一种间隔棒次档距的优化布置方法

摘要

本发明提供一种间隔棒次档距的优化布置方法，所述方法包括以下步骤：计算子导线振幅限制条件下的最大次档距；确定平均次档距和端次档距；构建罚函数确定中间次档距。本发明提供的间隔棒次档距的优化布置方法，通过构建罚函数，实现间隔棒次档距的优化计算及合理布置，从而有效抑制分裂导线的次档距振荡，提高线路运行的安全性。

主权项

一种间隔棒次档距的优化布置方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：计算子导线振幅限制条件下的最大次档距；步骤2：确定平均次档距和端次档距；步骤3：构建罚函数确定中间次档距；所述步骤1中，子导线振幅限制条件下的最大次档距用l表示，有：其中，2X₀为次档距振动振幅，V为风速，a为子导线间距，D为子导线外径，T为子导线张力，W为子导线重量，E为单个周期内的振幅衰减率，取值范围为0.05～0.1；所述步骤2中，由于最大次档距和平均次档距之间满足最大次档距为平均次档距的1.1～1.2倍，由该关系即可得到平均次档距；所述步骤2中，端次档距和平均次档距之间满足端次档距为平均次档距的50～60％，由该关系即可得到端次档距；所述步骤3包括以下步骤：步骤3‑1：确定罚函数的目标函数；步骤3‑2：确定罚函数目标函数对应的约束条件；所述步骤3‑1包括以下步骤：步骤3‑1‑1：做以下假设：(1)当分裂导线发生次档距振荡时，最大次档距处最先发生振动，同时次档距的振动幅值与频率有关；(2)分裂导线发生次档距振荡时，导线的振型为正弦曲线；(3)首先考虑一阶次档距振荡的情形；(4)忽略分裂导线构型造成的分裂导线内张力的变化，即假设分裂导线内张力一致；步骤3‑1‑2：计算各次档距的振动频率ω_i和振动幅值A_i；设分裂导线中第i个次档距为L_i，i＝1,2,…,N+1，其中N为间隔棒的个数，最大次档距为L_max，且满足L_max＝l，l为子导线振幅限制条件下的最大次档距；于是，各次档距的振动频 率ω_i表示为：其中，T为子导线张力，m为子导线单位长度质量；假设作用于分裂导线上的力为激振力F，则有：F＝H sinωt    (3) 其中，H为激振力的幅值，ω为激振力的圆频率；设最大次档距的振动频率为ω₀，振动幅值为A₀，导线的阻尼为c，令其中n为中间量，则：假设当发生次档距振荡时满足ω₀＝ω，即最大次档距处发生共振；于是各次档距的振动幅值A_i表示为：结合式(2)、(4)和(6)可得：步骤3‑1‑3：确定目标函数f(L_i)；假设导线第i个次档距内的振型用Y_i(x)表示，则有：其中，x为距离次档距一端的长度；于是：分裂导线上此次档距内各点的位移之和表示为：其中，S_i为第i个次档距内各点的位移之和；由式(9)可将分裂导线内各点的位移之和表示为：因此目标函数f(L_i)表示为：。