本發(fā)明提供了一種基于ANSYS有限元仿真分析計算的V型絕緣子懸掛角度優(yōu)化方法，其特征在于具體步驟為：1)確定輸電線路的運行參數(shù)和所處地區(qū)的氣象特征；2)計算無風無覆冰氣象條件下絕緣子承受架空線的重力載荷；3)計算不同風力等級下輸電線路承受的風載荷；4)計算不同覆冰程度下輸電線路承受的覆冰載荷；5)根據(jù)計算得到的重力載荷、風載荷和覆冰載荷對絕緣子進行有限元仿真分析。該方法可對不同地理和氣象環(huán)境下的風載荷、覆冰載荷和重力載荷進行確定，保證了該方法應用的廣泛性，利用ANSYS仿真軟件進行受力分析，簡化了計算和試驗的周期，有效降低了工程的成本預算，使得計算結果更加準確，為輸電線路的規(guī)劃和改造提供一定的理論依據(jù)。

技術領域

本發(fā)明涉及一種V型絕緣子懸掛角度的優(yōu)化方法，特別是涉及了一種基于 ANSYS有限元仿真分析計算V型復合絕緣子機械特性的方法。

背景技術

由于經(jīng)濟和工業(yè)的快速發(fā)展，架空輸電線路的整體規(guī)模也越來越龐大，再 加上我國北方地區(qū)極端天氣的出現(xiàn)，極易導致線路覆冰、覆濕雪，引發(fā)斷股、 斷線、跳串以及冰雪閃絡等事故，從而影響電力系統(tǒng)整體的安全性和穩(wěn)定性。 采用V型串絕緣子的懸掛方式可以有效的減少冰閃事故的發(fā)生，其主要原因是：

1、由于懸掛角度的存在，使得V型復合絕緣子不同傘裙的間隙不容易被 冰柱和積雪橋接。

2、V型懸掛方式增加了復合絕緣子與雨水間的接觸面積，使得復合絕緣子 在雨水的沖刷下的自清潔效果更加明顯，從而減少了絕緣子的積污量。

3、在絕緣子表面冰雪融化時，雨水會按照一定角度流下，避免形成貫通整 個絕緣子表面的水簾，從而大大的降低了冰閃事故發(fā)生的概率。

4、V型絕緣子串可以明顯的改善絕緣子周圍的電場分布，使得電場分布更 加的均勻，從而提高覆冰絕緣子的閃絡電壓。

由于以上這些優(yōu)點的存在，V型懸掛方式的復合絕緣子在部分輸電線路中 得到了應用，但是其具體的機械特性和最優(yōu)的懸掛方式尚未進行系統(tǒng)的研究， 因此，對于V型復合絕緣子的機械特性分析的研究也就勢在必行。隨著輸電線 路電壓等級的逐漸增大，高電壓等級的復合絕緣子在輸電線路中得到了廣泛的 應用，而長串復合絕緣子與傳統(tǒng)的懸式絕緣子串的機械特性具有很大的差異。

目前對于輸電線路中絕緣子受力的分析方法主要為試驗驗證和數(shù)值仿真分 析。通過對大量的試驗結果分析表明：相對于靜態(tài)載荷和脈沖載荷的影響，絕 緣子的機械特性受動態(tài)載荷的影響最大，在長期的動態(tài)載荷的影響下，會大大 的減少絕緣子的疲勞壽命，由于端部金具連接工藝的差別，使得絕緣子在不同 載荷下的壽命有了很大的影響。但是隨著制作工藝的進步和升級，由絕緣子芯 棒和金具的連接而引發(fā)的機械事故越來越少，而對于不同角度下絕緣子懸掛角 度的優(yōu)化問題需要進一步的研究。因此，本發(fā)明根據(jù)具體輸電線路的地理和氣 象特征，對風載荷、重力載荷和覆冰載荷的確定提出了具體的方法，并利用有 限元仿真分析的方法，對V型絕緣子的機械特性進行了相應的分析，根據(jù)V型 絕緣子的受力大小和形變位移等結果，確定了輸電線路的中V型絕緣子的最優(yōu) 懸掛角度，為V型絕緣子的懸掛角度的優(yōu)化提出一個一般化的方法，為防止絕 緣子的污閃事故的發(fā)生提供理論依據(jù)，有利于保證高電壓等級輸電線路的安全 運行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的即在于，在傳統(tǒng)的輸電線路絕緣子機械特性的研究基礎上， 改進傳統(tǒng)的絕緣子懸掛方法，針對V型絕緣子的懸掛方式，提出適合各個輸電 線路和氣象條件下雙串復合絕緣子懸掛方式優(yōu)化的方法。該方法可對不同地理 和氣象環(huán)境下的風載荷、覆冰載荷和重力載荷進行確定，保證了該方法應用的 廣泛性，利用ANSYS仿真軟件進行受力分析，簡化了計算和試驗的周期，有 效降低了工程的成本預算，使得計算結果更加準確，為輸電線路的規(guī)劃和改造 提供一定的理論依據(jù)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：一種基于ANSYS有限元仿 真分析計算的V型絕緣子懸掛角度優(yōu)化方法。其具體步驟為：