一种输电导线的地震张力计算方法、装置、计算机设备及存储介质与流程

1.本发明属于输电线路抗震防灾技术领域，尤其涉及一种输电导线的地震张力计算方法、装置、计算机设备及存储介质。


背景技术：

2.输电线路是最重要的城市生命线工程之一，在各类灾害的作用下，局部输电线路破坏即可演化为大范围的电力中断事故并导致城市的停转，严重影响经济发展和社会运行。输电塔线体系对动力荷载极其敏感，特别是地震荷载。在历次大地震中，均有大量的输电塔发生倒塌。
3.在现有的设计方法中，通常仅考虑杆塔自身的抗震性能，而忽略了导线对输电塔倒塌的作用以及导线在地震中受到的影响。由于分裂多、长度大等因素，导线的质量相当可观。同时，导线在地震作用下会产生较大的不平衡张力，因而忽略其地震效应必将高估塔线体系的抗震承载力。
4.目前在进行抗震计算时，最常用方法是有限单元法。然而，该方法虽然在分析精度上具备一定优势，但需要复杂的前后处理过程，因而在设计实践中的应用十分受限，使得地震作用下导线张力评估的计算效率较低。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明提供一种地震张力计算方法、装置、计算机设备及存储介质，可以提高地震作用下导线张力评估的计算效率，使评估工作更加的高效，在电力设计行业具有十分良好的应用前景，具有广泛的适用性。本发明对计算设备要求不高，能够降低硬件设备的成本。
6.本发明采用的技术方案为：一种地震张力计算方法，包括以下步骤：
7.获取输电导线的单位重量、所述输电导线的水平跨度、所述输电导线的两端高差、所述输电导线的初始张力、水平地震影响系数最大值和竖向地震影响系数最大值；
8.根据所述单位重量、所述水平地震影响系数最大值、所述输电导线的地震张力以及横向位移分布函数建立所述输电导线的横向非线性微分方程；根据所述单位重量、所述水平跨度、所述两端高差、所述初始张力、所述竖向地震影响系数最大值、所述输电导线的地震张力以及竖向位移分布函数建立所述输电导线的竖向非线性微分方程；
9.对所述横向非线性微分方程积分，得到所述横向位移分布函数；对所述竖向非线性微分方程积分，得到所述竖向位移分布函数；
10.利用所述横向位移分布函数、所述竖向位移分布函数和所述输电导线的抗拉强度建立地震作用下的地震张力相容性方程；
11.将所述地震张力相容性方程、所述横向位移分布函数和所述竖向位移分布函数结合并求解，得到所述地震张力。
12.优选的，所述横向非线性微分方程为所述输电导线的导线横向位移曲线二阶导数与所述地震张力乘积等于所述输电导线的单位长度受到的横向荷载的负值；
13.所述横向非线性微分方程的表达式如下：
[0014][0015]
式中，z(x)为横向位移分布函数；f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；为水平地震影响系数最大值；x为水平跨度上某一点的横坐标。
[0016]
优选的，所述竖向非线性微分方程为所述输电导线的导线竖向位移曲线二阶导数与所述地震张力乘积等于所述输电导线的单位长度受到的竖向荷载的负值；
[0017]
所述竖向线性微分方程的表达式如下：
[0018][0019]
式中，μ(x)为竖向位移分布函数；f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；为竖向地震影响系数最大值；x为水平跨度上某一点的横坐标；f0为输电导线的初始张力。
[0020]
优选的，所述横向位移分布函数的表达式为：
[0021][0022]
式中，z(x)为横向位移分布函数；f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；为水平地震影响系数最大值；x为水平跨度上某一点的横坐标。
[0023]
优选的，所述竖向位移分布函数的表达式为：
[0024][0025]
式中，μ(x)为竖向位移分布函数；f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；为竖向地震影响系数最大值；x为水平跨度上某一点的横坐标；f0为输电导线的初始张力。
[0026]
优选的，所述地震张力相容性方程的表达式为：
[0027][0028]
式中，μ(x)为竖向位移分布函数；f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；x为水平跨度上某一点的横
坐标；f0为输电导线的初始张力；z(x)为横向位移分布函数；ea为输电导线的抗拉强度。
[0029]
优选的，所述将所述横向位移分布函数和所述竖向位移分布函数代入所述相容性方程后采用卡尔丹公式进行求解；
[0030]
所述将所述横向位移分布函数和所述竖向位移分布函数代入所述相容性方程，得到：
[0031][0032]
式中，f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；x为水平跨度上某一点的横坐标；f0为输电导线的初始张力；ea为输电导线的抗拉强度；θ1为第一地震影响常数；θ2为第二地震影响常数；θ3为第三地震影响常数；θ4为第四地震影响常数；
