专利名称：铁塔、导线、防舞器耦合系统铁塔抗导线舞动的方法
技术领域：
本发明涉及一种铁塔、导线、防舞器耦合系统铁塔抗导线舞动的方法。
背景技术：
导线舞动是覆冰导线在相对稳定风的激励下产生的流固耦合非线性振动。覆冰导线舞动幅度大，持续时间长，危害大。轻则相间闪络、损坏导线、金具，重则 导致线路跳间停电、断线倒塔等事故，造成重大经济损失。2008年的南方冰灾就出现多条输 电线路铁塔因为导线舞动而破坏的事故。导线舞动在时间和空间上具有偶然性，难于观测。 我国是舞动频发的国家，导线舞动成为威胁架空输电线路安全稳定运行的重要因素之一。20世纪30年代以来，一些学者对导线舞动机理、舞动规律做了大量的研究，提出 了多种舞动机理学说，包括Den Hartog的垂直舞动机理、0. Nigol的扭转舞动机理、P. Yu的 偏心惯性耦合失稳机理、阵风诱发机理等。国内外学者对导线的舞动也做了大量的实验研 究，提出了一些有效的并已在工程实践中得到运用的防舞措施。以往的舞动研究多着眼于导线舞动本身，而把铁塔近似为某种弹簧支撑边界，这 种研究方法具有如下缺点(1)、没有考虑铁塔、导线、防舞器之间的耦合效应；(2)、没有考 虑相邻档导线在舞动过程中的相互耦合、相互影响；(3)、覆冰导线舞动对输电线路铁塔的 影响研究很少，铁塔的在舞动条件下的安全性研究很少提及。因此，在研究导线舞动的过程中考虑铁塔、导线、防舞器之间的耦合效应，提升输 电铁塔抗导线舞动的设计理论和水平，提高铁塔的抗舞承载能力，为方便计算和工程设计 服务成为了一项非常重要的工作。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有导线舞动的研究没有考虑导线与铁塔及防舞器 的耦合效应、仅将铁塔近似为某种弹簧支撑边界的不足；而提供一种铁塔、导线、防舞器耦 合系统铁塔抗导线舞动的方法。本发明利用三维大位移、大转动、非线性动态显式有限元方法计算覆冰导线的舞 动过程，建立铁塔、导线、防舞器耦合模型，考虑铁塔与导线和防舞器的耦合效应，计算分析 加装防舞器后导线的舞动规律以及铁塔在导线舞动作用下的受力状态，以便对铁塔抗舞承 载能力进行安全性评估。可实现铁塔、导线、防舞器耦合体系的快速建模、舞动计算分析和 计算结果的输出，可动画显示导线舞动的全过程，以图形、文本形式输出导线端部张力的时 间历程曲线以及铁塔构件内力的时间历程曲线，作为铁塔抗舞设计的依据。本发明的目的是通过如下措施来达到的铁塔、导线、防舞器耦合系统铁塔抗导线 舞动的方法，其特征在于它包括如下步骤(1)、建立铁塔模型导入直立式铁塔内力分析软件TTA生成的.dxf三维塔架线模 型，将塔架的.dxf中所有线信息转化为有限元模型的单元信息，以确定单元在空间中的位 置；对已经生成的有限元模型中每个单元截面的尺寸进行赋值或直接导入TTA生成的.out结果文件，并定义单元类型为梁单元类型或杆单元类型；在塔架有限元模型的单元截面尺 寸及其在空间的位置确定之后，再对梁单元的截面朝向进行调整，使得梁单元截面方向与 实际情况完全相同，即得到一个铁塔模型；再按照上述方法根据实际档距、转角度数、塔位 高程建立多个铁塔模型；(2)、设置导线舞动参数在铁塔模型上设置导线舞动参数，包括导线分裂数、分裂 圆截面半径、耐张绝缘子串长度、导线参数、覆冰参数、风速、初始攻角θ和气动力系数；定 义导线绝缘子串、分裂导线间隔棒的单元类型和材料属性，其中绝缘子串定义为杆单元，间 隔棒定义为梁单元；所述的导线参数包括截面半径、钢芯截面面积、铝绞线截面面积、单位重量、弹性 模量，覆冰参数为半椭圆型长轴方向的覆冰厚度，所述的气动力系数由风洞实验根据覆冰 