[发明专利]抑制导线扭转和舞动的分布式悬重锤布置方法

说明书

本发明提供的一种抑制导线扭转和舞动的分布式悬重锤布置方法，包括：S1.采集输电线路参数；S2.构建悬重锤质量方程；S3.通过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，并且曲线确定出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,确定出4种布置档距S5.构建悬重锤布置评价模型，确定谐振频率裕度增量，S6.判断4种档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能够对悬重锤进行合理的布置。

技术领域

本发明涉及一种方法，尤其涉及一种抑制导线扭转和舞动的分布式悬重锤布置方法。

背景技术

世界范围内，大面积的输电线路导线覆冰灾害从未断绝。输电导线覆冰一方面会增加导线的静态张力，引发铁塔相邻档的不平衡张力，导致机械破坏，同时也会引发弧垂增大，减小电气安全距离，引发线路闪络跳闸等问题；另一方面，导线的固有振动频率会随覆冰程度的加深而大大降低，在风荷载激励下，易引发舞动、脱冰跳跃等振动破坏形式，严重时可导致杆塔倒塌，导线拉断，造成输电线路停运，给人们的生产和生活带来极大不便。

实际工程中输电导线覆冰是一个渐变的过程(如附图2所示)：冰层首先在迎风面上生长，如风向不发生急剧变化，则迎风面上的覆冰厚度逐渐增加，当迎风面的偏心覆冰达到一定厚度时，导线就会发生扭转；持续覆冰过程中，导线表面覆冰就会持续增长，最终在导线上形成圆筒形覆冰。在不考虑导线扭转的情况下，导线覆冰沿着单侧覆冰动态增长，导线覆冰只在迎风侧增长，最终形成的是不均匀的单侧翼型冰。由于单侧翼型冰与导线的粘接作用远小于圆筒形覆冰，并且在自然风力作用下，常常可自行脱落，因此其在线路上的积聚程度和危害远小于圆筒形覆冰，工程上在覆冰过程无法避免时，也更倾向于让覆冰过程向单侧翼型冰发展，具体来说就是：尽可能抑制导线覆冰过程中扭转的发生以降低其覆冰程度，同时减小导线的固有振动频率的降低，提高导线在风激励下的抗振(舞)能力。

分布式重锤的出现让上述过程在工程上得以实现，但具体如何根据不同输电线路结构特点，设计与布置重锤，使其能充分发挥其抑扭防舞特性，提高其技术经济性，仍是工程上的亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的一种抑制导线扭转和舞动的分布式悬重锤布置方法，能够合理地对架空导线的悬重锤进行合理的布置，有效防止风激励下的耦合舞动，同时重锤自身兼有的抗扭转特性，可有效抑制导线在覆冰过程中的扭转，使得导线覆冰过程将持续在迎风侧发生，随着覆冰厚度的加大，使得覆冰粘接作用无法抵抗覆冰自身重力作用逐层脱落，特别是在自然风力作用下，这种脱落的发生会尤为剧烈，以此来减轻导线的覆冰程度，降低导线弧垂、应力的增加，提高导线运行的安全稳定性。

本发明提供的一种抑制导线扭转和舞动的分布式悬重锤布置方法，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；