CN106570239B - 软母线下料长度计算方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种软母线下料长度计算方法及装置。该计算方法包括以下步骤:参数获取步骤，获取软母线参数和绝缘子串参数；总长度确定步骤，根据所述软母线参数和所述绝缘子串参数确定构架内的软母线总长度；下料长度确定步骤，根据构架内软母线总长度和的绝缘子串长度确定为软母线下料长度。本发明提供的软母线下料长度计算方法，通过能够直接获取的构架内软母线参数和绝缘子串参数，能精确计算出安装所需要的软母线下料长度，使得软母线安装过程中，可以直接在地面上进行软母线压接，避免了现场安装‑拆除‑安装重复性作业，优化了施工工艺，避免了使用高空作业车和高空作业的危险，在很大程度上提高了施工安全和施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，具体而言，涉及一种软母线下料长度计算方法及装置。
背景技术
目前，在变电站，应用于各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备和相应的配电装置连接，大都采用矩形或圆形截面的裸导线，统称为软母线。
现有技术中，变电站软母线(也称上跨线)架设工艺包括：施工准备、测量下料长度、金具安装、绝缘子串安装、软母线悬挂、驰度测量调整和引下线安装连接等步骤。其中，下料长度测量的精度影响到整个施工操作的效率以及三相导线的弧垂一致性和美观性。
现有施工方法中，主要依靠施工人员主观经验，施工人员首先进行比样，然后依靠个人经验确定导线的长度，由于依据个人经验确定导线的长度可能会误差较大，所以一般在施工时，可能会导致安装-拆除-安装的重复性作业。由于一次设备连线施工属于高空作业，这种安装-拆除-安装的重复性作业会增加高空作业时间和施工工艺的复杂度，这不仅会延长施工时间，同时也存在一定的安全隐患；此外，由于导线长度确定的误差，还会造成导线和金具的浪费以及软母线弧垂一致性差等问题。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种软母线下料长度计算方法及装置，旨在解决现有的软母线施工工艺复杂的问题。
一个方面，本发明提出了一种软母线下料长度计算方法，该计算方法包括如下步骤：参数获取步骤，获取软母线参数和绝缘子串参数；总长度确定步骤，根据所述软母线参数和所述绝缘子串参数确定构架内所述软母线的总长度；下料长度确定步骤，根据构架内所述软母线的总长度和所述绝缘子串参数确定所述软母线下料长度。
进一步地，上述软母线下料长度计算方法中，所述参数获取步骤具体包括：获取所述软母线的档距l0、悬挂点高差h、最大弧垂fm和所述软母线单位长度载荷ω；以及，获取构架内所述软母线一侧的绝缘子串长度λ和所述绝缘子串单位长度载荷ω0；所述总长度确定步骤进一步包括：根据所述软母线的档距l0和所述悬挂点高差h确定所述软母线的悬挂点高差角β；根据所述软母线一侧的绝缘子串的长度λ和所述软母线档距l0确定所述绝缘子串档距比系数ε1；以及，根据所述绝缘子串单位长度载荷ω0与所述软母线单位长度载荷ω确定所述绝缘子串软母线载荷比系数ε2；根据下式确定软母线总长度L：
进一步地，上述软母线下料长度计算方法中，所述下料长度确定步骤中，根据下式确定软母线下料长度L0：
进一步地，上述软母线下料长度计算方法中，将所述绝缘子串档距比系数ε1确定为所述软母线一侧的绝缘子串的长度λ与软母线档距l0的比值。
进一步地，上述软母线下料长度计算方法中，将所述绝缘子串软母线载荷比系数ε2确定为所述绝缘子串单位长度载荷ω0与所述软母线单位长度载荷ω的比值。
