CN115275873A - 输电线张力放线走板过转角塔的张力机出口张力调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种输电线张力放线走板过转角塔的张力机出口张力调整方法，包括牵展计算、转向滑车预倾斜角计算、走板转动轴的力矩平衡方程、张力机出口张力与走板倾斜角的数学模型以及走板过转角塔的张力机出口张力的调整策略。由牵展计算和转角塔的转角度数计算出转向滑车预倾斜角；再通过对走板的受力分析得到走板转动轴的力矩平衡方程，由此得到走板所受四根子导线拉力的竖直分量与走板倾斜角间的关系；通过导线斜抛物线悬挂曲线方程与牵展计算，得到张力机出口张力与走板倾斜角的数学模型；由此提出走板过转角塔四根子导线的张力机出口张力调整策略。

Description

输电线张力放线走板过转角塔的张力机出口张力调整方法

技术领域

本发明属于输电线路张力放线施工技术领域，尤其涉及一种输电线张力放线走板过转角塔的张力机出口张力调整方法。

背景技术

张力放线作为一种新型的放线方式已经成为输电线路施工过程中最重要的环节，放线过程中走板能否顺利通过放线滑车关系着整个放线过程的安全。

当前对输电线张力放线的力学模型的研究主要集中于架空线的牵展计算，并且在输电线张力放线过程中，需要多位监视人员跟踪整个放线过程，观察走板的姿态变化，通过对讲机将走板的状态报告给控制中心的指挥人员，指导张力场放线人员调整张力机出口张力进而对走板的姿态进行调整，因此需要大量工作人员相互配合才能完成整个放线过程，严重影响了施工效率。

目前张力放线力学模型对走板与滑车间的相对姿态研究较少，对走板的翻转姿态也未进行系统研究，虽然出现了通过无线视频对走板姿态进行监控的方式，但是需要在每个杆塔上架设摄像机，而且需要传输大量数据，并不适用各种地形的施工现场。也有现有技术通过ADAMS建立放线系统数值仿真模型，研究走板姿态的变化情况，并提出了相应的调整策略，但由于ADAMS软件本身的限制，导致只能在小档距、小高差及有限的放线档数下进行仿真，因此不能为整个放线过程走板的姿态调整提供实际指导。

发明内容

为了填补现有技术的空白，本发明提供一种输电线张力放线走板过转角塔的张力机出口张力调整方法，在放线段无监视人员的情况下，通过控制张力机四根子导线的出口张力，使走板倾斜角与转向滑车预倾斜角相等，保证走板顺利通过转向滑车，可以有效解决目前张力放线过程中需要监视人员监视走板姿态并指导张力场放线人员通过调整张力机出口张力来调整走板姿态的问题。

其包括牵展计算、转向滑车预倾斜角计算、走板转动轴的力矩平衡方程、张力机出口张力与走板倾斜角的数学模型以及走板过转角塔的张力机出口张力的调整策略。由牵展计算和转角塔的转角度数计算出转向滑车预倾斜角；再通过对走板的受力分析得到走板转动轴的力矩平衡方程，由此得到走板所受四根子导线拉力的竖直分量与走板倾斜角间的关系；通过导线斜抛物线悬挂曲线方程与牵展计算，得到张力机出口张力与走板倾斜角的数学模型；由此提出走板过转角塔四根子导线的张力机出口张力调整策略。本发明可以根据危险点的位置、放线档的档距和高差、转角塔的转角度数自动计算走板过转角塔的张力机出口张力，实现在无监视人员的情况下通过控制张力机出口张力来调整走板的倾斜角，使走板顺利通过转向滑车，具有非常高的工程应用价值。

其具体采用以下技术方案：

一种输电线张力放线走板过转角塔的张力机出口张力调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：确定导线、牵引绳、放线滑车与走板的参数；确定放线段内危险点的位置和最小安全距离；确定每个放线档的档距、高差和线路转角度数信息；

步骤S2：根据危险点的位置和相应的最小安全距离要求，通过简化的抛物线公式，计算导线在控制档的水平张力H；

步骤S3：根据控制档的水平张力H，结合每个放线档的档距和高差递推出张力机的出口张力T_Tj，取整个放线段的最大出口张力(T_Tj)_max作为张力机出口张力的控制值T_T；

步骤S4：根据步骤S3所计算的张力机出口张力T_T并结合放线档的高差和高差角确定导线在放线段各杆塔放线滑车两侧的轴向张力，再利用斜抛物线模型计算导线在放线段各档的水平张力H_i；