[0033]
所述第一地震影响常数表达式如下：
[0034][0035]
式中，为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；x为水平跨度上某一点的横坐标；θ1为第一地震影响常数；为水平地震影响系数最大值；
[0036]
所述第二地震影响常数表达式如下：
[0037][0038]
式中，f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；x为水平跨度上某一点的横坐标；
[0039]
所述第三地震影响常数表达式如下：
[0040][0041]
式中，f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；x为水平跨度上某一点的横坐标；
[0042]
所述第四地震影响常数表达式如下：
[0043][0044]
式中，f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；x为水平跨度上某一点的横坐标。
[0045]
一种输电导线的地震张力计算装置，其特征在于，包括：
[0046]
数据模块，用于获取输电导线的单位重量、所述输电导线的水平跨度、所述输电导线的两端高差、所述输电导线的初始张力、水平地震影响系数最大值和竖向地震影响系数最大值；
[0047]
计算模块，用于根据所述单位重量、所述水平地震影响系数最大值、所述输电导线的地震张力以及横向位移分布函数建立所述输电导线的横向非线性微分方程；根据所述单位重量、所述水平跨度、所述两端高差、所述初始张力、所述竖向地震影响系数最大值、所述输电导线的地震张力以及竖向位移分布函数建立所述输电导线的竖向非线性微分方程；
[0048]
计算模块，还用于对所述横向非线性微分方程积分，得到所述横向位移分布函数；对所述竖向非线性微分方程积分，得到所述竖向位移分布函数；
[0049]
计算模块，还用于利用所述横向位移分布函数、所述竖向位移分布函数和所述输电导线的抗拉强度建立地震作用下的地震张力相容性方程；
[0050]
计算模块，还用于将所述地震张力相容性方程、所述横向位移分布函数和所述竖向位移分布函数结合并求解，得到所述地震张力。
[0051]
一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如前所述方法的步骤。
[0052]
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如前所述方法的步骤。
[0053]
采用本发明实施例，具有如下有益效果：
[0054]
本发明通过获取输电导线的单位重量、所述输电导线的水平跨度、所述输电导线的两端高差、所述输电导线的初始张力、水平地震影响系数最大值和竖向地震影响系数最大值。根据上述数据分别建立横向非线性微分方程和竖向非线性微分方程。再对横向非线性微分方程和竖向非线性微分方程进行积分，得到横向位移分布函数和竖向位移分布函数。横向位移分布函数、竖向位移分布函数和输电导线的抗拉强度建立地震作用下的地震张力相容性方程。根据横向位移分布函数、竖向位移分布函数对地震张力相容性方程进行求解，最后得到输电导线的地震张力。本发明通过在计算输电导线的地震张力的过程中增加横向非线性微分方程和竖向非线性微分方程，从而使得得到的地震张力能够具备适应多维地震的环境。因此，本发明的计算简洁清晰，无需大量迭代计算，也具备较好的计算精度，具有较高的分析效率，能够提升在地震作用下输电导线的地震张力评估的计算效率。
附图说明
[0055]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0056]
其中：
[0057]
图1为地震张力计算流程图；
[0058]
图2为一个实施例中输电导线坐标系示意图；
[0059]
图3为一个实施例中计算机设备内部结构图；
[0060]
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
具体实施方式
[0061]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0062]
本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0063]
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术提供的地震张力计算方法进行详细说明。
[0064]
本技术提供一种输电导线的地震张力计算方法。图1为一个实施例中地震张力计算流程图。如图1所示，输电导线的地震张力计算方法，包括：
[0065]
步骤s101：获取输电导线的单位重量、输电导线的水平跨度、输电导线的两端高差、输电导线的初始张力、水平地震影响系数最大值和竖向地震影响系数最大值。
[0066]
需要说明的是，水平地震影响系数最大值和竖向地震影响系数最大值可以通过依据当地历史地震数据估算得到，还可以根据抗震设计规范等相关文件的要求进行设置。竖向地震影响系数最大值可取水平地震影响系数最大值的65％。
