CN102305683B - 一种确定变电站中引下线上挂点荷载的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种确定变电站中引下线上挂点荷载的方法及系统，所述方法包括：在上、下挂点的不同水平间距下，分别测量标有刻度的引下线的上、下挂点的荷载反力值；根据测量的所述引下线的上、下挂点的荷载反力值，以及引下线的放线长度进行计算，得到引下线的放线比率；根据所述引下线的放线比率进行放线，确定引下线支座的反力值；根据所述引下线支座的反力值进行计算，得到所述引下线上挂点的荷载值。本发明以解决现有技术中不能准确的得到引下线上挂点荷载的大小的技术问题，为研究“V”型绝缘子串和均压环设计提供方便。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，特别涉及一种确定变电站中引下线上挂点荷载的方法及系统。
背景技术
1000kV变电站内所用的引下线型号为JLHN58K-1600四分裂导线，引下线的上挂点，通过金具与“V”型绝缘子串下部铰接，引下线的下挂点，通过金具与下方的设备刚性连接。由于该导线存在一定刚度，使得下挂点能够承担一部分反力，所以上挂点荷载小于导线自重。而且由于放线的长度不同，其上挂点荷载也会受到影响。也就是说，引下线的全部重量并不是都作用在上方的“V”型绝缘子串下端连接点。
目前，对于变电站内引下线的研究较少，引下线的长度都是在施工现场根据经验粗略截取的，所以，引下线放线的随意性会直接影响上挂点荷载，也直接关系到均压环的尺寸。这是因为：
如果引下线较短，该引下线基本上可以看成是刚性的。如果引下线较长，该引下线基本上可以看成是柔性的。如果该引下线是中等长度的引下线，则处于刚性和柔性之间。这几种物理状态直接影响上、下挂点作用力的分配，
在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，现有的实现方式中，由于不考虑引下线刚度的影响，认为引下线的上挂点荷载等于引下线自重，从而导致“V”型绝缘子串下挂点的竖向荷载计算偏大，而根据此荷载设计的均压环与实际情况不相符合，从而给设计、施工的进度造成了时间和材料的浪费。
发明内容
本发明实施例提供一种确定变电站中引下线上挂点荷载的方法及系统，以解决现有技术中不能准确的得到引下线上挂点荷载的大小的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种确定变电站中引下线上挂点荷载的方法，所述方法包括：
在上、下挂点的不同水平间距下，分别测量标有刻度的引下线的上、下挂点的荷载反力值；
根据测量的所述引下线的上、下挂点的荷载反力值，以及引下线的放线长度进行计算，得到引下线的放线比率；
根据所述引下线的放线比率进行放线，确定引下线支座的反力值；
根据所述引下线支座的反力值进行计算，得到所述引下线上挂点的荷载值。
优选的，所述在上、下挂点的不同水平间距下，分别测量引下线的上、下挂点的荷载反力值包括：
在上、下挂点的不同水平间距下，通过预先安装的第一力学传感器和第二力学传感器分别测量引下线的上、下挂点的荷载反力值；其中，所述引下线吊在试验加荷塔的横梁上，所述引下线的上端通过第一力学传感器和卷扬机的起重绳连在一起，所述第一力学传感器套在竖直拉紧的钢索上，且在同一个竖直平面上下移动，所述引下线的下端通过第二力学传感器固定在活动支座，所述活动支座在水平地面上沿水平方向活动。
优选的，所述根据测量的所述引下线的上、下挂点的荷载反力值，以及引下线的放线长度进行计算，得到引下线的放线比率的公式为：
δ＝-0.004L2+0.0741L+3的
其中，L为导线长。
优选的，所述根据所述引下线的放线比率进行放线，确定引下线支座的反力值包括：
按照放线比率δ＝-0.004L2+0.0741L+3进行放线，得到所述引下线支座的反力值，其中，L为上下挂点的直线距离，所述引下线支座的反力值被控制在650N-800N之间。
优选的，所述根据所述引下线支座的反力值进行计算，得到所述引下线上挂点的荷载值包括：
将所述引下线支座的反力值代入P＝G-t进行计算，得到所述引下线上挂点的荷载值，其中，p为引下线上挂点的荷载值，G为引下线重量，t为引下线支座的反力值。
优选的，所述引下线为四分裂导线，或者四分裂以上导线。
相应的，本发明还提供一种确定变电站中引下线上挂点荷载的系统，包括：
测量单元，用于在上、下挂点的不同水平间距下，分别测量标有刻度的引下线的上、下挂点的荷载反力值；
放线比率确定单元，用于根据测量的所述引下线的上、下挂点的荷载反力值，以及引下线的放线长度进行计算，得到引下线的放线比率；