步骤S5：利用步骤S4得到的导线在每个放线档的水平张力H_i计算杆塔放线滑车承受导线的垂直荷载W_i；

当垂直荷载W_i大于滑车的额定负荷T_Q时，则在该杆塔上挂双滑车，此时单个滑车承受的导线垂直荷载减半；

步骤S6：利用步骤S4得到的导线在放线档的水平张力H_i计算导线在放线滑车的包络角φ_a并判断φ_a的大小；

当φ_a大于30°时，则在该杆塔上挂双滑车，此时单个滑车承受的导线垂直荷载减半；

步骤S7：根据已知的转角塔的转角度数α和步骤S4计算得到的导线在每一个放线档的水平张力H_i计算出导线对转向滑车的水平转角分力，再结合步骤S5计算的导线垂直荷载计算出转向滑车的预倾斜角η；

步骤S8：在走板过转向滑车前，对其进行动力学分析，得到当走板转动时走板绕转动轴转动的力矩平衡方程，得到各子导线拉力的竖直分量与走板倾斜角的数学模型；

步骤S9：在步骤S9得到的数学模型基础上，通过架空线斜抛物线悬挂曲线方程与牵展计算，得到张力机出口张力与走板倾斜角的数学模型；

步骤S10：根据步骤S9获得的数学模型进行走板过转角塔四根子导线的张力机出口张力调整。

进一步地，在步骤S2中，计算导线在控制档的水平张力H如式(4)所示：

其中，ω为导线的单位长度自重；s为控制点距离临近杆塔的水平距离；l为危险点所在放线档的档距；N为控制点距离临近杆塔导线挂点的高差；Y为控制点的安全距离；β为控制档的高差角；当控制档的高差为负时式中的“±”取“+”，反之，取“-”。

进一步地，在步骤S3中，放线档内各控制档对应的张力机出口张力T_Tj为：

则张力机出口张力的控制值为：

T_T＝(T_Tj)_max (7)

其中，H_j为导线在第j档即控制档的水平张力；ε为导线与滑车的摩擦系数；K_j为放线档张力系数，是放线档放线水平张力与张力机出口张力的比值；(T_Tj)_max为张力机最大出口张力；T_D为导线设计拉断力；h_j为第j号档的高差，当牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时，h_i前的“±”取“+”，反之，取“-”。

进一步地，步骤S4的具体计算过程为：

步骤S41：计算导线在各挂点两侧的轴向张力为：

T_Zi＝T′_Zi-1±ωh_i (8)

T′_Zi＝T_Ziε (9)

其中，T_Zi为导线在第i号杆塔挂点张力侧的轴向张力；T′_Zi为导线在第i号杆塔挂点牵引侧的轴向张力，当i＝1时，T′_Zi-1为张力机的最大出口张力T_T；当牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时，h_i前的“±”取“+”，反之，取“-”；

步骤S42：计算导线在每个放线档的水平张力H_i为：

其中，

为导线平均轴向张力；l_i为放线档第i号档的档距。

进一步地，在步骤S5中，滑车承受的导线垂直荷载计算如下：

其中，l_i和l_i+1为滑车所在杆塔前、后侧的档距；h_i和h_i+1为滑车所在杆塔前、后侧导线悬挂点间的高差，当相邻杆塔悬挂点较低时取塔“+”号，反之取“-”号。

进一步地，在步骤S6中，包络角计算如式(12)所示：

其中，α为该转角塔的转角度数；θ_A为放线滑车前侧即张力侧的绳索悬垂角；θ_B为放线滑车后侧即牵引侧的绳索悬垂角；H_i为放线档第i档的水平张力；H_i+1为放线档放线档第i+1档的水平张力。

进一步地，在步骤S7中，计算的具体过程为：

步骤S71：计算转向滑车在水平方向上的受力为：

步骤S72：计算转向滑车竖直方向上的受力为：

步骤S73：计算转向滑车的预倾斜角为：

其中,W_H为转向滑车的自重；N为转向滑车的个数；k为冲击系数。

作为优选，在该步骤中，为使走板能顺利通过转向滑车，需要对转角塔上的转向滑车采取预倾斜措施，通过分析转向滑车在水平方向上和竖直方向上的受力，从而计算出转向滑车的预倾斜角。

进一步地，步骤S8具体包括以下步骤：

在导线的牵放过程中，只考虑走板受四根子导线的拉力、牵引绳的牵引力和走板自身重力，当走板受到的四根子导线拉力大小不等时，走板会绕其平面中心轴线转动，由于平衡锤的作用，走板在转动到一定角度后会保持平衡，由此获得走板转动轴的力矩平衡方程；