参数、导线截面、风速及初始攻角θ确定；(3)、建立铁塔、导线、防舞器耦合系统模型在铁塔挂点上添加导线，并输入导线 的架线张力和单元划分数量；采用二分迭代法对导线的初始形状进行计算，使导线在施加 重力和初始张力后到达稳定平衡；所述的初始张力T = O. 25Tp，Tp为导线的破断力；在 分裂导线内按照实际间距添加相内间隔棒；按照工程实际在分裂导线上添加防舞器，通过 GTA舞动计算仿真平台输入防舞器尺寸、重量及安装位置；(4)、在建立铁塔、导线、防舞器耦合系统模型之后，添加铁塔节点荷载，设置塔脚 节点约束，对塔脚在X轴、Y轴、Z轴三个方向的平动自由度和转动自由度进行约束，定义荷 载曲线；设置时间参数计算结束时间和计算结果输出时间间隔，生成计算文件，利用核心 计算模块进行计算求解；(5)、计算结束后，利用后处理模块，直接显示导线和塔架的舞动动画，通过图形输 出导线任一截面的舞动轨迹，利用输出的导线节点位移-时间历程曲线计算出导线的舞动 频率、舞动幅值；直接计算输出铁塔单元的内力_时间历程曲线；(6)、根据计算输出的铁塔单元内力-时间历程曲线校核铁塔单元的承载力，据此 判断铁塔单元是否需要进行加强。在上述技术方案中，所述第(4)步中核心计算模块计算求解的方法为第一步读取铁塔、导线、防舞器耦合系统模型；第二步在0 < t <= 200秒，在导线上缓慢加载重力及静风载荷；在200 < t < = 300秒，保持重力及静风载荷；在300 < t < T秒，加入动态载荷，其中T为结束时间；第三步通过动态计算模块获取导线节点坐标、转动角度、速度、加速度、角速度、 角加速度；第四步根据第三步的数据计算导线单元速度、加速度、角速度、角加速度及攻角 变化；第五步根据第四步的数据求得导线单元所受的舞动载荷；第六步根据第五步的数据将载荷平分到导线单元节点；第七步根据第六步的数据将平分到导线单元节点上的载荷加入第二步中的在 300 < t < T秒的动态载荷；
第八步根据第七步得到的动态载荷对下一时刻再进行动态计算，进入第三步；再进入第四步、第五步、第六步、第七步、第八步如此循环；第九步将第三步中与设定的输出时间相符的数据记录并输出。在上述技术方案中，所述确定导线初始形状的二分迭代法为步骤1 求导线在重力和架线张力的平衡下的形状；步骤2 对所求得的形状进行变换，将导线所有节点与导线悬挂点的坐标差值乘上一个小于1. 0的系数Il，形成新的导线形状；步骤3 对新的导线形状进行重力加载计算，并得到重力下的导线水平张力；步骤4 对比计算出的水平张力和架线张力，如果水平张力小于架线张力，减小系 数η，反之增大，该系数根据二分法确定；步骤5 重复步骤2至步骤4，直到水平张力与架线张力相等，当差值绝对值小于 50Ν时，认为相等，此时得到的形状即为导线初始形状。本发明通过建立铁塔、导线、防舞器耦合系统模型；对导线施加舞动荷载进行有限 元计算分析；并利用后处理模块，以动画、图形和文本格式输出计算结果。本发明的铁塔、导线、防舞器耦合系统铁塔抗导线舞动的方法，考虑了铁塔、导线、 防舞器的耦合效应，对加装防舞器后导线舞动规律的研究更具准确性，也可计算分析导线 舞动对铁塔的影响，研究铁塔抗舞动的承载能力，提供铁塔单元加强的依据，可满足科研、 工程设计的需要。
图1为GTA舞动计算仿真平台主界面；图2为铁塔、导线、防舞器耦合系统模型图；图3为覆冰导线的截面示意图；图4为覆冰导线受力图示意图；图5为本发明核心计算模块的程序方框图；图6为本发明中导线悬链的曲线图；图7为铁塔、导线、防舞器耦合系统模型内六分裂导线中部节点运动轨迹图；图8为铁塔、导线、防舞器耦合系统模型内六分裂导线中部节点位移-时间历程曲 线.