本发明提供的软母线下料长度计算方法中，通过能够直接获取的构架内软母线参数和绝缘子串参数，能精确计算出安装所需要的软母线下料长度，使得软母线安装过程中，可以直接在地面上进行软母线压接，避免了现场安装-拆除-安装重复性作业，优化了施工工艺，避免了使用高空作业车和高空作业的危险，在很大程度上提高了施工安全和施工效率。
另一方面，本发明还提出了一种软母线下料长度计算装置，该装置包括：参数获取模块，用于获取软母线参数和绝缘子串参数；总长度确定模块，用于根据所述软母线参数和所述绝缘子串参数确定构架内所述软母线的总长度；下料长度确定模块，用于根据构架内所述软母线的总长度和所述软母线一侧的绝缘子串的长度确定所述软母线下料长度。
进一步地，上述软母线下料长度计算装置中，所述参数获取模块具体用于：获取所述软母线的档距l0、悬挂点高差h、最大弧垂fm和所述软母线单位长度载荷ω；获取构架内所述软母线一侧的绝缘子串长度λ和所述绝缘子串单位长度载荷ω0；
所述总长度确定模块具体用于：根据所述软母线的档距l0和所述悬挂点高差h确定所述软母线的悬挂点高差角β；根据所述软母线一侧的绝缘子串的长度λ和所述软母线档距l0确定所述绝缘子串档距比系数ε1；根据所述绝缘子串单位长度载荷ω0与所述软母线单位长度载荷ω确定所述绝缘子串软母线载荷比系数ε2；根据下式确定软母线总长度L：
进一步地，上述软母线下料长度计算装置中，所述下料长度确定模块用于：根据下式确定软母线下料长度L0：
进一步地，上述软母线下料长度计算装置中，所述总长度确定模块还用于：将所述绝缘子串档距比系数ε1确定为所述软母线一侧的绝缘子串的长度λ与软母线档距l0的比值。
进一步地，上述软母线下料长度计算装置中，所述总长度确定模块还用于：将所述绝缘子串软母线载荷比系数ε2确定为所述绝缘子串单位长度载荷ω0与所述软母线单位长度载荷ω的比值。
本发明中的提供的软母线下料长度计算装置，能精确计算出安装所需要的软母线下料长度，使得软母线安装过程中，可以直接在地面上进行软母线压接，避免了现场安装-拆除-安装重复性作业，优化了施工工艺，避免了使用高空作业车和高空作业的危险，在很大程度上提高了施工安全和施工效率。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的软母线下料长度计算方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的软母线下料长度计算方法中，构架间非均布载荷软母线受力分析图；
图3为本发明实施例提供的软母线计算装置的结构框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
方法实施例：
参见图1，图1为本发明实施例提供的软母线下料长度计算方法的流程图。如图所示，该方法包括如下步骤：
参数获取步骤S1，获取软母线参数和绝缘子串参数。
具体地，软母线参数可以包括:软母线的档距l0、悬挂点高差h、最大弧垂fm和软母线单位长度载荷ω。绝缘子参数可以包括构架内软母线一侧的绝缘子串长度λ和绝缘子串单位长度载荷ω0。具体实施时，软母线的载荷可以根据软母线的分裂型式进行确定，例如：若软母线为多分裂型式，此时软母线载荷按照多分裂总体带入计算。绝缘子串的载荷可以根据实际情况中绝缘子串的具体型式来确定，例如：若绝缘子串为多联型式，此时，绝缘子串载荷按多联串总体带入计算。需要说明的是，软母线的上述参数和绝缘子的上述参数的获取方式为本领域技术人员所公知，故不赘述。
总长度确定步骤S2，根据软母线参数和绝缘子串参数确定构架内软母线的总长度。软母线的总长度是指软母线在相邻两构架悬挂点之间的长度，该总长度包括：软母线长度和软母线两端的绝缘子串的长度。
具体地，根据软母线的档距l0和悬挂点高差h确定软母线的悬挂点高差角β；根据软母线一侧的绝缘子串的长度λ和软母线档距l0确定绝缘子串档距比系数ε1，绝缘子串档距比系数ε1可以为软母线一侧的绝缘子串的长度λ与软母线档距l0的比值，即
