[发明专利]一种架空线路非接触式载流量测算方法及系统

说明书

本发明涉及一种架空线路非接触式载流量测算方法及系统，属于架空线路载流量测算技术领域。该方法首先利用激光测温传感器非接触式测量架空线路温升参数，同时，测量架空线路的环境参数；之后，利用IEEE标准热平衡方程对比分析架空线路电流大小与温度的计算，最后，在获取气象环境参数和导线电流的导线运行温度的基础上，进一步优化测算实际导线中的载流量，最后给出电流大小。本发明方法能实现对线路实时电流较为准确测算，实施方便，成本低，操作简便，易于推广应用。

技术领域

本发明属于架空线路载流量测算技术领域，具体涉及一种架空线路非接触式载流量测算方法及系统。

背景技术

导线的载流量引起的温升是指在规定条件下，导线在这个电流下的运行温度的值。载流量引起温升的计算与导线的布置方式、绝缘材料、环境条件等有关。对于确定结构和型号的导线，载流量引起温升主要受当前环境条件下的运行温度限制。而导线的温度变化由吸热、散热情况综合决定；吸热组成主要包括了日照吸热、电流焦耳热；散热组成主要包括了空气对流散热、辐射散热。相应地；导线温升的影响因素包括了载流、日照；导线降温的影响因素包括了风速、风向、日照、环境温度。

对于架空导线载流量的计算，主要包括标准模型、数值模拟模型和热路模型。根据标准的发布机构不同，标准模型主要可分为IEEE标准模型、CIGRE标准模型等，对比IEEE标准模型和CIGRE标准模型，最大的差异体现在如何计算日照吸热，相比下CIGRE标准模型对线路的吸散热影响因素考虑更全面、细致，所以按CIGRE标准计算的吸收热量要略大于IEEE标准。由于标准模型中部分参数由经验公式计算得到，与实际环境和运行状态下的真实情况存在差异，造成载流量温升的计算结果存在一定误差。

对于数值模拟模型，它是一种基于数值传热学理论的载流量温升的计算方法，用有限元、有限差分及边界元等数值模拟方法求解数值模型离散后的偏微分方程组，然而由于计算量巨大，并且把导线看成实心圆柱体结构，忽略了导线各线股之间的空气间隙，影响了模型的计算精度。因此如何克服现有技术的不足是目前架空线路载流量测算技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种架空线路非接触式载流量测算方法及系统，以导线热平衡方程为基础，建立了气象环境条件变化时导线连续载流能力计算方法，由于导线热平衡方程式包括了导线运行温度、环境温度、风速、风向、日照强度、导线电气参数和载流量等因素，本发明在对比研究架空线路载流能力与温度计算方法的基础上，提出了时变气象环境下导线暂态温升计算模型。通过现场在线测量温升变化曲线，配合线路结构参数及测量环境参数，得到对架空线路载流量测算的新方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种架空线路非接触式载流量测算方法，包括如下步骤：

步骤(1)，测量架空线路温升参数；所述的温升参数指的是线路导线本体表面温度T；

步骤(2)，测量架空线路的环境参数；

步骤(3)，对流散热功率的计算：对流散热功率取强迫对流散热功率和自然对流散热功率中的最大值，具体如下：

强迫对流散热功率：

λ_F是空气导热系数，T为导线表面温度，℃；T_a为环境温度，℃，为风向角为δ_ω时的努塞尔数，K_an为风向修正系数；

其中：

为风向角为δ_ω时的风速，单位为m/s，ρ_F为空气密度，kg/m³；V空气的动态粘度，kg/(m·s)；H为导线的海拔高度，m；D为导体外径，单位m；表示风与导线轴的夹角；