反力值确定单元，用于根据所述引下线的放线比率进行放线，确定引下线支座的反力值；
荷载计算单元，用于根据所述引下线支座的反力值进行计算，得到所述引下线上挂点的荷载值。
优选的，所述测量单元包括：
第一力学测量单元，用于在上、下挂点的不同水平间距下，测量引下线的上挂点的荷载反力值；
第二力学测量单元，用于在上、下挂点的不同水平间距下，测量引下线的下挂点的荷载反力值；
其中，所述引下线吊在试验加荷塔的横梁上，所述引下线的上端(通过第一力学测量单元和卷扬机的起重绳连在一起，所述第一力学测量单元套在竖直拉紧的钢索上，且在同一个竖直平面上下移动，所述第二力学测量单元安装在活动支座上，所述活动支座在水平地面上沿水平方向活动。
由上述技术方案可知，本发明对不同长度、不同上下挂点水平间距的同种引下线进行测试，测试在引下线(即导线)刚度影响下，引下线上挂点的荷载，并形成一套引下线放线方法，使引下线下端的支座反力值得到控制，从而准确的计算上端挂点荷载的大小。进一步为研究“V”型绝缘子串和均压环设计提供方便。
附图说明
图1为本发明提供的一种的确定变电站中引下线上挂点荷载的方法的流程图；
图2为本发明提供的一种测量引下线上下挂点荷载的试验示意图；
图3为本发明提供的一种确定变电站中引下线上挂点荷载的系统，其结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参阅图1，为本发明提供的一种的确定变电站中引下线上挂点荷载的方法的流程图；所述方法包括：
步骤101：在上、下挂点的不同水平间距下，分别测量标有刻度的引下线的上、下挂点的荷载反力值；
在上、下挂点的不同水平间距下，通过预先安装的第一力学传感器和第二力学传感器分别测量引下线的上、下挂点的荷载反力值；其中，所述引下线吊在试验加荷塔的横梁上，所述引下线的上端通过第一力学传感器和卷扬机的起重绳连在一起，所述第一力学传感器套在竖直拉紧的钢索上，且可以在同一个竖直平面上下移动，所述引下线的下端通过第二力学传感器固定在活动支座，所述活动支座可以在水平地面上沿水平方向活动。
步骤102：根据测量的所述引下线的上、下挂点的荷载反力值，以及引下线的放线长度进行计算，得到引下线的放线比率；
其放线比率的公式δ＝-0.004L2+0.0741L+3的，L为导线长。
步骤103：根据所述引下线的放线比率进行放线，确定引下线支座的反力值；
即按照放线比率公式δ＝-0.004L2+0.0741L+3进行放线，得到引下线支座的反力值，也就是说，按照这种放线方式，可以将引下线支座的反力值控制在650N-800N之间。
步骤104：根据所述引下线支座的反力值进行计算，得到所述引下线上挂点的荷载值。
也就是说，将所述引下线支座的反力值代入P＝G-t进行计算，得到所述引下线上挂点的荷载值，其中，p为引下线上挂点的荷载值，G为引下线重量，t为引下线支座的反力值。
本发明通过对不同长度，不同挂点水平间距的导线(比如四分裂导线)进行试验，在试验中测得上、下挂点的荷载反力值，以及所对应的上、下导线挂点的水平间距；根据在不同上、下挂点水平间距的情况下上下挂点的荷载值和放线长度得到引下线的放线比率公式为：δ＝-0.004L2+0.0741L+3，之后，根据此放线比率进行放线，可以将下挂点荷载控制在650N-800N之间。
也就是说，本发明是对不同长度、不同上下挂点水平间距的同种引下线进行测试，测试在引下线(即导线)刚度影响下，引下线上挂点的荷载，并形成一套引下线放线方法，使引下线下端的支座反力值得到控制，从而准确的计算上端挂点荷载的大小。进一步为研究“V”型绝缘子串和均压环设计提供方便。
为了便于本领域技术人员的理解，下面以具体的实例来说明。
还请参阅图2，为本发明提供的一种测量引下线上下挂点荷载的试验示意图。
该实验的试验目为
在该实施例中，引下线的上、下挂点分别与“V”串和设备终端连接，引下线传给上、下挂点的荷载值受引下线的线长、挂点水平间距及导线刚度等因素的影响，通过对不同长度，不同挂点水平间距的四分裂导线进行试验，在试验中测得上、下挂点的荷载反力值，以及所对应的上、下导线挂点的水平间距。具体为：根据在不同上、下挂点水平间距的情况下，测得上下挂点的荷载值，以及放线长度进行计算，得到引下线的放线比率公式为：
δ＝-0.004L2+0.0741L+3
其中，L为上下挂点的直线距离，且8≤L≤30。
根据此放线比率进行放线，可以将下挂点荷载控制在650N-800N之间，从而为研究“V”型串变形和均压环提供方便。
该实验的试验设计