一入 ，图9为六分裂导线防舞器布置示意图。
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅 作举例而已。同时通过说明，本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。本发明的铁塔、导线、防舞器耦合系统铁塔抗导线舞动的方法是先建立铁塔、导 线、防舞器耦合系统模型，然后将系统受到的载荷作为激励，通过非线性动态有限元方法中 的中心差分法求解系统的响应，最后通过GTA舞动计算仿真平台的后处理模块输出计算结 果，整个过程均在GTA舞动计算仿真平台(另申请计算机软件登记)中进行，方便、快捷。图1为GTA舞动计算仿真平台主界面，GTA舞动计算仿真平台的主要功能如下 从.dxf文件中导入塔架模型；从.out文件中导入铁塔单元截面尺寸；设置铁塔单元的截面朝向；建立单导线、分裂导线模型；添加节点载荷和节点约束，添加载荷曲线和设置时间 控制参数；计算单导线、分裂导线的初始形状；单导线、分裂导线的覆冰舞动计算；铁塔单 元内力的时间历程曲线输出及文本输出；节点位移的时间历程曲线输出及文本输出；整体 塔架位移的动画显示；导线任一截面舞动轨迹的动画显示。
图2为铁塔、导线、防舞器耦合系统模型图，两端为耐张塔，挂一相六分裂导线，档 距 400m。图3为覆冰导线的截面示意图，图中显示了导线钢芯直径7. 04mm、导线外径 23. 94mm、半椭圆型长轴方向的覆冰厚度4. 0mm。图4为覆冰导线受力图示意图，图中e为偏心距，G1为覆冰重力，G2为导线重力， θ角为初始攻角，τ)为导线y方向速度，Α为导线ζ方向速度，U为风速，β为相对风速与y 方向夹角，扎为因为导线平动引起的相对风速，α为相对风速的攻角，FJx)为气动升力， Fd(X)为气动阻力，Ma(X)为气动扭矩。图6为本发明中导线悬链的曲线图，图中A、B为等高悬挂点，L为档距，0点为导 线悬链曲线最低点，X为曲线任一点离0点的水平距离，Iitl为0点与水平参考线的距离。图7为铁塔、导线、防舞器耦合系统模型内六分裂导线中部节点运动轨迹图，图中 所示曲线为六分裂导线中部节点的运动轨迹，包含从0时刻开始直至计算结束时刻内节点 的y、ζ坐标信息，可以看出，添加防舞器后导线舞动以竖直方向为主，水平方向为辅。图8为铁塔、导线、防舞器耦合系统模型内六分裂导线中部节点位移-时间历程曲 线。图中，Ux、Uy、Uz*U分别为节点沿X、y、z轴方向和合方向的位移，可以看出导线舞动时 节点位移以竖直方向位移为主。图9为六分裂导线防舞器布置示意图。本发明铁塔、导线、防舞器耦合系统铁塔抗导线舞动的方法，它包括如下步骤(1)、建立铁塔模型导入直立式铁塔内力分析软件TTA生成的.dxf三维塔架线模 型，将塔架的.dxf中所有线信息转化为有限元模型的单元信息，以确定单元在空间中的位 置；对已经生成的有限元模型中每个单元截面的尺寸进行赋值或直接导入TTA生成的.out 结果文件，并定义单元类型为梁单元类型或杆单元类型；在塔架有限元模型的单元截面尺 寸及其在空间的位置确定之后，再对梁单元的截面朝向进行调整，使得梁单元截面方向与 实际情况完全相同，即得到一个铁塔模型；再按照上述方法根据实际档距、转角度数、塔位 高程建立多个铁塔模型；(2)、设置导线舞动参数在铁塔模型上设置导线舞动参数，包括导线分裂数、分裂 