(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211014602.3 (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 国网福建省电力有限公司经济技 术 研究院 地址 350000 福建省福州市晋安区秀峰路 221号亿力名居园1#楼 申请人 国网福建省电力有限公司 (72)发明人 黄晓予　唐自强　徐晓立　陈国文　 程诺　杨迪珊　张劲波　阮筱菲　 林宇彬　 (74)专利代理 机构 福州科扬专利事务所(普通 合伙) 35001 专利代理师 李晓芬 (51)Int.Cl. H01B 19/00(2006.01)G06F 30/17(2020.01) (54)发明名称 一种两节变径偏复合防风绝缘子的设计方 法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种两节变径偏复合防风绝缘 子的设计方法， 包括以下步骤： 输入设计数据， 包 括一阶芯棒和二阶芯棒的尺寸数据以及耐张塔 跳线串设计高度下的最大风速； 利用输入的所述 设计数据， 计算绝缘子本体受风面积及所受风 力； 根据绝缘子本体所受风力以及耐 张塔跳线串 的跳线数据， 计算跳线对绝缘子末端施加的等效 合力； 根据一阶芯棒和二阶芯棒的尺寸数据， 计 算绝缘子的等效截面惯性矩； 根据跳线对绝缘子 末端施加的等效合力以及绝缘子的等效截面惯 性矩， 计算绝缘子端部的挠度； 根据计算出的绝 缘子端部的挠度， 查询要求并判断是否符合要 求， 若满足则输出当前一阶芯棒和二阶芯棒的尺 寸数据， 不满足则调整一阶芯和二阶芯棒的尺寸 数据并重复上述 步骤。 权利要求书3页 说明书10页 附图2页 CN 115274232 A 2022.11.01 CN 115274232 A 1.一种两节变径偏复合防风绝缘子的设计方法， 所述两节变径偏复合防风绝缘子包括 上下分布设置且直径上大下小的一阶芯棒和二阶芯棒， 且一阶芯棒和二阶芯棒的材质相 同， 其特征在于， 所述设计方法包括以下步骤： 输入设计数据， 包括一阶芯棒和二阶芯棒的尺寸数据以及耐张塔跳线串设计 高度下的 最大风速； 利用输入的所述设计数据， 计算 绝缘子本体受风 面积及所受风力； 根据绝缘子本体所受风力以及耐张塔跳线串的跳线数据， 计算跳线对绝缘子末端施加 的等效合力； 根据一阶芯棒和二阶芯棒的尺寸数据， 计算 绝缘子的等效截面惯性矩； 根据跳线对绝缘子末端施加的等效合力以及绝缘子的等效截面惯性矩， 计算绝缘子端 部的挠度； 根据计算出的绝缘子端部的挠度， 查询电气工程要求并判断是否符合电气要求， 若满 足则输出当前一阶芯棒和二阶芯棒的尺寸数据， 若不满足则调整一阶芯和二阶芯棒的尺寸 数据并重复上述 步骤。 2.根据权利要求1所述的一种两节变径偏复合防风绝缘子的设计方法， 其特征在于， 所 述利用输入的所述设计数据， 计算 绝缘子本体受风 面积及所受风力的方法具体为： 采用如下公式计算 绝缘子本体受风 面积及所受风力： 式中， A为绝缘子本体受风面积， a、 c分别为一阶芯棒和二阶芯棒的长度， D、 d分别为一 阶芯棒和二阶芯棒的直径， P为绝缘子本体所受风力， v为耐张塔跳线串设计高度下的最大 风速。 3.根据权利要求2所述的一种两节变径偏复合防风绝缘子的设计方法， 其特征在于， 所 述根据绝缘子本体所 受风力以及耐张塔跳线串的跳线 数据， 计算跳线对绝缘子末端施加的 等效合力的方法具体为： 采用如下公式计算跳线对绝 缘子末端施加的等效合力： 式中， n为跳线分裂数， Acdr、 Lcdr、 Dcdr分别为跳线的风压面积、 单根跳线长度及跳线外 径， x为近似复合绝缘子自身所受风荷载对应的等 效形心位置， T为软跳线拉力， T0为一相跳 线安装张力， g1、 g6分别为导线单位自重荷载和最大风时综合荷载， F为跳线对绝缘子末端施 加的等效合力， L ＝a+c， θ 为跳线 串两侧的软跳线形成的角度。 4.根据权利要求3所述的一种两节变径偏复合防风绝缘子的设计方法， 其特征在于， 所 述根据一阶芯棒和二阶芯棒的尺寸数据， 计算 绝缘子的等效截面惯性矩的方法具体为： 采用如下公式计算 绝缘子的等效截面惯性矩：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115274232 A 2式中， k和m均为比例系数， s为计算 值， π 为圆周率， I 为绝缘子的等效截面惯性矩。 5.根据权利要求4所述的一种两节变径偏复合防风绝缘子的设计方法， 其特征在于， 所 述计算绝缘子端部的挠度的方法具体为： 采用如下公式计算 绝缘子端部的挠度： 式中， B为等效荷载作用下的刚度， E为复合绝缘子抗弯弹性系数， y为绝缘子端部的挠 度。 6.一种两节变径偏复合防风绝缘子的设计系统， 所述两节变径偏复合防风绝缘子包括 上下分布设置且直径上大下小的一阶芯棒和二阶芯棒， 且一阶芯棒和二阶芯棒的材质相 同， 其特征在于， 所述设计系统包括： 数据输入模块， 用于输入设计数据， 包括一阶芯棒和二阶芯棒的尺寸数据以及耐张塔 跳线串设计高度下的最大风速； 受风面积及风力计算模块， 用于利用输入的所述设计数据， 计算绝缘子本体受风面积 及所受风力； 等效合力计算模块， 用于根据绝缘子本体所受风力以及耐张塔跳线串的跳线数据， 计 算跳线对绝 缘子末端施加的等效合力； 截面惯性矩计算模块， 用于根据一阶芯棒和二阶芯棒的尺寸数据， 计算绝缘子的等效 截面惯性矩； 挠度计算模块， 用于根据跳线对绝缘子末端施加的等效合力以及绝缘子的等效截面惯 性矩， 计算 绝缘子端部的挠度； 验证模块， 用于根据计算出的绝缘子端部的挠度， 查询电气工程要求并判断是否符合 电气要求， 若满足则输出当前一阶芯棒和二阶芯棒的尺寸数据， 若不满足则调整一 阶芯和 二阶芯棒的尺寸数据并重复上述 步骤。 7.根据权利要求6所述的一种两节变径偏复合防风绝缘子的设计系统， 其特征在于， 所 述受风面积及风力计算模块计算 绝缘子本体受风 面积及所受风力的方法具体为： 采用如下公式计算 绝缘子本体受风 面积及所受风力： 式中， A为绝缘子本体受风面积， a、 c分别为一阶芯棒和二阶芯棒的长度， D、 d分别为一 阶芯棒和二阶芯棒的直径， P为绝缘子本体所受风力， v为耐张塔跳线串设计高度下的最大 风速。 8.根据权利要求7所述的一种两节变径偏复合防风绝缘子的设计系统， 其特征在于， 所权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115274232 A 3