如图2所示，在该实施例中，引下线20以四分裂导线为例。将30m长四分裂型号为JLHN58K-1600的导线安装在40m高的试验加荷塔的横梁21上，引下线的上端(A点)通过第一力学传感器22和卷扬机23的起重绳24连在一起，第一力学传感器22套在提前拉紧的竖直钢索25上，所述第一力学传感器22可以在同一个竖直平面上下移动；所述引下线的下端(B点)通过第二力学传感器26固定在活动支座27上，活动支座27可以在水平地面上沿水平方向活动，以此方式控制上下挂点的水平间距a，整个过程保证第一和第二力学传感器的方向均为竖直方向。
该实验的测量过程：
在测量之前，预先给30m长(本实施例以30m为例，但并不限于此)的四分裂导线标上等间距的刻度，比如将30m长四分裂导线的30m、28m......10m、8m位置分别做标记，以备进行不同长度引下线的试验，计量刻度标记所在的一端为四分裂导线的下端(靠近B端)，活动支座水平位置为从1m至4m每1m一个标记进行试验。但并不限于此，还可以根据实际需要进行增加或缩短水平位置的距离，本实施例不作限制。
试验时，将四分裂导线吊起，使四分裂导线形状和在变电构架上相同，待到导线静止或稳定时，记录两个力学传感器的数值，然后，将四分裂导线下端的支座进行平移1m进行下一个数据的记录，同一长度的四分裂导线的支座在不同位置所测量的数据为一组，当一组数据记录完毕后，将卷扬机放下2m长度(即卷扬机将四分裂导线拉下2m长度)，进行下一组数据的记录，以此类推，直到上、下挂点间的四分裂导线长度为8m(实际工程中最短引下线长度)时试验结束，最后将数据进行整理。当然，如果实际工程需要，最短引下线长度也可以小于8m，本实施例不作限制。
也就是说，根据测量的所述引下线的上、下挂点的荷载反力值，以及引下线的放线长度进行计算，得到引下线的放线比率
δ＝-0.004L2+0.0741L+3，其中，L为上下挂点的直线距离；
并根据所述引下线的放线比率进行放线，确定引下线支座的反力值。
最后，通过上挂点荷载折算的下端反力值，根据：t＝G-P，t为下端点反力值，G为导线重量，P为上挂点荷载值。即根据所述引下线支座的反力值进行计算，得到所述引下线上挂点的荷载值。
其中，引下线放线长度比率生成的方法
上导线挂点的荷载就越大，支座反力越小，即：
t＝G-P
p为引下线上挂点的荷载值，G为引下线重量，t为引下线支座的反力值。
同样一个位置不同长度的导线在支座处产生的支座反力值比较接近，又由于导线放线长度的随意性，所以采用一种放线方法，可以使不同长度导线在放线时能够控制支座反力为一个相同或较接近的荷载值。
此次试验中，不同长度导线在4m位置时的反力最小(表1.1)，可以对此位置时的放线长度情况下支座反力值进行分析。
表1.1 引下线下端支点反力(N)
由于导线放线长度的随意性，导致绝缘子下端引下线荷载差异较大，不可预知性较明显，根据表1.2中数据可以得出各个长度导线的放线长度百分率如表1.3所示，δ＝-0.004L2+0.0741L+3为上下挂点距离和防线比率关系式(在放线时，表1.2、1.3中的线长表示上下两挂点直线距离)。
本实施例通常采用式δ＝-0.004L2+0.0741L+3进行放线，用此关系放线后，导线支座反力值可以控制在650N-800N之间，即：t＝650-800N，再根据t＝G-P得P＝G-t，即可得引下线在绝缘子串下端的荷载值。由于t的取值范围对于绝缘子串变形的变化较小，为了方便起见，建议取用试验实测值的平均值作为t值，即t＝678N，但并不限于此。
表1.2 上下挂点直线距离差及0m位置放线长度
表1.3 上下挂点直线距离和放线长度
本发明通过放线比率δ＝-0.004L2+0.0741L+3进行放线，使引下线下端的支座反力值得到控制，从而得以控制上端挂点荷载的大小，为均压环设计提供方便。
基于上述方法的实现过程，本发明还提供一种确定变电站中引下线上挂点荷载的系统，其结构示意图详见图3，所述系统包括：测量单元31，放线比率确定单元32，反力值确定单元33和荷载计算单元34，其中，所述测量单元31，用于在上、下挂点的不同水平间距下，分别测量标有刻度的引下线的上、下挂点的荷载反力值；所述放线比率确定单元32，用于根据测量的所述引下线的上、下挂点的荷载反力值，以及引下线的放线长度进行计算，得到引下线的放线比率；所述反力值确定单元33，用于根据所述引下线的放线比率进行放线，确定引下线支座的反力值；所述荷载计算单元34，用于根据所述引下线支座的反力值进行计算，得到所述引下线上挂点的荷载值。
其中，所述测量单元包括：第一力学测量单元和第二力学测量单元，其中，
所述第一力学测量单元，比如第一力学测量器，用于在上、下挂点的不同水平间距下，测量引下线的上挂点的荷载反力值；