步骤S81：设走板与走板上的平衡锤始终保持垂直关系，且走板在牵引过程中的俯仰角为零；走板转动轴的力矩平衡方程为：

F₁'·2L+F₂'·L+m₁g·x₁＝F₃'·L+F₄'·2L (18)

其中，F₁'为一号子导线拉力F₁的竖直分量；F₂'为二号子导线拉力F₂的竖直分量；F₃'为三号子导线拉力F₃的竖直分量；F₄'为四号子导线拉力F₄的竖直分量；m₁为走板平衡锤的重量；L为拉力的力臂，x₁为平衡锤重力的力臂；

步骤S82：由

并结合式(18)得到子导线拉力竖直分量与走板的倾斜角关系为：

其中，D为走板的长度；d为平衡锤的长度；λ为走板的转动角度。

进一步地，步骤S9具体包括以下步骤：

将走板所连接的整条架空线看成抛物线，对架空线斜抛物线悬挂曲线方程求导获得走板所受四根子导线拉力的水平分量与竖直分量间的关系，并结合得到走板所受四根子导线拉力的水平分量与走板倾斜角之间的关系；最后通过导线的牵展计算递推出导线拉力的水平分量对应的张力机出口张力，由此得到各子导线的张力机出口张力与走板倾斜角的数学模型；

在本发明实例中，通过使走板的倾斜角与转向滑车预倾斜角相等，即λ＝η，可求得此时四根子导线的张力机的出口张力；

步骤S91：构建架空线斜抛物线悬挂曲线方程为：

其中，当放线档牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时式中的“±”取“+”，反之，取“-”；

步骤S92：通过对架空线斜抛物线悬挂曲线方程式(20)求导获得子导线拉力的水平分量与竖直分量间的关系为：

其中，H₀为子导线拉力的水平分量；l为走板所在放线档的档距；β为高差角；

步骤S93：由公式(21)得到该放线档内四根子导线拉力的水平分量与走板倾斜角的关系为：

其中，H₁为一号子导线拉力的水平分量；H₂为二号子导线拉力的水平分量；H₃为三号子导线拉力的水平分量；H₄为四号子导线拉力的水平分量；

步骤S94：由公式(5)和公式(6)从放线档水平张力递推出张力机出口张力，得到四根子导线张力机的出口张力与走板倾斜角度的数学模型为：

其中，T₁为一号子导线的张力机出口张力；T₂为二号子导线的张力机出口张力；T₃为三号子导线的张力机出口张力；T₄为四号子导线的张力机出口张力，K_i为放线档张力系数；当牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时式中的“±”取“+”，反之，取“-”。

进一步地，在步骤S10中：

在满足四根子导线的张力机初始出口张力相等，并且为保证导线距离重要跨越物的最小安全距离，在调整T₁、T₂、T₃和T₄的值时确保不能小于初始出口张力四根子导线的张力机出口张力的前提下，可选的调整策略包括：

策略一：保持T₂和T₃的值为初始出口张力不变，利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值调整T₄与T₁的值，保持T₁不变时，通过调整T₄的值调整走板的倾斜角；

策略二：保持T₂和T₃的值为初始出口张力不变，利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值调整T₄与T₁的值，保持T₄不变时，通过调整T₁的值调整走板的倾斜角；

策略三：保持T₂和T₃的值为初始出口张力不变，利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值调整T₄与T₁的值，通过同时调整T₄与T₁的值调整走板的倾斜角；

策略四：将张力机初始出口张力的0％到50％作为T₂与T₃的差值调整范围，以此调整T₂与T₃的值，再利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值调整T₄与T₁的值，保持T₁不变时，通过调整T₄的值调整走板的倾斜角；

策略五：将张力机初始出口张力的0％到50％作为T₂与T₃的差值调整范围，以此调整T₂与T₃的值，再利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值调整T₄与T₁的值，保持T₄不变时，通过调整T₁的值调整走板的倾斜角；

策略六：将张力机初始出口张力的0％到50％作为T₂与T₃的差值调整范围，以此调整T₂与T₃的值，再利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值调整T₄与T₁的值，通过同时调整T₄与T₁的值调整走板的倾斜角。