[0067]
步骤s102：根据单位重量、水平地震影响系数最大值、输电导线的地震张力以及横向位移分布函数建立输电导线的横向非线性微分方程；根据单位重量、水平跨度、两端高差、初始张力、竖向地震影响系数最大值、输电导线的地震张力以及竖向位移分布函数建立输电导线的竖向非线性微分方程。
[0068]
具体的，可以通过索结构原理中的横向位移和竖向位移所用到的参数来建立横向非线性微分方程和竖向非线性微分方程。通常会使用到输电导线的单位重量和水平地震影响系数最大值以及地震张力来计算横向位移。还会使用水平跨度、两端高差、初始张力、竖向地震影响系数最大值和地震张力来计算纵向位移。
[0069]
步骤s103：对横向非线性微分方程积分，得到横向位移分布函数。对竖向非线性微分方程积分，得到竖向位移分布函数。
[0070]
微分方程，是指含有未知函数及其导数的关系式。解微分方程就是找出未知函数。对横向非线性微分方程和竖向非线性微分方程积分，是对横向非线性微分方程积分和竖向非线性微分方程求解的过程。因此，对横向非线性微分方程和竖向非线性微分方程积分后，得到横向位移分布函数和竖向位移分布函数。
[0071]
横向位移分布函数是用来描述电力输电线路在地震横向荷载作用下的振动特性。它是一种非常重要的工程计算方法，能够指导我们设计和优化输电线路的结构和材料，以确保其在地震等极端条件下的安全性和可靠性。
[0072]
在电力系统中，输电导线的竖向位移分布函数描述了输电导线在水平跨度方向上不同位置的竖向位移情况。
[0073]
步骤s104：利用横向位移分布函数、竖向位移分布函数和输电导线的抗拉强度建立地震作用下的地震张力相容性方程。
[0074]
需要说明的是，相容方程(the compatibility equation)是弹性力学术语，是按应力求解平面问题的方法。相容性方程可以描述物体表面上粘弹性物体中的形变效应，并且可以使用它来解释物体表面的复杂的运动现象，如地震波。
[0075]
因此，采用横向位移分布函数、竖向位移分布函数和输电导线的抗拉强度建立地震张力相容性方程可准确地评估地震作用影响下的输电导线的地震张力，以参数化的形式揭示地震张力荷载的形成机制。
[0076]
步骤s105：将地震张力相容性方程、横向位移分布函数和竖向位移分布函数结合并求解，得到地震张力。
[0077]
将横向位移分布函数和竖向位移分布函数代入地震张力相容性方程后，得到能够求解的以地震张力为未知数的三元一次方程。求解三元一次方程中的未知数，得到地震张力。
[0078]
通过地震张力相容性方程、横向位移分布函数和竖向位移分布函数结合并求解，得到地震张力，无需大量的迭代计算，具有很高的分析效率。本发明通过建立地震张力相容性方程提高输电导线的地震张力的计算精度，再分别对横向非线性微分方程和竖向非线性微分方程进行积分，得到横向位移分布函数和竖向位移分布函数。横向位移分布函数和竖向位移分布函数与地震张力相容性方程合并求解能够减少迭代计算。因此，本发明具备较好的计算精度，具有较高的分析效率，能够提升在地震作用下输电导线的地震张力评估的计算效率，在电力设计行业具有十分良好的应用前景，具有广泛的适用性。
[0079]
图2为一个实施例中输电导线坐标系示意图。其中，z(x)为横向位移分布函数、μ(x)为竖向位移分布函数。如图2所示，本实施例是一条输电导线，横向位移分布函数为表现输电导线延z轴变化的函数，输电导线的横向位移主要受到水平地震力的影响。
[0080]
在本实施例中，横向非线性微分方程为输电导线的导线横向位移曲线二阶导数与地震张力乘积等于输电导线的单位长度受到的横向荷载的负值。
[0081]
横向非线性微分方程的表达式如下：
[0082][0083]
式中，z(x)为横向位移分布函数；f1为输电导线的地震张力；为输电导线的
单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；为水平地震影响系数最大值；x为水平跨度上某一点的横坐标。
[0084]
其中，水平地震影响系数最大值乘以导线单位重量是指输电线路在水平地震作用下所受的最大地震力。根据相关规范与标准，水平地震影响系数最大值与导线单位重量之积通常用于计算输电线路在地震中所受的荷载。当地震发生时，由于地震波的作用，导致支架结构和导线产生振动，导线受到外力的作用而发生拉伸和扭曲变形。这样就会出现地震张力荷载。
[0085]
竖向位移分布函数为表现输电导线延重力方向变化的函数，输电导线的竖向位移受到导线重力和竖向地震力的影响，并且对于已经张紧的输电导线，其竖向位移的计算应考虑到初始张力的影响。
[0086]
在本实施例中，竖向非线性微分方程为输电导线的导线竖向位移曲线二阶导数与地震张力乘积等于输电导线的单位长度受到的竖向荷载的负值。
[0087]
竖向线性微分方程的表达式如下：
[0088][0089]
式中，μ(x)为竖向位移分布函数；f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；为竖向地震影响系数最大值；x为水平跨度上某一点的横坐标；f0为输电导线的初始张力。