圆截面半径、耐张绝缘子串长度、导线参数、覆冰参数、风速、初始攻角θ和气动力系数；定 义导线绝缘子串、分裂导线间隔棒的单元类型和材料属性，其中绝缘子串定义为杆单元，间 隔棒定义为梁单元；所述的导线参数包括截面半径、钢芯截面面积、铝绞线截面面积、单位重量、弹性 模量，覆冰参数为半椭圆型长轴方向的覆冰厚度，所述的气动力系数由风洞实验根据覆冰 参数、导线截面、风速及初始攻角θ确定；(3)、建立铁塔、导线、防舞器耦合系统模型在铁塔挂点上添加导线，并输入导线 的架线张力和单元划分数量；采用二分迭代法对导线的初始形状进行计算，使导线在施加 重力和初始张力后到达稳定平衡；所述的初始张力T = O. 25Tp，Tp为导线的破断力；在分裂导线内按照实际间距添加相内间隔棒；按照工程实际在分裂导线上添加防舞器，通过GTA舞动计算仿真平台输入防舞器尺寸、重量及安装位置；(4)、在建立铁塔、导线、防舞器耦合系统模型之后，添加铁塔节点荷载，设置塔脚 节点约束，对塔脚在X轴、Y轴、Z轴三个方向的平动自由度和转动自由度进行约束，定义荷 载曲线；设置时间参数计算结束时间和计算结果输出时间间隔，生成计算文件，利用核心 计算模块进行计算求解；(5)、计算结束后，利用后处理模块，直接显示导线和塔架的舞动动画，通过图形输 出导线任一截面的舞动轨迹，利用输出的导线节点位移-时间历程曲线计算出导线的舞动 频率、舞动幅值；直接计算输出铁塔单元的内力_时间历程曲线；(6)、根据计算输出的铁塔单元内力_时间历程曲线校核铁塔单元的承载力，据此 判断铁塔单元是否需要进行加强。所述第(4)步中核心计算模块计算求解的方法为第一步读取铁塔、导线、防舞器耦合系统模型；第二步在0 < t < = 200秒，在导线上缓慢加载重力及静风载荷；在200 < t < = 300秒，保持重力及静风载荷；在300 < t < T秒，加入动态载荷，其中T为结束时间；第三步通过动态计算模块获取导线节点坐标、转动角度、速度、加速度、角速度、 角加速度；第四步根据第三步的数据计算导线单元速度、加速度、角速度、角加速度及攻角 变化；第五步根据第四步的数据求得导线单元所受的舞动载荷；第六步根据第五步的数据将载荷平分到导线单元节点；第七步根据第六步的数据将平分到导线单元节点上的载荷加入第二步中的在 300 < t < T秒的动态载荷；第八步根据第七步得到的动态载荷对下一时刻再进行动态计算，进入第三步； 再进入第四步、第五步、第六步、第七步、第八步如此循环；第九步将第三步中与设定的输出时间相符的数据记录并输出。在上述技术方案中，所述确定导线初始形状的二分迭代法为步骤1 求导线在重力和架线张力的平衡下的形状；步骤2 对所求得的形状进行变换，将导线所有节点与导线悬挂点的坐标差值乘 上一个小于1. 0的系数η，形成新的导线形状；步骤3 对新的导线形状进行重力加载计算，并得到重力下的导线水平张力；步骤4 对比计算出的水平张力和架线张力，如果水平张力小于架线张力，减小系 数η，反之增大，该系数根据二分法确定；步骤5 重复步骤2至步骤4，直到水平张力与架线张力相等，当差值绝对值小于 50Ν时，认为相等，此时得到的形状即为导线初始形状。下面通过计算分析对比说明初始形状计算的准确性和必要性按照本发明提出的方法确定的初始形状和假定为直线的初始形状，在加载重力之 后的驰度与抛物线理论解进行对比、导线水平张力与设定的架线张力进行对比，说明本发明方法的准确性和必要性。基于抛物线理论的悬链(导线)计算方程为 式中，y为任意点的纵坐标，S为档距中点0到横坐标为X的点之间的导线实际长 度(如图5所示)，奂，H为导线水平张力，q为均布载荷值(只受重力时为单位长度导
