差調(diào)整模塊的計算，已求得準(zhǔn)確的水 平應(yīng)力、軟母線檔距與高差，就可計算得到軟導(dǎo)線的下料長度。本發(fā)明在已知結(jié)構(gòu)參數(shù)和材 料參數(shù)的基礎(chǔ)上，利用弧垂求應(yīng)力，將設(shè)計弧垂作為限制條件，通過數(shù)值方法得到準(zhǔn)確的弧 垂、水平應(yīng)力等，進(jìn)而得到準(zhǔn)確的軟導(dǎo)線下料長度，具有非常高的應(yīng)用價值。
[0021] 基于懸鏈線的變電站軟導(dǎo)線下料長度解析模型分析： 1、給定結(jié)構(gòu)參數(shù)(軟導(dǎo)線檔距Z和高差成，W及材料參數(shù)(左右兩側(cè)耐張絕緣子串的金 具個數(shù)n和曲、各個金具的長度和重量A、軟母線截面積讀日軟母線比載r)。
[0022] 2、如圖1所示，Ai坊變電站軟導(dǎo)線兩懸掛點(diǎn)，W4點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立乂-1坐標(biāo)系， 心^日公/巧耐張絕緣子串部分，掛為軟母線部分，已知整個軟導(dǎo)線的檔距為Z、高差為社假 設(shè)軟母線部分的檔距為7、高差為瓜最低點(diǎn)為ftG為軟母線上任意一點(diǎn)。由于耐張絕緣子 串無法用連續(xù)表達(dá)式表示出來，而軟母線可W用連續(xù)表達(dá)式表示出來，故將變電站軟導(dǎo)線 劃分為耐張絕緣子串和軟母線。
[0023] 左側(cè)耐張絕緣子串的水平投影^。1和垂直投影長度
分析耐張絕緣子串部分，w心殺為例，可得耐張絕緣子串的懸鏈線水平投影長度/.。 為：
水平張力r。與水平應(yīng)力巧>的關(guān)系式為： fp二S X巧 做 根據(jù)圖1中的幾何關(guān)系，可得&月兩點(diǎn)之間的水平距離巧日高差A(yù)分別為：
變電站軟導(dǎo)線下料長度Z賄表達(dá)式為： 戶
式（1)~式（10)構(gòu)成了基于懸鏈線的變電站軟導(dǎo)線下料長度解析模型，即W懸鏈線理 論為基礎(chǔ)，假設(shè)忽略彎曲剛度的影響，已知結(jié)構(gòu)參數(shù)軟導(dǎo)線檔距Z和高差社材料參數(shù)左、右 兩側(cè)耐張絕緣子串的金具個數(shù)n和W、各個金具的長度和重量A、軟母線截面積讀口軟 母線比載r，理論上只要給定任意的設(shè)計應(yīng)力巧>，就能獲得變電站軟導(dǎo)線的下料長度
[0024] 3、如圖2所示，W軟母線端點(diǎn)公為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，W懸鏈線理論為基礎(chǔ)，取 長為4^的一段軟母線作為研究對象進(jìn)行受力分析，得到軟母線懸鏈線方程為：
根據(jù)坐標(biāo)系中C點(diǎn)坐標(biāo)（知7)，并代入式（11)可得：
(12) 根據(jù)軟母線端點(diǎn)巧生乂-巧封示系中的坐標(biāo)，得到從坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到乂-巧封示系的坐 標(biāo)變換為：
(13) 通過坐標(biāo)變換得到在Z-1坐標(biāo)系中的變電站軟導(dǎo)線弧垂表達(dá)式，將弧垂表達(dá)式求導(dǎo)并 令其等于零，可得到基于懸鏈線的變電站軟導(dǎo)線弧垂最大值為：
在給定結(jié)構(gòu)參數(shù)(軟導(dǎo)線檔距Z和高差成，W及材料參數(shù)(左右兩側(cè)耐張絕緣子串的金 具個數(shù)n和曲、各個金具的長度和重量A、軟母線截面積S和軟母線比載r)，假設(shè)軟導(dǎo) 線水平應(yīng)力已知時，軟導(dǎo)線下料長度理論解析模型為式（1)~式（10)的組合。由于存在 未知量W及中間變量厶瓜人1、^,1、JrfE、使得式（1)~式（10)是一組非線性 禪合的復(fù)雜數(shù)學(xué)表達(dá)式，無法獲得下料長度的理論解析值。同時，在施工現(xiàn)場中，軟導(dǎo)線水 平應(yīng)力巧)，卻是未知的，也大大限制了下料長度模型式（1)~式（10)的實際應(yīng)用價值。