根据绝缘子串单位长度载荷ω0与软母线单位长度载荷ω确定绝缘子串软母线载荷比系数ε2，绝缘子串软母线载荷比系数ε2可以为绝缘子串单位长度载荷ω0与软母线单位长度载荷ω的比值，即
最后根据下式确定软母线总长度L：
下料长度确定步骤S3，根据构架内软母线的总长度和绝缘子串参数确定软母线下料长度。
具体地，根据下式确定软母线下料长度L0：
本实施例中，根据构架内软母线参数和绝缘子串参数，能计算出软母线的下料长度，使得软母线安装过程中，可以直接在地面上进行软母线下料并压接，避免了现有技术中安装-拆除-安装的重复性作业，不仅大大地提高了施工效率，减少了工人的高空作业时间，在一定程度上提高了施工的安全性，还避免了导线和安装金具的浪费，此外，由于对软母线下料长度的理论计算，也能够保证软母线的弧垂的一致性。
下面就本实施例的计算原理进行如下推导说明：
参见图2，以绝缘子串悬挂点为原点建立X-Y坐标系，由软母线两端悬挂点A、B弯矩为0的平衡条件可知：
由式(1)可得：
上式中：，
ΣMA为构架内全部载荷对于悬挂点A点的力矩；
∑MB为构架内全部载荷对于悬挂点B点的力矩；
QA、QB分别为构架内载荷在悬挂点A、B引起的相当于简支梁的支点剪
力，简支梁指的是两简支点间距为档距，假想梁受载荷与软母线相同；
T0为软母线受到的水平张力；
TAY为软母线在A点所受张力沿Y轴方向的分力；
TBY为软母线在B点所受张力沿Y轴方向的分力；
tanβ为软母线的悬挂点高差角的正切值，该正切值由悬挂点高差h与软母线的档距l0的比值确定。
取悬挂点A、B之间的A、C段进行受力分析，由其力矩平衡方程得：
T0y+TAYx-∑Mx＝0 (3)
将(2)代入(3)得：
其中，
∑Mx为软导线C点左侧的所受的全部载荷对C点的弯矩；
Mx为在假设AC段为简支梁的情况下，软导线在C点断面上的弯矩；
Qx为软母线在C点所受剪力在X轴方向的分力。
在AB档间，由于软母线的总长度为以下积分形式：
将式(5)代入式(6)可得：
将式(7)整理得到：
将式(8)根式中各项展开成
的幂级数，舍去
及其以上的高阶小量，经简化整理后得到：
因
可将式(9)化简为：
令
软母线总长度L计算式中包含导线水平张力值T0，在架线施工过程中T0并不能直接测得，需要通过软母线的最大弧垂fm来获得，构架内最大弧垂由式(12)确定：
令
则：
将式(13)和式(14)代入式(10)可知：
由于：
则可以得到：
需要说明的是，本实施例中的k1和k2是为了简化计算提出的中间系数，不具有任何物理意义。
所以，由(1)-式(17)得到：
由于软母线在架设时需要连接绝缘子串，所以在计算软母线下料长度时，需要将两端的绝缘子串的长度除去。具体实施时，根据下式(19)确定软母线下料长度L0：
需要说明的是，上述推导过程基于以下假设：
(Ι)软母线和绝缘子串均视为理想柔索，各点实际弯矩为0；
(Ⅱ)软母线及绝缘子串在张力作用下径向弹性变形为0；
(Ⅲ)软母线载荷不受弧垂变化影响；
(Ⅳ)绝缘子串悬挂后长度不变。
本实施例中，通过能够直接获取的构架内软母线参数和绝缘子串参数，能精确计算出安装所需要的软母线下料长度，使得软母线安装过程中，可以直接在地面上进行软母线压接，避免了现场安装-拆除-安装重复性作业，优化了施工工艺，避免了使用高空作业车和高空作业的危险，在很大程度上提高了施工安全和施工效率。
装置实施例：
参见图3，图中示出了本发明实施例提供的软母线计算装置的结构框图。如图所示，该计算装置包括：参数获取模块100、总长度确定模块200和下料长度确定模块300。
其中，参数获取模块100用于获取软母线参数和绝缘子串参数。其中，软母线参数包括：软母线的档距l0、悬挂点高差h、最大弧垂fm和软母线单位长度载荷ω；绝缘子串参数包括：构架内软母线一侧的绝缘子串长度λ和绝缘子串单位长度载荷ω0。需要说明的是，参数获取模块100的具体实施过程参见上述方法实施例即可，本实施例在此不再赘述。