[0090]
在计算导线受力和位移时，常常需要对其几何形态和外部荷载作用进行分析和计算。在一般情况下，导线在各个点上的竖向位移不是一个线性的分布，而是呈现出一定的曲线形状。对于某些特定的导线形态和荷载情况，可以近似地将导线的竖向位移看作是类似于抛物线的形态。
[0091]
在这种情况下，如果只考虑导线曲线的上升段或下降段，可能会导致对实际情况的误差比较大。因此，为了更加准确地描述导线的位移特征，在计算单位长度下的竖向位移时，通常会采用将导线曲线的上升段和下降段都考虑进去的方式。而乘以0.5就是为了将整个曲线段的竖向位移均匀地分配到单位长度中的0.5段之中，从而得到一个更为准确的结果。
[0092]
总之，乘以0.5的作用是将导线曲线的上升段和下降段都平均地考虑进去，从而得到更为准确的单位长度下的竖向位移值。
[0093]
在一个可实施的实施例中，横向位移分布函数的表达式为：
[0094][0095]
式中，z(x)为横向位移分布函数；f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；为水平地震影响系数最大值；x为水平跨度上某一点的横坐标。
[0096]
在一个可实施的实施例中，竖向位移分布函数的表达式为：
[0097][0098]
式中，μ(x)为竖向位移分布函数；f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；为竖向地震影响系数最大值；x为水平跨度上某一点的横坐标；f0为输电导线的初始张力。
[0099]
在一个可实施的实施例中，地震张力相容性方程的表达式为：
[0100][0101]
式中，μ(x)为竖向位移分布函数；f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；x为水平跨度上某一点的横坐标；f0为输电导线的初始张力；z(x)为横向位移分布函数；ea为输电导线的抗拉强度。
[0102]
在一个可实施的实施例中，将横向位移分布函数和竖向位移分布函数代入相容性方程后采用卡尔丹公式进行求解。
[0103]
卡尔达诺公式(cardano formula)亦称卡丹公式，是三次方程的求解公式，运用卡尔达诺公式可解任意复系数的三次方程。
[0104]
将横向位移分布函数和竖向位移分布函数代入相容性方程，得到：
[0105][0106]
式中，f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；x为水平跨度上某一点的横坐标；f0为输电导线的初始张力；ea为输电导线的抗拉强度；θ1为第一地震影响常数；θ2为第二地震影响常数；θ3为第三地震影响常数；θ4为第四地震影响常数。
[0107]
第一地震影响常数表达式如下：
[0108][0109]
式中，为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；x为水平跨度上某一点的横坐标；θ1为第一地震影响常数；为水平地震影响系数最大值。
[0110]
第二地震影响常数表达式如下：
[0111][0112]
式中，f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水
平跨度；c0为输电导线的两端高差；x为水平跨度上某一点的横坐标。
[0113]
第三地震影响常数表达式如下：
[0114][0115]
式中，f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；x为水平跨度上某一点的横坐标。
[0116]
第四地震影响常数表达式如下：
[0117][0118]
式中，f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；x为水平跨度上某一点的横坐标。
[0119]
在一个可实施的实施例中，弹性模量为70gpa；导线的初始张力为85kn；导线的横截面积为705mm2；水平跨度为1000m；单位长度重量为20.3n。左侧挂点高度为70m；左右挂点初始竖向高差为10m。根据《建筑抗震设计规范》(gb50011-2010)的规定，该实施例位于7度设防区，设计基本加速度为0.15g，考虑多遇地震的情况。因此，的值为0.12，的值为0.078。
[0120]
将本发明计算得到的地震张力的结果与非线性有限元方法(目前使用的方法)的计算结果进行对比。非线性有限元方法采用的软件为通用有限元分析软件ansys，单元类型为link10，划分单元数为200。两个方向的地震荷载以集中荷载的形式加载到各节点上。经过计算，采用本发明计算得到的地震张力值为113.2kn，而采用有限元方法计算得到的地震张力值为113.1kn，本发明相对于有限元方法的的相对误差仅为0.88％，说明本发明具有足够的准确性。
[0121]
在一个可实行的实施例中，提出了一种输电导线的地震张力计算装置，包括：
[0122]
数据模块，用于获取输电导线的单位重量、输电导线的水平跨度、输电导线的两端高差、输电导线的初始张力、水平地震影响系数最大值和竖向地震影响系数最大值。
