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1、10申请公布号CN104091031A43申请公布日20141008CN104091031A21申请号201410355583X22申请日20140724G06F17/5020060171申请人四川电力设计咨询有限责任公司地址610041四川省成都市武侯区浆洗街27号2栋7楼1、2、4号72发明人张驰张海平周亮赵庆斌任德顺李黎74专利代理机构成都希盛知识产权代理有限公司51226代理人何强杨冬54发明名称确定20MM重冰区输电导线最大冰跳高度和横摆距离的方法57摘要本发明公开了一种确定20MM重冰区输电导线最大冰跳高度和横摆距离的方法，确定20MM重冰区输电导线最大冰跳高度和横摆距离的方法，导。
2、线最大冰跳高度H由以下公式确定H2422，其中，覆冰前后的弧垂差；脱冰率；档距修正系数，L500/100006，L档距；与导线型号相关的系数；导线最大横摆距离B由以下公式确定BV/102L；其中，V脱冰同时风速；L水平档距；与导线型号相关的系数；与导线型号和绝缘子串型相关的系数。采用本发明的确定20MM重冰区输电导线最大冰跳高度和横摆距离的方法，可以快速准确地计算出输电导线最大冰跳高度和横摆距离，且与实验值相比，误差小，能满足工程应用的需要，为20MM重冰区输电线路的铁塔塔头设计奠定了基础。51INTCL权利要求书1页说明书4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明。
3、书4页10申请公布号CN104091031ACN104091031A1/1页21确定20MM重冰区输电导线最大冰跳高度和横摆距离的方法，其特征在于导线最大冰跳高度H由以下公式确定H2422，其中，覆冰前后的弧垂差；脱冰率；档距修正系数，L500/100006，L档距；与导线型号相关的系数，当导线型号为500/45时，的值为008，当导线型号为630/45时，的值为017；导线最大横摆距离B由以下公式确定BV/102L，其中，V脱冰同时风速；L水平档距；与导线型号相关的系数，当导线型号为500/45时，的值为00100，当导线型号为630/45时，的值为00085；与导线型号和绝缘子串型相关的系。
4、数，当导线型号为500/45、绝缘子串型为I串时，的值为19665，当导线型号为500/45、绝缘子串型为V串时，的值为15825，当导线型号为630/45、绝缘子串型为I串时，的值为16620，当导线型号为630/45、绝缘子串型为V串时，的值为14115。权利要求书CN104091031A1/4页3确定20MM重冰区输电导线最大冰跳高度和横摆距离的方法技术领域0001本发明涉及重冰区输电线路领域，尤其涉及一种确定20MM重冰区输电导线最大冰跳高度和横摆距离的方法。背景技术0002重冰区输电线路融冰脱落时往往会引起导线的上下振动，这一现象称为冰跳，脱冰跳跃时，下层线可能会跳跃到未脱冰的上层线。
5、上方，脱冰过程中可能有同时风速，因此脱冰过程中亦会产生横向摆动。在输电线路脱冰过程中，各相导线之间、导线与地线之间的间距可能小于相间工频间隙和相地工频间隙，从而导致跳闸事故发生，因此，为了尽量减少跳闸事故发生的频率，重冰区输电线路在铁塔塔头规划设计时，要保障相邻两层线间有足够的水平偏移距离和垂直线间距离，而相邻两层线间的水平偏移距离和垂直线间距离与脱冰过程中导线的最大冰跳高度和横摆距离息息相关。0003国内外学者主要通过模拟试验和数值分析两种方法对导线脱冰跳跃动态过程进行研究。由于模拟试验需要建立实物模型而导致费用较高，且不能完全模拟实际工况，因此得到的试验结果还需通过等效系数换算才可以应用到。
6、实际的输电线路设计中去，其可靠程度非常降低。数值分析方法随着数值分析软件的日益成熟而得到了广泛的运用，目前数值分析模型均采用忽略导线抗弯和抗扭刚度的3自由度杆系简化模型，且多数未考虑杆塔约束的影响，其研究结论多数只给出了部分定性的结论，没有给出导线在脱冰过程中最大跳跃高度和横摆距离的直接计算公式，工程实用性差。发明内容0004本发明所要解决的技术问题是提供一种能快速准确地确定20MM重冰区输电导线最大冰跳高度和横摆距离的方法。0005本发明解决其技术问题所采用的技术方案为0006确定20MM重冰区输电导线最大冰跳高度和横摆距离的方法，导线最大冰跳高度H由以下公式确定H2422，其中，0007覆。