本发明及其优选方案包括牵展计算、转向滑车预倾斜角计算、走板转动轴的力矩平衡方程、张力机出口张力与走板倾斜角的数学模型以及走板过转角塔的张力机出口张力的调整策略。由牵展计算和转角塔的转角度数计算出转向滑车预倾斜角；再通过对走板的受力分析得到走板转动轴的力矩平衡方程，由此得到走板所受四根子导线拉力的竖直分量与走板倾斜角间的关系；通过导线斜抛物线悬挂曲线方程与牵展计算，得到张力机出口张力与走板倾斜角的数学模型；由此提出走板过转角塔四根子导线的张力机出口张力调整策略。可以根据危险点的位置、放线档的档距和高差、转角塔的转角度数自动计算走板过转角塔的张力机出口张力，实现在无监视人员的情况下通过控制张力机出口张力来调整走板的倾斜角，使走板顺利通过转向滑车，具有非常高的工程应用价值。

其方案中，根据危险点的位置、每个放线档的档距和高差等计算出导线在每一个放线档的水平张力以及每个杆塔上放线滑车承受的导线垂直荷载，当放线滑车承受的导线垂直荷载大于放线滑车的额定负荷或者导线在滑车上的包络角大于30°时在该杆塔上悬挂双滑车，此时该杆塔上的单个滑车承受的导线垂直荷载为原来的一半。

根据已知的转角塔的转角度数和计算得到的导线在每一个放线档的水平张力计算出转向滑车在水平方向上的受力，再结合计算得到的转向滑车受到的导线垂直荷载计算出转向滑车的预倾斜角。

为便于分析和简化计算，在导线的展放过程中，只考虑走板受四根子导线的拉力、牵引绳的牵引力和走板自身重力，当走板受到的四根子导线拉力大小不等时，走板会绕其平面中心轴线转动，由此建立当走板发生转动时走板转动轴的力矩平衡方程，获得各子导线拉力的竖直分量与走板倾斜角的数学模型，便于提出走板倾斜角的调整策略。

将走板所连接的整条架空线看成抛物线，对架空线斜抛物线悬挂曲线方程求导得到走板所受四根子导线拉力的水平分量与竖直分量的关系，并根据计算得到的走板所受四根子导线拉力的竖直分量与走板倾斜角的数学模型，得到走板所受四根子导线拉力的水平分量与走板倾斜角之间的关系；最后通过牵展计算递推出四根子导线拉力的水平分量对应的张力机出口张力，由此得到四根子导线的张力机出口张力与走板倾斜角的数学模型。

在走板过转角塔时，希望走板的倾斜角与转向滑车的预倾斜角保持一致，根据权利3得到的转向滑车预倾斜角与计算得到的各子导线的张力机出口张力与走板倾斜角的数学模型可知，当走板倾斜角与转向滑车预倾斜角相同时，即可得到在已知走板倾斜角的条件下四根子导线张力机的出口张力，由此提出走板过转角塔时四根子导线的张力机出口张力的调整策略。

其有益效果包括：能够根据危险点的位置、放线档的档距和高差、转角塔的转角度数自动计算走板过转角塔的张力机出口张力，并提出走板过转角塔的张力机出口张力调整策略，实现了在无监视人员的情况下通过控制张力机出口张力来调整走板的倾斜角，使走板顺利通过转向滑车，具有很高的实用价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

图1为本发明实施例模型计算方法流程图。

图2为本发明实施例建立的一牵四走板主视图。

图3为本发明实施例建立的一牵四走板正视图。

图4为本发明实施例建立的一牵四走板左视图。

图中：1-走板，2-平衡锤，3-一号子导线，4-二号子导线，5-三号子导线，6-四号子导线，7-牵引绳，8-转动轴。

具体实施方式

为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：

如图1所示，本实施例提供的输电线张力放线走板过转角塔出口张力调整策略流程图，如图2-图4所示，导线展放方式采用一牵四同步展放，实施的具体步骤如下：

(1)、确定导线、牵引绳7、放线滑车和走板1的参数；确定放线段内危险点的位置和最小安全距离；确定每个放线档的档距、高差和线路转角度数信息；确定导线的牵引根数m＝4。在本实例中，将架空线视为没有刚性的理想柔性索链且架空线的比载沿斜档距均匀分布。

(2)、在架线施工前，需要对沿路的危险点进行勘察，根据危险点的位置和最小安全距离要求，利用简化的抛物线公式，计算导线在控制档的水平张力H如式(4)：

其中，ω为导线的单位长度自重，N/m；s为控制点距离临近杆塔的水平距离，m；l为危险点所在放线档的档距，m；N为控制点距离临近杆塔导线挂点的高差，m；Y为控制点的安全距离，m；β为控制档的高差角；当控制档的高差为负时式中的“±”取“+”，反之，取“-”。