q
线重量)。取单根LGJ-300/40导线(国家标准)、400米档距、两端双耐张塔、架线张力为 24000牛、重力加速度9. 80665米7秒(对应北半球维度20-40°区域内重力加速度)。1、抛物线理论按照抛物线理论解，上述导线的驰度为9. 258米；2、直线初始形状假定初始形状为直线，加载重力后得到导线的驰度为7.72米，比理论解小 16. 57% ；得到的水平张力为=28774. 1牛，比设定的架线张力大19. 89% ；3、按照本发明方法计算出的初始形状按照本发明方法，计算出的初始形状并不为直线，加载重力后得到导线的驰度 为9. 278米，比理论解大0. 216% ；得到的水平张力为23947. 3牛，比设定的架线张力小 0. 22% ；从上不难看出，如果假定初始形状为一条直线，在加载重力后不仅驰度不准确， 而且导线的水平张力也与架线张力不符合；如果按照本发明方法进行初始形状的确定，在 加载重力后，导线驰度与理论解误差为仅0.216%，得到的水平张力与架线张力误差仅为 0. 22%。对比可以看出，本发明提出的初始形状计算方法不仅有必要，而其计算准确率也极
尚ο下面对覆冰导线等效为单一一种材料及截面尺寸的方法进行说明覆冰导线的等效面积和等效密度计算实际覆冰导线由铝、钢、覆冰三种材料组成 (导线也可采用其它金属制成)，因此需将覆冰导线等效为单一一种材料及截面尺寸，计算 其等效面积和等效密度。导线等效面积为 覆冰导线的等效密度为P = (Mcalc+Aicepice)/A式中，Aiee为截面上覆冰的面积，P ice为冰的密度，取为897. 6kg/m3,Mcalc为单位长 度导线的计算重量。下面对核心计算模块中采用的梁单元进行说明
处理中使用Belytschko梁单元离散覆冰导线，该梁单元使用共旋技术来处理大 转动，把梁的变形分为刚体平动、转动与真实变形，刚体位移不产生应变，只有真实变形才 产生应变，适合于导线的舞动过程的大位移大转动处理。下面对核心计算模块中的静态载荷进行说明导线的静态载荷包括有重力和风载两大部分。导线的自重可以通过整体的沿重力 方向的加速度给定，而导线的静风载荷可以通过下式得到。静风载荷表达式 式中，U即为风速，α即为攻角，气动力系数取风洞实验的取值，式中为空气 密度，d为导线直径，Fl(X) ,Fd(X)、和Ma(X)分别为导线在X处的气动升力、气动阻力和气动 力矩。由于GTA计算仿真平台是动态的显式分析方法，为了尽量准确的模拟导线在静风 载、重力作用下的平衡状态，通过缓慢加载载荷并最终保持载荷一段时间的方法对静平衡 状态进行计算。在根据上式计算出一定风速和初始攻角下的静风载后，通过缓慢加载的方法将静 风载加载于导线的节点上。该加载过程共计算200s(s表示秒)，载荷每1. Os增加0. 5%, 在200s时刻载荷变为100% ；之后保持100%载荷IOOs时间，使得导线波动的范围已经在 可以接受的范围之内；在300s时刻，撤销静风载，并用动态舞动载荷替换，之后开始动态舞 动计算。