[0123]
计算模块，用于根据单位重量、水平地震影响系数最大值、输电导线的地震张力以及横向位移分布函数建立输电导线的横向非线性微分方程；根据单位重量、水平跨度、两端高差、初始张力、竖向地震影响系数最大值、输电导线的地震张力以及竖向位移分布函数建立输电导线的竖向非线性微分方程。
[0124]
计算模块，还用于对横向非线性微分方程积分，得到横向位移分布函数；对竖向非线性微分方程积分，得到竖向位移分布函数。
[0125]
计算模块，还用于利用横向位移分布函数、竖向位移分布函数和输电导线的抗拉
强度建立地震作用下的地震张力相容性方程。
[0126]
计算模块，还用于将地震张力相容性方程、横向位移分布函数和竖向位移分布函数结合并求解，得到地震张力。
[0127]
上述地震张力计算装置，首先通过数据模块获取输电导线的单位重量、输电导线的水平跨度、输电导线的两端高差、输电导线的初始张力、水平地震影响系数最大值和竖向地震影响系数最大值。然后通过计算模块根据单位重量、水平地震影响系数最大值、输电导线的地震张力以及横向位移分布函数建立输电导线的横向非线性微分方程；根据单位重量、水平跨度、两端高差、初始张力、竖向地震影响系数最大值、输电导线的地震张力以及竖向位移分布函数建立输电导线的竖向非线性微分方程。
[0128]
再利用计算模块对横向非线性微分方程积分，得到横向位移分布函数；对竖向非线性微分方程积分，得到竖向位移分布函数。
[0129]
计算模块利用横向位移分布函数、竖向位移分布函数和输电导线的抗拉强度建立地震作用下的地震张力相容性方程。计算模块将地震张力相容性方程、横向位移分布函数和竖向位移分布函数结合并求解，得到地震张力。
[0130]
在一个实施例中，提出了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述地震张力计算方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
[0131]
在一个实施例中，提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述地震张力计算方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
[0132]
图3为一个实施例中计算机设备内部结构图。该计算机设备具体可以是终端，也可以是服务器。如图3所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现地震张力计算方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行地震张力计算方法。本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0133]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0134]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0135]
以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种输电导线的地震张力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：获取输电导线的单位重量、所述输电导线的水平跨度、所述输电导线的两端高差、所述输电导线的初始张力、水平地震影响系数最大值和竖向地震影响系数最大值；根据所述单位重量、所述水平地震影响系数最大值、所述输电导线的地震张力以及横向位移分布函数建立所述输电导线的横向非线性微分方程；根据所述单位重量、所述水平跨度、所述两端高差、所述初始张力、所述竖向地震影响系数最大值、所述输电导线的地震张力以及竖向位移分布函数建立所述输电导线的竖向非线性微分方程；对所述横向非线性微分方程积分，得到所述横向位移分布函数；对所述竖向非线性微分方程积分，得到所述竖向位移分布函数；利用所述横向位移分布函数、所述竖向位移分布函数和所述输电导线的抗拉强度建立地震作用下的地震张力相容性方程；将所述地震张力相容性方程、所述横向位移分布函数和所述竖向位移分布函数结合并求解，得到所述地震张力。2.根据权利要求1所述的地震张力计算方法，其特征在于，所述横向非线性微分方程为所述输电导线的导线横向位移曲线二阶导数与所述地震张力乘积等于所述输电导线的单位长度受到的横向荷载的负值；所述横向非线性微分方程的表达式如下：式中，z(x)为横向位移分布函数；1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；为水平地震影响系数最大值；x为水平跨度上某一点的横坐标。3.根据权利要求1所述的地震张力计算方法，其特征在于，所述竖向非线性微分方程为所述输电导线的导线竖向位移曲线二阶导数与所述地震张力乘积等于所述输电导线的单位长度受到的竖向荷载的负值；所述竖向线性微分方程的表达式如下：式中，(x)为竖向位移分布函数；f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；为竖向地震影响系数最大值；x为水平跨度上某一点的横坐标；f0为输电导线的初始张力。4.根据权利要求1所述的地震张力计算方法，其特征在于，所述横向位移分布函数的表达式为：式中，z(x)为横向位移分布函数；1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重