(3)、根据控制档的水平张力H，结合每个放线档的档距和高差递推出张力机的出口张力T_Tj，由于一个放线段内可能有多个危险点，即对应多个出口张力，因此取整个放线段的最大出口张力(T_Tj)_max作为张力机出口张力的控制值T_T。放线档内各控制档对应的张力机出口张力T_Tj为：

则张力机出口张力的控制值为：

T_T＝(T_Tj)_max (7)

其中，H_j为导线在第j档即(控制档)的水平张力；ε为导线与滑车的摩擦系数，一般取1.012～1.015；K_j为放线档张力系数，是放线档放线水平张力与张力机出口张力的比值；(T_Tj)_max为张力机最大出口张力，N；T_D为导线设计拉断力；h_j为第j号档的高差，m，当牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时，h_i前的“±”取“+”，反之，取“-”。

(4)、在计算导线在每个放线档水平张力前，需计算导线在杆塔挂点两侧的轴向张力，然后计算导线在每个放线档的水平张力H_i。

a、导线在各挂点两侧的轴向张力为：

T_Zi＝T′_Zi-1±ωh_i (8)

T′_Zi＝T_Ziε (9)

其中，T_Zi为导线在第i号杆塔挂点张力侧的轴向张力，N；T′_Zi为导线在第i号杆塔挂点牵引侧的轴向张力，N，当i＝1时，T′_Zi-1为张力机的最大出口张力T_T，N；当牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时，h_i前的“±”取“+”，反之，取“-”。

b、导线在每个放线档的水平张力H_i为：

其中，

为导线平均轴向张力；l_i为放线档第i号档的档距；

(5)、导线在经过杆塔上的滑车时会对滑车产生垂直荷载，垂直荷载的大小决定是否挂双滑车；当滑车承受的导线垂直荷载大于滑车的额定负荷T_Q时，则需在该杆塔上挂双滑车，此时单个滑车承受的导线垂直荷载减半。滑车承受的导线垂直荷载计算如下：

其中，l_i和l_i+1为滑车所在杆塔前、后侧的档距；h_i和h_i+1为滑车所在杆塔前、后侧导线悬挂点间的高差，当相邻杆塔悬挂点较低时取塔“+”号，反之取“-”号。

(6)、导线在滑车上的包络角大小也决定着是否挂双滑车，当包络角大于30°时，则需在该杆塔上挂双滑车，此时单个滑车承受的导线垂直荷载减半，包络角计算如式(12)：

其中，α为该转角塔的转角度数；θ_A为放线滑车前侧(张力侧)的绳索悬垂角；θ_B为放线滑车后侧(牵引侧)的绳索悬垂角；H_i为放线档第i档的水平张力；H_i+1为放线档放线档第(i+1)档的水平张力。

(7)、为使走板顺利通过转向滑车，需要对转角塔上的转向滑车采取预倾斜措施，通过分析转向滑车在水平方向上和竖直方向上的受力，从而计算出转向滑车的预倾斜角。

a、转向滑车在水平方向上为：

b、转向滑车竖直方向上的受力为：

c、转向滑车的预倾斜角为：

其中,W_H为转向滑车的自重，N；N为转向滑车的个数；k为冲击系数，由安全规程一般取k＝1.2。

(8)、为研究在导线牵放过程中走板的姿态变化，对走板进行受力分析，一牵四走板主视图如图(2)所示，只考虑走板受四根子导线的拉力、牵引绳的牵引力和走板自身重力，当走板受到的四根子导线拉力大小不等时，走板会绕其平面中心轴线转动，由于平衡锤2的作用，走板在转动到一定角度后会保持平衡，由此建立走板转动轴8的力矩平衡方程，并得到走板各子导线拉力的竖直分量与倾斜角的数学模型。

a、为方便分析和计算，假设走板与走板上的平衡锤始终保持垂直关系，且走板在牵引过程中的俯仰角为零，一牵四走板正视图如图(3)所示。通过对走板动力学分析可知，由于走板所受牵引力的作用线与走板的转动轴相交，因此牵引力对转动轴的力矩为零，不对走板的转动产生影响，走板的转动只与子导线拉力的竖直分量和平衡锤的重力有关，一牵四走板左视图如图(4)所示。走板转动轴的力矩平衡方程为：

F₁'·2L+F₂'·L+m₁g·x₁＝F₃'·L+F₄'·2L (18)

