[发明专利]一种架空输电线路导线等值冰厚精准计算方法

权利要求书

1.一种架空输电线路导线等值冰厚精准计算方法，它包括：

步骤1、在垂直平面内对架空线无外荷载时的力学特性进行分析计算；

步骤2、考虑导线受横向风作用偏离垂直平面η角度，将步骤1的力学参数归算至风偏平面；

步骤3、建立风偏平面内架空线力学平衡方程，得到导线均匀覆冰等值荷载q_ice，计算导线综合荷载等值冰厚。

2.根据权利要求1所述的一种架空输电线路导线等值冰厚精准计算方法，其特征在于：步骤1所述在垂直平面内对架空线无外荷载时的力学特性进行分析计算的方法包括：

设无外荷载架空线处于ADBE平面内，A、B为两不等高悬挂点，为无外荷载时的架空导线，γ为导线自荷载，l为水平档距，h为悬挂点高度差，θ为绝缘子串倾斜角，β为高差角，O为导线最低点，l_a、l_b分别为杆塔A、B到导线最低点O的水平档距，S为整档导线的原始长度；

导线自身重力引起的比载称为自重比载，假设单位长度导线质量为M，

则单位长度导线自荷载q₀为：

q₀＝9.8M (1)

则自重比载γ为：

式中，q₀：单位长度导线自荷载，N/m；A：导线横截面积；

悬挂点不等高，全档架空线实际线长由斜抛物线方程表示为：

导线覆冰时温度低于线路设计时参考温度，温度变化将引起线长变化，假设覆冰时，温度为t℃，则垂直平面内整档导线实时长度S_t表示为，

S_t＝S-SαΔt (4)

式中，α：架空线温度膨胀系数；Δt：架空线设计时参考温度与覆冰时温度的差值；

已知的线路参数有：水平档距l、高差角β、导线设计长度S、导线自重比载γ、覆冰温度t；由式(3)、式(4)推导得出垂直平面内导线水平应力σ₀，即

架空线最低处，其斜率应为零，则得A处距导线最低点O的水平档距和架空悬线A点到导线最低点O的导线长度S_a分别为

3.根据权利要求2所述的一种架空输电线路导线等值冰厚精准计算方法，其特征在于：步骤2所述考虑导线受横向风作用偏离垂直平面η角度，将步骤1的力学参数归算至风偏平面的方法为：

横向稳定风作用于导线及绝缘子串，使几何平面ADBE整体偏移垂直平面一定角度形成AD'BE'平面，平面AD'BE'即为风偏平面，该偏移角度即为风偏角η；

实弧线为风偏平面AD'BE'内的架空线，l'、β'、h'、γ'等为风偏平面内的导线力学参数；风偏平面AD'BE'内的各力学参量均由垂直平面内的各参量换算得到，

根据求得的风偏平面AD'BE'内各力学参量，再由式(7)可推导得出风偏平面AD'BE'内杆塔A到导线最低点O'的线长S_a'，即

4.根据权利要求3所述的一种架空输电线路导线等值冰厚精准计算方法，其特征在于：步骤3所述建立风偏平面内架空线力学平衡方程的方法为：

在风偏平面AD'BE'内，导线覆冰将引起绝缘子串倾角变化，设θ'为绝缘子串悬挂点轴向拉力F与水平方向(AX'方向)夹角，即AD'BE'平面内绝缘子串的倾斜角；则得θ'与风偏角η及垂直平面ADBE内绝缘子串沿线方向的倾斜角θ之间的关系，表示为：

设G为绝缘子串及金具自重总和，导线自重荷载为q₀，q_ice为导线均匀覆冰等值荷载，覆冰后传感器测得拉力的竖直方向的分量为F_v＝Fsinθ'；忽略耐张绝缘子串及金具上的覆冰量，则根据导线覆冰后竖直方向上的力学平衡，则：

式中：G/cosη为绝缘子串及金具在风偏平面AD'BE'内竖直方向向下的力，即绝缘子串及金具自重与风共同作用形成的综合载荷；