一种悬垂线夹悬垂角调整方法

摘要

本发明提供了一种悬垂线夹悬垂角调整方法，该方法首先收集输电线路的极端天气资料，根据输电线路参数，计算极端天气条件下悬挂点导线可能出现的最大悬垂角；通过悬垂角计算公式对线夹的悬垂角进行验算，判断现有线夹悬垂角是否满足要求；然后通过调整悬垂线夹长度，调整线夹的悬垂角。该方法简单易操作，无需改变现有输电线路结构,能有效提高悬垂线夹套壳的极限荷载，能适应极端天气条件下导线悬垂角的要求。

权利要求

1.一种悬垂线夹悬垂角调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：采集输电线路的极端天气数据，包括历史最大覆冰厚度、最大风速；

步骤2：根据步骤1采集的数据以及输电线路的几何参数，采用导线悬挂曲线方程，计算出极端天气下输电线路中悬挂点出现的最大悬垂角αt；

步骤3：实时采集线夹的水平段长度L1、线夹曲率半径ρ以及线夹总长度L2，按照悬垂角计算公式计算得到实时的悬垂角α＝arcsin(L2-L1/ρ)；

步骤4：判断步骤3计算得到的实时悬垂角是否小于步骤2计算获得的最大悬垂角，若小于，则当线夹出线口处的弯曲应力超过线夹的许用应力时，线夹总长度需调整为L2'，且L2'≥L1+ρsinαt；否则，线夹总长度不变；

所述线夹出线口处的弯曲应力采用有限元软件ANSYS对线夹的几何参数和材料参数进行计算获得。

说明书

一种悬垂线夹悬垂角调整方法

技术领域

[0001] 本发明属于输变电设备领域，具体涉及一种悬垂线夹悬垂角调整方法。

背景技术

[0002] 悬垂线夹广泛应用于输电线路或变电站，用于悬挂或支托绞线于绝缘子上(直线杆塔)及悬挂跳线于绝缘子上(耐张、终端等杆塔)。悬垂线夹露置于自然环境中，正常情况下受自然气候条件及环境的直接作用，主要承受垂直荷载、风荷载及导线与接触面上的摩擦力，事故情况下承受导线张力。

[0003] 悬垂线夹常见的失效形式有磨损，锈蚀，裂纹，断裂，因悬垂线夹失效断裂引发输电线路断线事故，危机电网的安全运行。近年来国内发生了多起因悬垂线夹失效，导致的线路跳闸事故发生。悬垂线夹悬垂角越大，导线最大出口角越大，悬垂套壳所能承受的极限荷载也就越大。由于大跨度输电线路所处大风、覆冰等恶劣环境中，导线的悬垂角有可能超过悬垂线夹的悬垂角，导致悬垂线夹套壳处发生应力集中，引发悬垂线夹断裂。

[0004] 因此，开发一种悬垂线夹悬垂角调整方法，通过调节悬垂角，有效降低导线对线夹的作用力，提高悬垂线夹套壳的极限荷载，减少线路跳闸事故的发生。以往悬垂线夹选型时，其悬垂角虽有一定的安全裕量，但在极端天气条件下，导线悬垂角超过线夹悬垂角，导致悬垂线夹承受荷载超过悬垂套壳的极限荷载，引起悬垂线夹断裂。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种悬垂线夹悬垂角调整方法，通过采用具体的量化数据和计算公式，得到线夹的最大悬垂角，通过调整悬垂线夹的长度，达到调整悬垂线夹的悬垂角，增大悬垂线夹套壳的极限荷载。

[0006] 一种悬垂线夹悬垂角调整方法，包括以下步骤：

[0007] 步骤1：采集输电线路的极端天气数据，包括历史最大覆冰厚度、最大风速；

[0008] 步骤2：根据步骤1采集的数据以及输电线路的几何参数，采用导线悬挂曲线方程，计算出极端天气下输电线路中悬挂点可能出现的最大悬垂角αt；

[0009] 输电线路的尺寸参数，如导线直径、档距、高差等。这类数据可直接测量或者取自设计图纸。

[0010] 步骤3：实时采集线夹的水平段长度L1、线夹曲率半径ρ以及线夹总长度L2，按照悬垂角计算公式计算得到实时的悬垂角α＝arcsin(L2-L1/ρ)；

[0011] 步骤4：判断步骤3计算得到的实时悬垂角是否小于步骤2计算获得的最大悬垂角，若小于，则当线夹出线口处的弯曲应力超过许用应力时，线夹总长度需调整为L2'，且L2'≥L1+ρsinαt；否则，线夹总长度不变。

[0012] 线夹的许用应力仅与线夹的材质有关，为固有属性值。

[0013] 所述线夹出线口处的弯曲应力采用有限元软件ANSYS对线夹的几何参数和材料参数进行计算获得。

[0014] 线夹的几何参数，材料参数，由设计图纸直接获得。

[0015] 有益效果

[0016] 本发明提供了一种悬垂线夹悬垂角调整方法，该方法首先收集输电线路的极端天气资料，根据输电线路参数，计算极端天气条件下悬挂点导线可能出现的最大悬垂角；通过悬垂角计算公式对线夹的悬垂角进行验算，判断现有线夹悬垂角是否满足要求；然后通过调整悬垂线夹长度，调整线夹的悬垂角。该方法简单易操作，无需改变现有输电线路结构,能有效提高悬垂线夹套壳的极限荷载，能适应极端天气条件下导线悬垂角的要求。

附图说明

[0017] 图1是悬垂线夹结构示意图；

[0018] 图2是悬垂角与线夹长度关系图。

具体实施方式

[0019] 下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

[0020] 步骤一、收集此线路极端天气资料，该线路位于重冰区，覆冰厚度达到30mm，线路易出现脱冰跳跃现象。

[0021] 步骤二：根据输电线路参数，计算在此极端天气条件下悬挂点导线最大悬垂角为αt＝26°；

[0022] 步骤三：如图1所示，依据悬垂角计算公式α＝arcsin(L2-L1/ρ)，计算得到的悬垂角为20°，不满足极端天气条件下悬垂角要求，需增大线夹的悬垂角。

[0023] 步骤四、线夹悬垂角小于线路要求的悬垂角，在极端天气条件导致线夹承受瞬时冲击作用，使得悬垂线夹套壳弯曲应力增大，设套壳弯曲应力阀值为50MPa，弯曲应力阈值作为许用应力值；套壳处的弯曲应力超过此值时，悬垂线夹增大线夹长度使L2满足L2≥L1+ρsinαt，其中αt为极端天气条件下悬挂点可能出现的最大悬垂角。

[0024] 悬垂线夹的悬垂角与线夹长度相关，如图2所示，该方法通过输电线路所在环境的极端天气，计算可能的最大悬垂角，并利用实时悬垂角与最大悬垂角进行比较，利用悬垂角差值情况调节悬垂线夹的总长度，达到调整悬垂线夹的悬垂角的目的，以减少导线对线夹弯曲应力，防止线夹破坏。