[0025] 然而，在變電站軟導(dǎo)線裝配施工過程中，需要嚴(yán)格控制軟導(dǎo)線的設(shè)計弧垂值，且裝 配施工完成后的軟導(dǎo)線弧垂是可測量的。同時，利用數(shù)值方法求解非線性禪合的復(fù)雜數(shù)學(xué) 表達(dá)式時，可W達(dá)到任意精度要求。因此，本發(fā)明在給定結(jié)構(gòu)參數(shù)(軟導(dǎo)線檔距Z和高差成， W及材料參數(shù)(左右兩側(cè)耐張絕緣子串的金具個數(shù)《和?、各個金具的長度和重量A、軟 母線截面積S和軟母線比載r)條件下，假設(shè)裝配后的軟導(dǎo)線總弧垂最大值已知時，提 出一種基于懸鏈線的變電站軟導(dǎo)線下料長度數(shù)值求解方法。該方法由弧垂步長二分法調(diào)整 模塊、水平應(yīng)力計算調(diào)整模塊、金具空間坐標(biāo)計算模塊、總弧垂計算誤差調(diào)整模塊與軟導(dǎo)線 下料長度計算模塊五個模塊構(gòu)成，數(shù)值求解方法總流程圖如圖3所示。
[0026] 一種基于懸鏈線的變電站軟導(dǎo)線下料長度數(shù)值求解方法包括W下步驟： 1、 弧垂步長二分法調(diào)整模塊 構(gòu)造一個控制當(dāng)前弧垂值變化的式子，令當(dāng)前弧垂值/；與軟導(dǎo)線總弧垂最大值的 初始值均為備使得總弧垂最大值女圍過循環(huán)不斷趨近設(shè)計弧垂值如并記錄下當(dāng)前弧垂 值具體式子為：
(15) 2、 水平應(yīng)力計算調(diào)整模塊 式（14)中的與巧3是一個非線性關(guān)系式，無法根據(jù)直接應(yīng)用到實際工程，而為了得到 /。與^^^的線性關(guān)系表達(dá)式，需要對基于懸鏈線的變電站軟導(dǎo)線弧垂表達(dá)式進(jìn)行一些條件的 限制與簡化。
[0027] 為了簡化基于懸鏈線的變電站軟導(dǎo)線弧垂表達(dá)式，W得到弧垂與水平應(yīng)力的線性 關(guān)系表達(dá)式，假設(shè)條件I~IV如下： I .軟母線和耐張絕緣子串均視為理想柔索，各點(diǎn)實際彎矩為零； II .軟母線比載和耐張絕緣子串比載沿斜檔距均布； III.在軟導(dǎo)線高差不大的情況下，認(rèn)為人句兩點(diǎn)之間的高差檔距之比與&廬么間的高 差檔距之比相等； IV.耐張絕緣子串在軟導(dǎo)線兩懸掛點(diǎn)人巧^線(斜檔距）上的投影長度等于其串長，通 常軟導(dǎo)線兩側(cè)耐張絕緣子串的水平投影長度相差很小，而且其重量差別也不大，可W認(rèn)為 兩側(cè)的水平投影長度、重量、比載均相等。
[0028] 如圖2所示，軟母線為邸段，為了便于建立軟母線簡化模型，現(xiàn)假設(shè)；軟母線部分 檔距為7,高差為知貨％軟母線最低點(diǎn)，端點(diǎn)&巧止的軸向應(yīng)力為巧和巧，其上任一點(diǎn)Gj， _F)處的軸向應(yīng)力為垂直分量為巧C，&KC蘭點(diǎn)處應(yīng)力的水平分量均為C〇。
[002引對i?鍛軟母線列無(的力矩平衡方程式，有：
(16) 式中a=arctg^^為軟母線簡化模型中的高差角。
[0030] 對化段軟母線列C點(diǎn)的力矩平衡方程式，有：
式（16)和式（17)聯(lián)立消去未知量巧：r，解得軟母線簡化模型方程為：
(18) 上式是在假定比載沿斜檔距均布的條件下推出的。
[0031] 接下來，需要統(tǒng)一變電站軟導(dǎo)線的坐標(biāo)系，將線性坐標(biāo)變換式（13)代入軟母線簡 化模型方程（18)中消去又由假設(shè)條件III可知《 =夢，可W得到坐標(biāo)系中的變電 站軟導(dǎo)線簡化模型方程為：
式中滿勺范圍是<J： < ￡ - 乂。2，公為軟導(dǎo)線高差角。
[0032] 軟導(dǎo)線高差角，夢為：
(20) 在求得軟導(dǎo)線簡化模型方程后，可由式（19)得到變電站軟導(dǎo)線總弧垂鳥的表達(dá)式為：
式中崩范圍為<X空王一4;。
[0033] 將式（21)移相變換后，又由假設(shè)條件III可知旱=4、由假設(shè)條件IV可知 心 i 義。1二^.。2二4,可化簡為：
考慮到式（1)、（2)中耐張絕緣子串的水平和垂直投影長度表達(dá)式分別為J,。、當(dāng)i=l時，耐張絕緣子串看作為一根直椿，將耐張絕緣子串的水平投影長度和垂直投影長 度J湘除可得：
根據(jù)假設(shè)條件IV可知二^。，由式（23)可得JW為：
根據(jù)圖1軟導(dǎo)線的力矩關(guān)系，分別列兩懸掛點(diǎn)人匈的力矩平衡方程式，假設(shè)條件IV可知 旬==6,，可得兩懸掛點(diǎn)處的支反力知&為；
式中Z7為軟導(dǎo)線荷載集度。
[0034] 軟導(dǎo)線荷載集度/7可W表示為：
由假設(shè)條件IV可知為1 = /:。； =4與知=汽2 =片，又根據(jù)式（9)，將式（32)化簡： (33) 式中滿勺范圍為<立^么王一為^_。
[00巧]對式（33)關(guān)于/進(jìn)行求導(dǎo)，并令其等于零，可知當(dāng)義=^時，即在軟導(dǎo)線檔距中央， 山 可取得