述电杆防风等级计算，包括电杆最大防风等级、电杆根部直径D₂、架空导线的等效作用点与根部的距离l₁、电杆地面上部的几何重心与电杆根部的距离l₂。本发明提出的电杆防风等级的计算方法，可根据不同电杆参数、电杆填埋方式、架设导线数量及排布方式等信息，计算不同种类导线型号在不同档距下的承受风力大小，形成可查询的表格，为现场运维人员提供便捷准确的极端天气应对预案。

技术领域

本发明涉及一种配电线路电杆防风等级的计算方法，属电力配电设备技术领域。

背景技术

随着近年来全球气象的变化，我国异常天气呈现增多的趋势，局地异常天气、极端微气象导致的强对流、大风等自然灾害发生频次增多，多次导致配电线路倒杆、断杆，给配电网的安全稳定运行带来了严重损害。

现有阶段，配电线路工程设计中，选择的电杆所基于的前提的是所在地区的常见气象条件，因此，常常发生极端天气下的风速超出配电线路电杆设计耐受风力。在大部分情况下，由于缺乏极端天气来临之前的预防性措施，配电线路发生倒杆、断杆后进行运维检修，对电杆进行更换处理，停电时间长，损失更大。由于气象预报的进步，大部分情况下，可以提前2天以上的时间准确地预测到极端天气的发生，但由于配电线路电杆防风等级缺乏有效的计算方法，运维人员无法准确判别电杆的防风水平，限制了相关人员有效采取加拉线、固定底盘等预防措施。

发明内容

本发明的目的是，根据配电线路电杆防风等级缺乏有效的计算方法，导致运维人员无法准确判别电杆的防风水平，无法对电杆采取有效的防风措施等问题，本发明提出一种配电线路电杆防风等级的计算方法。

本发明实现的技术方案如下，一种配电线路电杆防风等级的计算方法，所述方法综合配电线路电杆和导线的相关信息，结合导线架线方式和电杆填埋情况，建立电杆填埋根部的受力模型，以此为基础计算出电杆防风等级。

所述电杆填埋根部的受力模型包括导线在风力作用下的对电杆的水平拉力、电杆本身受风力和电杆根部所受的弯矩；

所述导线在风力作用下的对电杆的水平拉力为F₁，其计算式为：

F₁＝Nγ_νS(L₁+L₂)/2

式中，N为电杆上导线数量；γ_v为单根导线所受水平应力，Pa/m；S为架空导线的截面积，m²；L₁、L₂分别为电杆两侧的水平档距，m；γ_v为单根导线所受水平应力：

式中，a_f为风速不均匀系数，风速v不大于20m/s时取1.0，风速v大于20m/s时取1.1；d为架空导线外径，m；c为风载体型系数，架空导线外径d小于17mm时取1.2，大于17mm取1.1；W_c＝0.6128v²为理论风压，Pa；S为架空导线的截面积，m²；θ为风向与线路方向夹角；

所述电杆本身受风力为F₂，其计算式为：