总长度确定模块200用于根据软母线参数和绝缘子串参数确定构架内软母线的总长度。具体地，总长度确定模块200根据软母线的档距l0和悬挂点高差h确定软母线的悬挂点高差角β；根据软母线一侧的绝缘子串的长度λ和软母线档距l0确定绝缘子串档距比系数ε1；根据绝缘子串单位长度载荷ω0与软母线单位长度载荷ω确定绝缘子串软母线载荷比系数ε2；根据下式确定软母线总长度L：
此外，总长度确定模块200还可以用于：将绝缘子串档距比系数ε1确定为软母线一侧的绝缘子串的长度λ与软母线档距l0的比值；将绝缘子串软母线载荷比系数ε2确定为绝缘子串单位长度载荷ω0与软母线单位长度载荷ω的比值。需要说明的是，总长度确定模块200的具体实施过程参见上述方法实施例即可，本实施例在此不再赘述。
下料长度确定模块300用于根据构架内软母线的总长度和软母线一侧的绝缘子串的长度确定软母线下料长度。具体地，下料长度确定模块300用于：根据下式确定软母线下料长度L0：
本实施例中，根据构架内软母线参数和绝缘子串参数，能计算出软母线的下料长度，使得软母线安装过程中，可以直接在地面上进行软母线下料并压接，避免了现有技术中安装-拆除-安装的重复性作业，不仅大大地提高了施工效率，减少了工人的高空作业时间，在一定程度上提高了施工的安全性，还避免了导线和安装金具的浪费，此外，由于对软母线下料长度的理论计算，也能够保证软母线的弧垂的一致性。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (4)
1.一种软母线下料长度计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
参数获取步骤，获取软母线参数和绝缘子串参数；所述软母线参数包括：软母线的档距l0、悬挂点高差h、最大弧垂fm和软母线单位长度载荷ω；所述绝缘子串参数包括：构架内软母线一侧的绝缘子串长度λ和绝缘子串单位长度载荷ω0；
总长度确定步骤，根据所述软母线的档距l0和所述悬挂点高差h确定软母线的悬挂点高差角β；将绝缘子串档距比系数ε1确定为所述软母线一侧的绝缘子串的长度λ与软母线档距l0的比值；将绝缘子串软母线载荷比系数ε2确定为所述绝缘子串单位长度载荷ω0与所述软母线单位长度载荷ω的比值；根据下式确定所述软母线总长度L：
下料长度确定步骤，根据构架内所述软母线的总长度和所述绝缘子串参数确定所述软母线下料长度。
2.根据权利要求1所述的软母线下料长度计算方法，其特征在于，所述下料长度确定步骤中，根据下式确定所述软母线下料长度L0：
3.一种软母线下料长度计算装置，其特征在于，包括：
参数获取模块100，用于获取软母线参数和绝缘子串参数；其中，所述软母线参数包括：软母线的档距l0、悬挂点高差h、最大弧垂fm和软母线单位长度载荷ω；所述绝缘子串参数包括：构架内软母线一侧的绝缘子串长度λ和绝缘子串单位长度载荷ω0；
总长度确定模块200，用于根据所述软母线的档距l0和所述悬挂点高差h确定软母线的悬挂点高差角β；将绝缘子串档距比系数ε1确定为所述软母线一侧的绝缘子串的长度λ与软母线档距l0的比值；将绝缘子串软母线载荷比系数ε2确定为所述绝缘子串单位长度载荷ω0与所述软母线单位长度载荷ω的比值；根据下式确定所述软母线总长度L：
下料长度确定模块300，用于根据构架内所述软母线的总长度和所述软母线一侧的绝缘子串的长度确定所述软母线下料长度。
4.根据权利要求3所述的软母线下料长度计算装置，其特征在于，所述下料长度确定模块300用于：根据下式确定软母线下料长度L0：
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