其中，F₁'为一号子导线3拉力F₁的竖直分量，N；F₂'为二号子导线4拉力F₂的竖直分量，N；F₃'为三号子导线5拉力F₃的竖直分量，N；F₄'为四号子导线6拉力F₄的竖直分量，N；m₁为走板平衡锤的重量，Kg；L为拉力的力臂，cm，x₁为平衡锤重力的力臂，cm。

b、由图(4)可知

并结合式(18)得到子导线拉力竖直分量与走板的倾斜角关系为：

其中，D为走板的长度，m；d为平衡锤的长度，m；λ为走板的转动角度，°。

(9)、将走板所连接的整条架空线看成抛物线，对架空线斜抛物线悬挂曲线方程求导获得走板所受四根子导线拉力的水平分量与竖直分量间的关系，并根据式(19)得到的各子导线拉力的竖直分量与走板倾斜角度的数学模型，得到走板所受四根子导线拉力的水平分量与走板倾斜角之间的关系。最后通过导线的牵展计算递推出导线拉力的水平分量对应的张力机出口张力，由此得到各子导线的张力机出口张力与走板倾斜角的数学模型。

a、架空线斜抛物线悬挂曲线方程为：

其中，当放线档牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时式中的“±”取“+”，反之，取“-”。

b、通过对架空线斜抛物线悬挂曲线方程式(20)求导可得子导线拉力的水平分量与竖直分量间的关系为：

其中，H₀为子导线拉力的水平分量，N；l为走板所在放线档的档距，m；β为高差角。

c、由公式(21)可以得到该放线档内四根子导线拉力的水平分量与走板倾斜角的关系为：

其中，H₁为一号子导线拉力的水平分量，N；H₂为二号子导线拉力的水平分量，N；H₃为三号子导线拉力的水平分量，N；H₄为四号子导线拉力的水平分量，N。

d、由公式(5)和公式(6)可以从放线档水平张力递推出张力机出口张力，得到四根子导线张力机的出口张力与走板倾斜角度的数学模型为：

其中，T₁为一号子导线的张力机出口张力，N；T₂为二号子导线的张力机出口张力，N；T₃为三号子导线的张力机出口张力，N；T₄为四号子导线的张力机出口张力，N。

(10)、在走板过转角塔时，希望走板的倾斜角与转向滑车的预倾斜角保持一致，由公式(23)可得到在已知走板倾斜角的条件下四根子导线张力机的出口张力，由此提出走板过转角塔四根子导线的张力机出口张力的调整策略。

由于四根子导线的张力机初始出口张力相等，并且为保证导线距离重要跨越物的最小安全距离，在调整T₁、T₂、T₃和T₄的值时要确保不能小于初始出口张力，因此四根子导线的张力机出口张力调整策略有如下几种策略：

策略一：保持T₂和T₃的值为初始出口张力不变，利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值来调整T₄与T₁的值，保持T₁不变时，通过调整T₄的值来调整走板的倾斜角。

策略二：保持T₂和T₃的值为初始出口张力不变，利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值来调整T₄与T₁的值，保持T₄不变时，通过调整T₁的值来调整走板的倾斜角。

策略三：保持T₂和T₃的值为初始出口张力不变，利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值来调整T₄与T₁的值，通过同时调整T₄与T₁的值来调整走板的倾斜角。

策略四：将张力机初始出口张力的0％到50％作为T₂与T₃的差值调整范围，以此来调整T₂与T₃的值，再利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值来调整T₄与T₁的值，保持T₁不变时，通过调整T₄的值来调整走板的倾斜角。

策略五：将张力机初始出口张力的0％到50％作为T₂与T₃的差值调整范围，以此来调整T₂与T₃的值，再利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值来调整T₄与T₁的值，保持T₄不变时，通过调整T₁的值来调整走板的倾斜角。

策略六：将张力机初始出口张力的0％到50％作为T₂与T₃的差值调整范围，以此来调整T₂与T₃的值，再利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值来调整T₄与T₁的值，通过同时调整T₄与T₁的值来调整走板的倾斜角。

本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的输电线张力放线走板过转角塔的张力机出口张力调整方法，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种输电线张力放线走板过转角塔的张力机出口张力调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：确定导线、牵引绳、放线滑车与走板的参数；确定放线段内危险点的位置和最小安全距离；确定每个放线档的档距、高差和线路转角度数信息；

