[发明专利]一种架空输电线路导线等值冰厚精准计算方法

说明书

本发明公开了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；解决了现有技术的覆冰冰厚计算基于覆冰过程中覆冰参数测量而建立的模型，由于测量参数不准而失效；基于输电线路力学特性分析建立的模型，由于影响导线覆冰的因素过于复杂，模型未考虑因素多，故模型计算的精确性不高等技术问题。

技术领域

本发明属于覆冰厚度监测技术领域，尤其涉及一种架空输电线路导线等值冰厚精准计算方法。

技术背景

随着超特高压输电工程建设的推进，远距离、大容量的输电线路不可避免地要穿越高寒、高湿、高海拔地区以及复杂地形地貌造成的很多小气候、微地形区域，输电线路覆冰问题将更加突出，超特高压线路外绝缘面临着重污秽、重覆冰问题。

如何有效预测输电线路覆冰程度及准确监测其覆冰增长过程，成为国内外重要研究课题，对于电网覆冰后电力部门及时采取防冰、除冰措施，从而避免发生冰灾事故有着重要意义。国内外研究人员提出了众多预测导线覆冰的模型及监测方法，然而在工程中没有得到广泛应用，其主要原因在于：覆冰条件恶劣，基于覆冰过程中覆冰参数测量而建立的模型，由于测量参数不准而失效；基于输电线路力学特性分析建立的模型，由于影响导线覆冰的因素过于复杂，模型未考虑因素多，故模型计算的精确性不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种架空输电线路导线等值冰厚精准计算方法，以解决现有技术的覆冰冰厚计算基于覆冰过程中覆冰参数测量而建立的模型，由于测量参数不准而失效；基于输电线路力学特性分析建立的模型，由于影响导线覆冰的因素过于复杂，模型未考虑因素多，故模型计算的精确性不高等技术问题。

本发明技术方案：

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。

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，