[发明专利]一种覆冰导线动态风偏的简化计算方法

权利要求书

1.一种覆冰导线动态风偏的简化计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，建立输电导线有限元模型，加载重力荷载和平均风荷载

式中，ρ为空气密度，U_j为节点高度处平均风速，C_D为覆冰导线的阻力系数，D_j为节点处导线直径，L_j为节点控制长度；

S2，将导线的等效静力风荷载表示为平均响应等效静力风荷载和背景响应等效静力风荷载的线性组合，

式中，g是背景响应的峰值因子，为考虑脉动风荷载空间相关性的荷载折减系数，为j位置风荷载的标准差；

S3，将各节点处的风荷载调整系数β_c,j定义为等效静力风荷载与平均风荷载的比值，

根据准定常假设，该式表示为：

式中，I_u,j(z)为j位置处顺风向湍流度；

设定统一风荷载调整系数I_u为目标区段内导线有效高度处的湍流度；

S4，计算导线的重力载荷W_V≈p_VL_H+kα_HT

式中，k为高差修正系数，p_V为导线单位长度内的重力荷载；L_H为水平档距；α_H为高差系数；T为导线有风时的张力；

S5，计算覆冰导线动态风偏：

W_ice,V≈p_VL_H+ρ_ice(πDd+πd²)gL_H+kα_HT_ice；

式中，为覆冰导线动态绝缘子串风偏角，W_ice,eq为覆冰导线的等效静力风荷载，W_ice,V为修正后的重力荷载，ρ为空气密度，C_ice,D为覆冰导线的阻力系数，D为导线直径，d为圆形覆冰厚度，U为跨度内的有效高度处平均风速，ρ_ice为覆冰密度，T_ice为覆冰、有风时导线张力；G_ice,eq为绝缘子串覆冰后的等效静力风荷载，G_ice,V为绝缘子串覆冰后的重力荷载。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述荷载折减系数由GLE方法计算出：

式中，σ_ri为i位置背景响应的均方根，σ′_ri在数值上等于该组脉动风荷载完全相关时i位置上的背景响应均方根；为在j节点作用单位力引起的i节点的响应；为j、k节点脉动风荷载的协方差。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述荷载折减系数由下式算出：

式中，E为与湍流强度相关的系数，S为档距、L_s为湍流积分尺度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述高差修正系数k的计算公式为：

分别以有限元法和单摆模型计算绝缘子串风偏角和以高差系数α_H为自变量，采用下式对与α_H的关系进行拟合：

得到高差修正系数k，其中G_V为绝缘子串的重力荷载。