步骤S2：根据危险点的位置和相应的最小安全距离要求，通过简化的抛物线公式，计算导线在控制档的水平张力H；

步骤S3：根据控制档的水平张力H，结合每个放线档的档距和高差递推出张力机的出口张力T_Tj，取整个放线段的最大出口张力(T_Tj)_max作为张力机出口张力的控制值T_T；

步骤S4：根据步骤S3所计算的张力机出口张力T_T并结合放线档的高差和高差角确定导线在放线段各杆塔放线滑车两侧的轴向张力，再利用斜抛物线模型计算导线在放线段各档的水平张力H_i；

步骤S5：利用步骤S4得到的导线在每个放线档的水平张力H_i计算杆塔放线滑车承受导线的垂直荷载W_i；

当垂直荷载W_i大于滑车的额定负荷T_Q时，则在该杆塔上挂双滑车，此时单个滑车承受的导线垂直荷载减半；

步骤S6：利用步骤S4得到的导线在放线档的水平张力H_i计算导线在放线滑车的包络角φ_a并判断φ_a的大小；

当φ_a大于30°时，则在该杆塔上挂双滑车，此时单个滑车承受的导线垂直荷载减半；

步骤S7：根据已知的转角塔的转角度数α和步骤S4计算得到的导线在每一个放线档的水平张力H_i计算出导线对转向滑车的水平转角分力，再结合步骤S5计算的导线垂直荷载计算出转向滑车的预倾斜角η；

步骤S8：在走板过转向滑车前，对其进行动力学分析，得到当走板转动时走板绕转动轴转动的力矩平衡方程，得到各子导线拉力的竖直分量与走板倾斜角的数学模型；

步骤S9：在步骤S9得到的数学模型基础上，通过架空线斜抛物线悬挂曲线方程与牵展计算，得到张力机出口张力与走板倾斜角的数学模型；

步骤S10：根据步骤S9获得的数学模型进行走板过转角塔四根子导线的张力机出口张力调整。

2.根据权利要求1所述的输电线张力放线走板过转角塔的张力机出口张力调整方法，其特征在于：

在步骤S2中，计算导线在控制档的水平张力H如式(4)所示：

其中，ω为导线的单位长度自重；s为控制点距离临近杆塔的水平距离；l为危险点所在放线档的档距；N为控制点距离临近杆塔导线挂点的高差；Y为控制点的安全距离；β为控制档的高差角；当控制档的高差为负时式中的“±”取“+”，反之，取“-”。

3.根据权利要求2所述的输电线张力放线走板过转角塔的张力机出口张力调整方法，其特征在于：

在步骤S3中，放线档内各控制档对应的张力机出口张力T_Tj为：

则张力机出口张力的控制值为：

T_T＝(T_Tj)_max (7)

其中，H_j为导线在第j档即控制档的水平张力；ε为导线与滑车的摩擦系数；K_j为放线档张力系数，是放线档放线水平张力与张力机出口张力的比值；(T_Tj)_max为张力机最大出口张力；T_D为导线设计拉断力；h_j为第j号档的高差，当牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时，h_i前的“±”取“+”，反之，取“-”。

4.根据权利要求3所述的输电线张力放线走板过转角塔的张力机出口张力调整方法，其特征在于：

步骤S4的具体计算过程为：

步骤S41：计算导线在各挂点两侧的轴向张力为：

T_Zi＝T'_Zi-1±ωh_i (8)

T'_Zi＝T_Ziε (9)

其中，T_Zi为导线在第i号杆塔挂点张力侧的轴向张力；T'_Zi为导线在第i号杆塔挂点牵引侧的轴向张力，当i＝1时，T'_Zi-1为张力机的最大出口张力T_T；当牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时，h_i前的“±”取“+”，反之，取“-”；

步骤S42：计算导线在每个放线档的水平张力H_i为：

其中，

为导线平均轴向张力；l_i为放线档第i号档的档距。

5.根据权利要求4所述的输电线张力放线走板过转角塔的张力机出口张力调整方法，其特征在于：在步骤S5中，滑车承受的导线垂直荷载计算如下：

其中，l_i和l_i+1为滑车所在杆塔前、后侧的档距；h_i和h_i+1为滑车所在杆塔前、后侧导

线悬挂点间的高差，当相邻杆塔悬挂点较低时取塔“+”号，反之取“-”号。

6.根据权利要求5所述的输电线张力放线走板过转角塔的张力机出口张力调整方法，其特征在于：在步骤S6中，包络角计算如式(12)所示：

其中，α为该转角塔的转角度数；θ_A为放线滑车前侧即张力侧的绳索悬垂角；θ_B为放线滑车后侧即牵引侧的绳索悬垂角；H_i为放线档第i档的水平张力；H_i+1为放线档放线档第i+1档的水平张力。