同时，所述第二力学测量单元，比如第二力学测量器，用于在上、下挂点的不同水平间距下，测量引下线的下挂点的荷载反力值；
其中，所述引下线吊在试验加荷塔的横梁上，所述引下线的上端(通过第一力学测量单元和卷扬机的起重绳连在一起，所述第一力学测量单元套在竖直拉紧的钢索上，且在同一个竖直平面上下移动，所述第二力学测量单元安装在活动支座上，所述活动支座在水平地面上沿水平方向活动。
所述系统中，各个单元的功能和作用的实现过程，详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
本发明对不同长度、不同上下挂点水平间距的同种引下线进行测试，测试在引下线(即导线)刚度影响下，引下线上挂点的荷载，并形成一套引下线放线方法，使引下线下端的支座反力值得到控制，从而准确的计算上端挂点荷载的大小。进一步为研究“V”型绝缘子串和均压环设计提供方便。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种确定变电站中引下线上挂点荷载的方法，其特征在于，包括：
在上、下挂点的不同水平间距下，分别测量标有刻度的引下线的上、下挂点的荷载反力值；
根据测量的所述引下线的上、下挂点的荷载反力值，以及引下线的放线长度进行计算，得到引下线的放线比率；
根据所述引下线的放线比率进行放线，确定引下线支座的反力值；
根据所述引下线支座的反力值进行计算，得到所述引下线上挂点的荷载值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在上、下挂点的不同水平间距下，分别测量引下线的上、下挂点的荷载反力值包括：
在上、下挂点的不同水平间距下，通过预先安装的第一力学传感器和第二力学传感器分别测量引下线的上、下挂点的荷载反力值；其中，所述引下线吊在试验加荷塔的横梁上，所述引下线的上端通过第一力学传感器和卷扬机的起重绳连在一起，所述第一力学传感器套在竖直拉紧的钢索上，且在同一个竖直平面上下移动，所述引下线的下端通过第二力学传感器固定在活动支座，所述活动支座在水平地面上沿水平方向活动。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据测量的所述引下线的上、下挂点的荷载反力值，以及引下线的放线长度进行计算，得到引下线的放线比率的公式为：
δ=-0.004L2+0.0741L+3的
其中，L为导线长。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述引下线的放线比率进行放线，确定引下线支座的反力值包括：
按照放线比率δ=-0.004L2+0.0741L+3进行放线，得到所述引下线支座的反力值，其中，L为上下挂点的直线距离，所述引下线支座的反力值被控制在650N-800N之间。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述引下线支座的反力值进行计算，得到所述引下线上挂点的荷载值包括：
将所述引下线支座的反力值代入P=G-t进行计算，得到所述引下线上挂点的荷载值，其中，P为引下线上挂点的荷载值，G为引下线重量，t为引下线支座的反力值。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述引下线为四分裂导线，或者四分裂以上导线。
7.一种确定变电站中引下线上挂点荷载的系统，其特征在于，包括：
测量单元，用于在上、下挂点的不同水平间距下，分别测量标有刻度的引下线的上、下挂点的荷载反力值；
放线比率确定单元，用于根据测量的所述引下线的上、下挂点的荷载反力值，以及引下线的放线长度进行计算，得到引下线的放线比率；
反力值确定单元，用于根据所述引下线的放线比率进行放线，确定引下线支座的反力值；
荷载计算单元，用于根据所述引下线支座的反力值进行计算，得到所述引下线上挂点的荷载值。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述测量单元包括：
第一力学测量单元，用于在上、下挂点的不同水平间距下，测量引下线的上挂点的荷载反力值；
第二力学测量单元，用于在上、下挂点的不同水平间距下，测量引下线的下挂点的荷载反力值；
其中，所述引下线吊在试验加荷塔的横梁上，所述引下线的上端（通过第一力学测量单元和卷扬机的起重绳连在一起，所述第一力学测量单元套在竖直拉紧的钢索上，且在同一个竖直平面上下移动，所述第二力学测量单元安装在活动支座上，所述活动支座在水平地面上沿水平方向活动。
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