下面对核心计算模块中的动态舞动载荷进行说明动态舞动载荷是指覆冰导线在舞动时承受的载荷，包括导线重力、覆冰重力和惯 性力，偏心覆冰导致的偏心扭矩和覆冰运动时产生的惯性扭矩，以及动态风载荷(包括由 风产生的气动升力、气动阻力和气动扭矩)。在风的作用下，导线会受到垂直、水平以及扭转作用力(如图4示)，这些作用力的 大小与导线长度为线性关系，假设单位长度的气动升力为FJx)、气动阻力为Fd(X)和气动 力矩为Ma(X)，它们近似沿χ轴分布，通常假定是准定常的，表示为 式中为空气密度，d为导线直径，☆为导线ζ方向速度，U为风速，β为相对风 速与y方向夹角，α为相对风速的攻角，气动力系数CJx)、CD(x)和Cm(X)可由相应冰型的风洞实验确定。对比实例有、无防舞器的比较为了检验防舞器的防舞效果，建立有、无防舞器的双耐张塔-单相六分裂导线模 型(6分裂LGJ-300/40导线，400米档距)，计算了两种模型在8m/s风速、30°初始攻角条 件下的舞动情况。计算结果A.导线起舞阶段所经历的时间从800s增加到5000s，说明安装双摆防舞器可有效 抑制导线舞动的形成；B.导线舞动的最大幅值从3. 84m减小到1. 63m，减小程度达60%，说明安装双摆防 舞器有效减小了舞动的幅值；C.导线舞动的频率从21-22次/分钟变为20次/分钟，说明安装双摆防舞器可改 变导线的舞动频率。
通过该实例中有、无防舞器的导线舞动规律的对比，本发明的铁塔、导线、防舞器 耦合系统铁塔抗导线舞动的方法安全可靠，方便实用。
权利要求
铁塔、导线、防舞器耦合系统铁塔抗导线舞动的方法，其特征在于它包括如下步骤(1)、建立铁塔模型导入直立式铁塔内力分析软件TTA生成的.dxf三维塔架线模型，将塔架的.dxf中所有线信息转化为有限元模型的单元信息，以确定单元在空间中的位置；对已经生成的有限元模型中每个单元截面的尺寸进行赋值或直接导入TTA生成的.out结果文件，并定义单元类型为梁单元类型或杆单元类型；在塔架有限元模型的单元截面尺寸及其在空间的位置确定之后，再对梁单元的截面朝向进行调整，使得梁单元截面方向与实际情况完全相同，即得到一个铁塔模型；再按照上述方法根据实际档距、转角度数、塔位高程建立多个铁塔模型；(2)、设置导线舞动参数在铁塔模型上设置导线舞动参数，包括导线分裂数、分裂圆截面半径、耐张绝缘子串长度、导线参数、覆冰参数、风速、初始攻角θ和气动力系数；定义导线绝缘子串、分裂导线间隔棒的单元类型和材料属性，其中绝缘子串定义为杆单元，间隔棒定义为梁单元；所述的导线参数包括截面半径、钢芯截面面积、铝绞线截面面积、单位重量、弹性模量，覆冰参数为半椭圆型长轴方向的覆冰厚度，所述的气动力系数由风洞实验根据覆冰参数、导线截面、风速及初始攻角θ确定；(3)、建立铁塔、导线、防舞器耦合系统模型在铁塔挂点上添加导线，并输入导线的架线张力和单元划分数量；采用二分迭代法对导线的初始形状进行计算，使导线在施加重力和初始张力后到达稳定平衡；所述的初始张力T＝0.25Tp，Tp为导线的破断力；在分裂导线内按照实际间距添加相内间隔棒；按照工程实际在分裂导线上添加防舞器，通过GTA舞动计算仿真平台输入防舞器尺寸、重量及安装位置；(4)、在建立铁塔、导线、防舞器耦合系统模型之后，添加铁塔节点荷载，设置塔脚