7.根据权利要求6所述的输电线张力放线走板过转角塔的张力机出口张力调整方法，其特征在于：在步骤S7中，计算的具体过程为：

步骤S71：计算转向滑车在水平方向上的受力为：

步骤S72：计算转向滑车竖直方向上的受力为：

步骤S73：计算转向滑车的预倾斜角为：

其中,W_H为转向滑车的自重；N为转向滑车的个数；k为冲击系数。

8.根据权利要求7所述的输电线张力放线走板过转角塔的张力机出口张力调整方法，其特征在于：步骤S8具体包括以下步骤：

步骤S81：设走板与走板上的平衡锤始终保持垂直关系，且走板在牵引过程中的俯仰角为零；走板转动轴的力矩平衡方程为：

F₁'·2L+F'₂·L+m₁g·x₁＝F'₃·L+F'₄·2L (18)

其中，F₁'为一号子导线拉力F₁的竖直分量；F'₂为二号子导线拉力F₂的竖直分量；F'₃为三号子导线拉力F₃的竖直分量；F'₄为四号子导线拉力F₄的竖直分量；m₁为走板平衡锤的重量；L为拉力的力臂，x₁为平衡锤重力的力臂；

步骤S82：由

并结合式(18)得到子导线拉力竖直分量与走板的倾斜角关系为：

其中，D为走板的长度；d为平衡锤的长度；λ为走板的转动角度。

9.根据权利要求8所述的输电线张力放线走板过转角塔的张力机出口张力调整方法，其特征在于：步骤S9具体包括以下步骤：

步骤S91：构建架空线斜抛物线悬挂曲线方程为：

其中，当放线档牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时式中的“±”取“+”，反之，取“-”；

步骤S92：通过对架空线斜抛物线悬挂曲线方程式(20)求导获得子导线拉力的水平分量与竖直分量间的关系为：

其中，H₀为子导线拉力的水平分量；l为走板所在放线档的档距；β为高差角；

步骤S93：由公式(21)得到该放线档内四根子导线拉力的水平分量与走板倾斜角的关系为：

其中，H₁为一号子导线拉力的水平分量；H₂为二号子导线拉力的水平分量；H₃为三号子导线拉力的水平分量；H₄为四号子导线拉力的水平分量；

步骤S94：由公式(5)和公式(6)从放线档水平张力递推出张力机出口张力，得到四根子导线张力机的出口张力与走板倾斜角度的数学模型为：

其中，T₁为一号子导线的张力机出口张力；T₂为二号子导线的张力机出口张力；T₃为三号子导线的张力机出口张力；T₄为四号子导线的张力机出口张力；K_i为放线档张力系数；当牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时式中的“±”取“+”，反之，取“-”。

10.根据权利要求9所述的输电线张力放线走板过转角塔的张力机出口张力调整方法，其特征在于：在步骤S10中：

在满足四根子导线的张力机初始出口张力相等，并且为保证导线距离重要跨越物的最小安全距离，在调整T₁、T₂、T₃和T₄的值时确保不能小于初始出口张力四根子导线的张力机出口张力的前提下，可选的调整策略包括：

策略一：保持T₂和T₃的值为初始出口张力不变，利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值调整T₄与T₁的值，保持T₁不变时，通过调整T₄的值调整走板的倾斜角；

策略二：保持T₂和T₃的值为初始出口张力不变，利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值调整T₄与T₁的值，保持T₄不变时，通过调整T₁的值调整走板的倾斜角；

策略三：保持T₂和T₃的值为初始出口张力不变，利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值调整T₄与T₁的值，通过同时调整T₄与T₁的值调整走板的倾斜角；

策略四：将张力机初始出口张力的0％到50％作为T₂与T₃的差值调整范围，以此调整T₂与T₃的值，再利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值调整T₄与T₁的值，保持T₁不变时，通过调整T₄的值调整走板的倾斜角；

策略五：将张力机初始出口张力的0％到50％作为T₂与T₃的差值调整范围，以此调整T₂与T₃的值，再利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值调整T₄与T₁的值，保持T₄不变时，通过调整T₁的值调整走板的倾斜角；

策略六：将张力机初始出口张力的0％到50％作为T₂与T₃的差值调整范围，以此调整T₂与T₃的值，再利用式(23)计算得到的T₄与T₁的差值调整T₄与T₁的值，通过同时调整T₄与T₁的值调整走板的倾斜角。

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