量；l为输电导线的水平跨度；为水平地震影响系数最大值；x为水平跨度上某一点的横坐标。5.根据权利要求1所述的地震张力计算方法，其特征在于，所述竖向位移分布函数的表达式为：式中，(x)为竖向位移分布函数；f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；为竖向地震影响系数最大值；x为水平跨度上某一点的横坐标；f0为输电导线的初始张力。6.根据权利要求1所述的地震张力计算方法，其特征在于，所述地震张力相容性方程的表达式为：为竖向位移分布函数；f1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；为水平跨度上某一点的横坐标；f0为输电导线的初始张力；z(x)为横向位移分布函数；ea为输电导线的抗拉强度。7.根据权利要求1所述的地震张力计算方法，其特征在于，所述将所述横向位移分布函数和所述竖向位移分布函数代入所述相容性方程后采用卡尔丹公式进行求解；所述将所述横向位移分布函数和所述竖向位移分布函数代入所述相容性方程，得到：式中，1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；为水平跨度上某一点的横坐标；f0为输电导线的初始张力；为输电导线的抗拉强度；θ1为第一地震影响常数；θ2为第二地震影响常数；θ3为第三地震影响常数；θ4为第四地震影响常数；所述第一地震影响常数表达式如下：式中，为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；为水平跨度上某一点的横坐标；1为第一地震影响常数；为水平地震影响系数最大值；所述第二地震影响常数表达式如下：
式中，1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；为水平跨度上某一点的横坐标；所述第三地震影响常数表达式如下：式中，1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；为水平跨度上某一点的横坐标；所述第四地震影响常数表达式如下：式中，1为输电导线的地震张力；为输电导线的单位重量；l为输电导线的水平跨度；c0为输电导线的两端高差；为水平跨度上某一点的横坐标。8.一种输电导线的地震张力计算装置，其特征在于，包括：数据模块，用于获取输电导线的单位重量、所述输电导线的水平跨度、所述输电导线的两端高差、所述输电导线的初始张力、水平地震影响系数最大值和竖向地震影响系数最大值；计算模块，用于根据所述单位重量、所述水平地震影响系数最大值、所述输电导线的地震张力以及横向位移分布函数建立所述输电导线的横向非线性微分方程；根据所述单位重量、所述水平跨度、所述两端高差、所述初始张力、所述竖向地震影响系数最大值、所述输电导线的地震张力以及竖向位移分布函数建立所述输电导线的竖向非线性微分方程；计算模块，还用于对所述横向非线性微分方程积分，得到所述横向位移分布函数；对所述竖向非线性微分方程积分，得到所述竖向位移分布函数；计算模块，还用于利用所述横向位移分布函数、所述竖向位移分布函数和所述输电导线的抗拉强度建立地震作用下的地震张力相容性方程；计算模块，还用于将所述地震张力相容性方程、所述横向位移分布函数和所述竖向位移分布函数结合并求解，得到所述地震张力。9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。10.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至8中任一项
所述方法的步骤。

技术总结
本发明属于输电线路抗震防灾技术领域，尤其涉及一种输电导线的地震张力计算方法、装置、计算机设备及存储介质。一种输电导线的地震张力计算方法，包括：获取单位重量、水平跨度、两端高差、初始张力、水平地震影响系数最大值和竖向地震影响系数最大值；根据获取到的数据以及地震张力分别建立横向和竖向非线性微分方程；对上述两个方程进行积分，得到横向位移分布函数和竖向位移分布函数后，与抗拉强度建立地震张力相容性方程；将地震张力相容性方程、横向位移分布函数和竖向位移分布函数结合并求解，得到地震张力。本发明的计算简洁清晰，也具备较好的计算精度，具有较高的分析效率，能够提升在地震作用下输电导线的地震张力评估的计算效率。估的计算效率。估的计算效率。


技术研发人员：洪志湖 钱国超 邹德旭 代维菊 王山 闵青云 周仿荣 孙灏若 严敬义 彭庆军 朱登杰
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/10/15