7、冰前后的弧垂差；脱冰率；档距修正系数，L500/100006，L档距；与导线型号相关的系数，当导线型号为500/45时，的值为008，当导线型号为630/45时，的值为017；0008导线最大横摆距离B由以下公式确定BV/102L，其中，0009V脱冰同时风速；L水平档距；与导线型号相关的系数，当导线型号为500/45时，的值为00100，当导线型号为630/45时，的值为00085；与导线型号和绝缘子串型相关的系数，当导线型号为500/45、绝缘子串型为I串时，的值为19665，当导线型号为500/45、绝缘子串型为V串时，的值为15825，当导线型号为630/45、绝缘子串型为I串时，的值。
8、为16620，当导线型号为630/45、绝缘子串型为V串时，的说明书CN104091031A2/4页4值为14115。0010本发明的有益效果是采用本发明的确定20MM重冰区输电导线最大冰跳高度和横摆距离的方法，可以快速准确地计算出输电导线最大冰跳高度和横摆距离，且与实验值相比，误差小，能满足工程应用的需要，为20MM重冰区输电线路的铁塔塔头设计奠定了基础。具体实施方式0011下面结合实施例对本发明进一步说明。0012确定20MM重冰区输电导线最大冰跳高度和横摆距离的方法，导线最大冰跳高度H由以下公式确定H2422，其中，0013覆冰前后的弧垂差；脱冰率；档距修正系数，L500/100006，。
9、L档距；与导线型号相关的系数，其取值见表1；0014表1的取值0015导线型号500/45008630/450170016导线最大横摆距离B由以下公式确定BV/102L；其中，0017V脱冰同时风速；L水平档距；与导线型号相关的系数，与导线型号和绝缘子串型相关的系数，和的取值见表2。0018表2和的取值00190020实施例一0021某20MM重冰区输电线路连续档内某档档距为454M，水平档距为316M，导线型号为JL/G1A500/45钢芯铝绞线，绝缘子型式为V串，脱冰同时风速为15M/S。通过力学通用计算可得覆冰20MM前后弧垂差为119M，计算脱冰率100时，导线最大冰跳高度为0022H。
10、24222412008002761192549M0023导线冰跳时，最大横摆距离为BV/102L15200131615825355M0024表3是通过模拟试验值得到的最大冰跳高度与采用本发明的方法确定的最大冰说明书CN104091031A3/4页5跳高度的对比数据；0025表4是通过模拟试验值得到的最大横摆距离与采用本发明的方法确定的最大横摆距离的对比数据；0026表300270028表400290030由表3可知，采用本发明的方法确定的最大冰跳高度的误差在均10以内，能满足工程应用要求。0031由表4可知，采用本发明的方法确定的最大横摆距离的误差在均10以内，能满足工程应用要求。0032冰跳。
11、高度随档距的增加而增大，如果在塔头规划设计时，仅考虑增加杆塔层高来满足冰跳过程中的动态安全距离不仅会增加建设成本，同时铁塔的安全性和可靠性也会随着层高的增加而进一步降低；如果允许下层导线跳跃到未脱冰的上层导线或地线上方，那么为避免相间闪络或相地闪络，必须保证在脱冰跳跃动态情况下，导线间满足工频相间间隙、导地线间满足工频相地间隙，因此在不增加杆塔层高的情况下，铁塔规划设计时必须保证不同层导线间和导地线间有足够的水平偏移距离。相邻两层线间最小水平偏移距离L工频电压间隙值组合导线半径R导线脱冰跳跃过程中最大横摆距离。0033本发明的确定20MM重冰区输电导线最大冰跳高度和横摆距离的方法中，导线最大冰。
12、跳高度和横摆距离的计算公式是通过如下方式得到的0034A、确定输电线路各元件和各种荷载的数值模型，利用有限元分析软件中各种单元建立包括铁塔、导地线、绝缘子串、间隔棒、覆脱冰荷载、风荷载在内的多档精细化塔线耦合说明书CN104091031A4/4页6模型；所述有限元分析软件是指基于有限元分析算法编制的软件，根据软件的适用范围，可以分为专业有限元软件和大型通用有限元软件，常见通用有限元软件包括LUSAS、NASTRAN、ANSYS、ABAQUS、LMSSAMTECH、ALGOR、FEMAP/NXNASTRAN、HYPERMESH、FEPG等等，优选采用ANSYS软件；建立多档精细化塔线耦合模型能更。
13、为准确地模拟覆冰线路在各种条件下的脱冰动态响应过程；0035B、利用步骤A建立的塔线耦合模型，得到导地线在各种荷载工况作用下的静力平衡状态，与理论计算值进行对比，验证塔线耦合模型的正确性；由于静力平衡验证是进行动态仿真的基础和前提，而铁塔、绝缘子串、间隔棒与导地线连接成一体，工况的变化最终都体现在导地线的弧垂变化，因此通过验证导地线在各种荷载工况作用下的静力平衡状态就能验证整个塔线耦合模型的正确性；0036C、确定塔线耦合模型正确后，利用步骤A建立的塔线耦合模型，分别模拟各种脱冰工况下导线脱冰跳跃动态过程，得到各种脱冰工况下对应的导线冰跳高度和横摆距离，然后拟合得出导线脱冰过程中导线最大冰跳高度和横摆距离的计算公式。说明书CN104091031A。