[发明专利]抑制导线扭转和舞动的分布式悬重锤布置方法

权利要求书

1.一种抑制导线扭转和舞动的分布式悬重锤布置方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.采集输电线路参数；

S2.构建悬重锤质量方程：

其中，J_e为导线的等效转动惯量，k_e为整档导线的等效扭转刚度，J_i为覆冰的等效转动惯量，J_p为悬重锤的等效转动惯量，k_i为导线覆冰产生的负刚度，k_p为悬重锤所产生的正刚度，k_P＝M_pgL_pcosθ_t，θ_t为覆冰偏心力矩所引起的导线扭转角，L为档距，m_i为单位长度导线的覆冰质量，m为单位长度导线的质量，Mp为悬重锤的质量，T_i为偏心覆冰所产生的等效扭矩，e₀为导线中心与覆冰重心之间的距离，g为重力加速度；

S3.由悬重锤质量方程构建悬重锤质量M_P和悬重锤的锤柄长度L_P的曲线簇，且构建曲线簇时初始凝冰角θ₀的取值范围为θ₀～[5°,45°]，其中，锤柄长度L_P取值范围为[200mm,1000mm]，确定出曲线簇中隔条曲线的最小值，并选择各曲线的最小值中的最大值所对应的悬重锤质量M_P和悬重锤的锤柄长度L_P为悬重锤的最佳质量和最佳锤柄长度；

S4.确定悬重锤的布置系数：其中，Np为悬重锤的数目，其取值为4,6,8和10；

确定悬重锤的布置间距S：L为档距；

S5.构建悬重锤布置评价模型：

f_t为导线整体的扭振频率，f_v3＝3f_v1，f_v1为导线一阶横向振动频率，f_v3为导线三阶横向振动频率，Δ为谐振频率裕度增量；

以步骤S3确定出的悬重锤最佳质量和最佳锤柄长度按照步骤S4中确定的4种布置间距条件下，计算出相对应的谐振频率裕度增量；

S6.构建悬重锤安全约束条件：σ_max≤[σ]；其中，σ_max为悬挂重锤后线路结构的最大拉、压应力，[σ]为导线的许用应力；

S7.判断4种间距条件下布置悬重锤是否满足悬重锤安全约束条件，如是，则筛选出谐振频率裕度增量最大值所对应的档距以及步骤S3中确定出的悬重锤最佳质量和最佳锤柄长度作为最终的悬重锤布置方案，如否，则返回步骤S3中，直至确定出最终的悬重锤布置方案。

2.根据权利要求1所述抑制导线扭转和舞动的分布式悬重锤布置方法，其特征在于：步骤S2中，通过如下方法计算为单位长度导线的覆冰质量m_i:

R为导线半径；δ为冰厚；ρ为覆冰密度。

3.根据权利要求2所述抑制导线扭转和舞动的分布式悬重锤布置方法，其特征在于：通过如下方法计算偏心覆冰所产生的等效扭矩T_i：

其中：

θ₀为初始凝冰角，θ_t为覆冰偏心力矩所引起的导线扭转角，g为重力加速度，e₀为导线中心与覆冰重心之间的距离。

4.根据权利要求3所述抑制导线扭转和舞动的分布式悬重锤布置方法，其特征在于：通过如下方法计算导线中心与覆冰重心之间的距离e₀：

5.根据权利要求4所述抑制导线扭转和舞动的分布式悬重锤布置方法，其特征在于：通过如下方法计算整档导线的等效扭转刚度k_e：

其中，H₀为导线的张力。

6.根据权利要求5所述抑制导线扭转和舞动的分布式悬重锤布置方法，其特征在于：通过如下方法计算导线整体的扭振频率f_t：