节点约束，对塔脚在X轴、Y轴、Z轴三个方向的平动自由度和转动自由度进行约束，定义荷载曲线；设置时间参数计算结束时间和计算结果输出时间间隔，生成计算文件，利用核心计算模块进行计算求解；(5)、计算结束后，利用后处理模块，直接显示导线和塔架的舞动动画，通过图形输出导线任一截面的舞动轨迹，利用输出的导线节点位移-时间历程曲线计算出导线的舞动频率、舞动幅值；直接计算输出铁塔单元的内力-时间历程曲线；(6)、根据计算输出的铁塔单元内力-时间历程曲线校核铁塔单元的承载力，据此判断铁塔单元是否需要进行加强。
2.根据权利要求1所述的铁塔、导线、防舞器耦合系统铁塔抗导线舞动的方法，其特征 在于所述第(4)步中核心计算模块计算求解的方法为第一步读取铁塔、导线、防舞器耦合系统模型；第二步在0 < t < = 200秒，在导线上缓慢加载重力及静风载荷； 在200 < t < = 300秒，保持重力及静风载荷； 在300 < t < T秒，加入动态载荷，其中T为结束时间；第三步通过动态计算模块获取导线节点坐标、转动角度、速度、加速度、角速度、角加 速度；第四步根据第三步的数据计算导线单元速度、加速度、角速度、角加速度及攻角变化；第五步根据第四步的数据求得导线单元所受的舞动载荷； 第六步根据第五步的数据将载荷平分到导线单元节点；第七步根据第六步的数据将平分到导线单元节点上的载荷加入第二步中的在300 < t < T秒的动态载荷；第八步根据第七步得到的动态载荷对下一时刻再进行动态计算，进入第三步；再进 入第四步、第五步、第六步、第七步、第八步如此循环；第九步将第三步中与设定的输出时间相符的数据记录并输出。
3.根据权利要求1所述的铁塔、导线、防舞器耦合系统铁塔抗导线舞动的方法，其特征 在于所述确定导线初始形状的二分迭代法为步骤1 求导线在重力和架线张力的平衡下的形状；步骤2:对所求得的形状进行变换，将导线所有节点与导线悬挂点的坐标差值乘上一 个小于l. o的系数n，形成新的导线形状；步骤3 对新的导线形状进行重力加载计算，并得到重力下的导线水平张力； 步骤4:对比计算出的水平张力和架线张力，如果水平张力小于架线张力，减小系数 n，反之增大，该系数根据二分法确定；步骤5 重复步骤2至步骤4，直到水平张力与架线张力相等，当差值绝对值小于50N 时，认为相等，此时得到的形状即为导线初始形状。
全文摘要
铁塔、导线、防舞器耦合系统铁塔抗导线舞动的方法，它包括如下步骤建立铁塔模型，设置导线舞动参数，建立铁塔、导线、防舞器耦合系统模型，添加铁塔节点荷载，设置塔脚节点约束，利用核心计算模块进行计算求解，利用后处理模块，直接计算输出铁塔单元的内力-时间历程曲线，根据计算输出的铁塔单元内力-时间历程曲线校核铁塔单元的承载力，据此判断铁塔单元是否需要进行加强。本发明考虑了铁塔、导线、防舞器的耦合效应，对加装防舞器后导线舞动规律的研究更具准确性，也可计算分析导线舞动对铁塔的影响，研究铁塔抗舞动的承载能力，提供铁塔单元加强的依据，可满足科研、工程设计的需要。
文档编号H02G7/14GK101859996SQ20101018704
公开日2010年10月13日 申请日期2010年5月25日 优先权日2010年5月25日
发明者包永忠, 曾德森, 李强, 杨景胜, 沈聪, 舒爱强 申请人:中国电力工程顾问集团中南电力设计院