[发明专利]挂点位移渐进法求解架空输电线路不平衡张力的方法

摘要

挂点位移渐进法求解架空输电线路不平衡张力的方法，包含以下步骤：构建架空输电线路耐张段体系；求解悬垂串挂点处存在约束情况下各档的应力σi；去除第1基悬垂型杆塔的悬垂串挂点处的约束，求得水平位移Δli(i＝1)；依次松开第i基(i＝2，3，…，n‑1)悬垂型杆塔的悬垂串约束，求得△li(i＝2，3，…，n‑1)，完成第一轮计算；进行下一轮计算，直到求得最终水平位移p为计算所用轮数；计算第i(i＝1，2，…，n)档最终状态的应力得到第i(i＝1，2，…，n‑1)基悬垂型杆塔的不平衡张力。使用本发明，可求解架空输电线路连续档在各种覆冰情况下悬垂型杆塔所承受的不平衡张力。

主权项

1.挂点位移渐进法精确求解架空输电线路不平衡张力的方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤S1：耐张段即两耐张型杆塔之间的架空输电线路，共有连续n档，相邻档之间通过悬垂型杆塔隔开，共有n‑1基悬垂型杆塔，悬垂型杆塔与电线间通过悬垂串连接；耐张段架线气象条件为无风、无冰、相应气温，架线完成时，所有悬垂型杆塔的悬垂串均为垂直状态；架线后的耐张型杆塔、悬垂型杆塔、悬垂串以及电线共同构成架空输电线路耐张段体系；此状态称为架空输电线路耐张段体系的原始状态；步骤S2：架空输电线路耐张段体系由原始状态变为最终求解状态的过程分为两步，变化状态一，首先在所有悬垂型杆塔的悬垂串挂点处增加一个阻止挂点位移的约束，所述约束等效为在约束存在的任意时刻均能提供需要的水平力，从而阻止两侧电线因张力差而导致的悬垂串转动；然后使气象条件发生变化，在约束的作用下，各档均看作是孤立档，据此独立求解悬垂串挂点处存在约束情况下变化状态一时各档的应力σi(i＝1，2，…，n)；步骤S3：变化状态二，当悬垂串挂点的约束取消，各悬垂串挂点将产生相应位移，从而使整个架空输电线路耐张段体系达到最终平衡状态；为方便求解，采用如下方法实现：逐挂点去除约束，分步求解平衡状态；首先去除第1基悬垂型杆塔的悬垂串挂点处的约束，而其余悬垂串挂点处约束仍保留，然后根据第1基悬垂型杆塔悬垂串体系的转动力矩平衡条件来计算由第1档与第2档组成的耐张段在挂点无约束情况下的第1基悬垂型杆塔悬垂串挂点的水平位移△li(i＝1)；此步骤依据的是连续两档耐张段悬垂串挂点位移计算方法，并会在该过程中将步骤S2求得的应力σi作为输入条件；在计算完成后，重新对第1基悬垂型杆塔的悬垂串挂点添加约束；步骤S4：依次松开第i基(i＝2，3，…，n‑1)悬垂型杆塔的悬垂串约束，同样根据第i(i＝2，3，…，n‑1)基悬垂型杆塔的悬垂串体系的转动力矩平衡条件计算第i(i＝2，3，…，n‑1)档与第i+1(i＝2，3，…，n‑1)档组成的耐张段在挂点无约束情况下的第i基悬垂型杆塔悬垂串挂点的水平位移△li(i＝2，3，…，n‑1)，并需要考虑已解得的水平位移量△li‑1(i＝2，3，…，n‑1)、垂直位移量△hi‑1(i＝2，3，…，n‑1)、△li+1(i＝2，3，…，n‑1)和△hi+1(i＝2，3，…，n‑1)对求解的影响，△li‑1、△hi‑1分别表示第i‑1档与第i档组成的耐张段在挂点无约束情况下已求得的水平位移和垂直位移；△li+1、△hi+1的含义有两种类型，在第1轮位移计算的情况下，其分别表示第i+1基悬垂型杆塔悬垂串挂点的水平及垂直位移，均为0，在非第1轮位移计算的情况下，其分别表示第i+1档与第i+2档组成的耐张段在上一轮位移计算时挂点无约束情况下求得的水平位移和垂直位移；此步骤依然是依据连续两档耐张段悬垂串挂点位移计算方法，并会在该过程中将根据步骤S2求得的应力σi及σi+1(i＝2，3，…，n‑1)作为输入条件；计算完成后，重新对第i(i＝2，3，…，n‑1)基悬垂型杆塔的悬垂串挂点处添加约束；步骤S5：按上述步骤完成了第1轮悬垂串挂点水平位移的计算后，将其计算结果记为然后根据依次重新计算各悬垂型杆塔悬垂串的转动不平衡力矩，若求得的所有不平衡力矩绝对值均小于预设精度，则为最终水平位移，求解结束；若无法满足，则在完成第1轮位移计算的基础上再开始第2轮、第3轮乃至第若干轮位移计算，即按步骤S3及步骤S4对依次对第i基(i＝1，2，…，n‑1)悬垂型杆塔的悬垂串挂点位移(即第i(i＝1，2，…，n‑1)档与第i+1(i＝1，2，…，n‑1)档组成的耐张段在挂点无约束情况下的位移)进行再计算后，重新检查各悬垂型杆塔悬垂串的转动不平衡力矩；该过程将直至最后一轮分配完成后，使各悬垂型杆塔悬垂串的转动不平衡力矩绝对值均满足小于预设精度要求，则位移计算结束，即为最终水平位移，其中p为计算所用轮数；步骤S6：根据步骤S5计算得到的各悬垂串挂点最终水平位移计算第i(i＝1，2，…，n)档最终状态的应力继而得到第i(i＝1，2，…，n‑1)基悬垂型杆塔的不平衡张力，计算完全结束。