[发明专利]一种高海拔地区GIS长母线结构温差变形的计算方法

摘要

一种高海拔地区GIS长母线结构温差变形的计算方法，解决传统理论温差变形计算线膨胀系数误差大，且无法考虑GIS长母线结构中的各个特征几何单元、筒体盲板力、螺栓预紧力和混凝土膨胀力的问题。通过提供一种以母线筒体表面温度和各个特征单元热变形位移值为数据基础，拟合出GIS长母线结构的综合热膨胀系数，以有限元软件为工具的一套完整的GIS长母线结构温差变形的计算方法，最终达到通过温度测量结合有限元计算预测温差变形代替全站仪的测量。清晰的呈现出GIS长母线结构各个特征几何单元的温差变形情况，为GIS长母线结构的初期设计建站工作以及建站后的平稳运行，提供实际的理论指导。

主权项

1.一种高海拔地区GIS长母线结构温差变形的计算方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、在GIS长母线结构筒体表面、法兰盘表面进行温度测量，在24小时之内的天气温度升高和降低时分别进行测量，且至少测量5次；步骤二、在GIS长母线结构法兰盘处布置棱镜装置，利用全站仪进行棱镜位置坐标的测量，全站仪的测量与温度的测量同时进行，以保证获得每个时间点的温度下所对应的棱镜装置的精确坐标；步骤三、选取任意时间点的温度数据和其对应的棱镜坐标作为基准点，将其他时间点的温度和其对应的棱镜坐标点与基准点进行差值计算；步骤四、根据修正的热膨胀系数计算公式：式中，L——基准点位置dl——与基准点位置的相对变化量dT——与基准点温度的相对变化量ΔT——整体温度变量γ——权重系数E——弹性模量拟合出在筒体盲板力、螺栓预紧力和混凝土热变形膨胀力作用下，GIS长母线结构中的筒体、法兰盘和补偿单元的综合轴向线膨胀系数；步骤五、根据所选基准点全站仪测量的结果进行1:1的GIS长母线结构几何模型的建立，导入有限元数值模拟软件进行网格划分；步骤六、设定GIS长母线结构中几何模型所对应的线膨胀系数，弹性模量和泊松比等力学性能参数；步骤七、将其他温度测量结果插值到GIS长母线结构有限元模型中，作为温度边界条件，其他边界条件根据GIS长母线结构设备的安装方式进行合理设定；步骤八、求解计算，获得GIS长母线结构在不同温度下的温差变形值；步骤九、根据有限元计算结果计算出每种应力状态下的权重系数γ；步骤十、将有限元计算结果与实际全站仪的测量结果进行对比，计算出有限元模型的误差范围；步骤十一、利用所建立的有限元模型，结合现场测量温度，修正热膨胀计算公式计算出综合热膨胀系数，对GIS长母线结构的温差变形进行预测计算。