[發明專利]一種基于橫向扭矩擺的抑制架空地線脫冰跳躍的方法

有效

• 申請號: 202110766909.8
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113363871B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 楊旗;馬曉紅;毛先胤;曾華榮;程慶;李冉;蔣興良;楊柳青;田承越
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司
• 主分類號: H02G1/02
• 分類號: H02G1/02;H02G7/16;H02G7/14
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

本發明公開了一種基于橫向扭矩擺的抑制架空地線脫冰跳躍的方法，它采集架空輸電線路結構和設計氣象參數；計算最大等值覆冰厚度下架空輸電線路不發生扭轉所需要的最小反作用等效扭矩；根據扭矩擺需要提供的力矩總和給定可能的擺長、擺重組合；確定脫冰響應需要防護的縱向振動階次范圍并計算出最長N階、最短M階縱向振動波長；扭矩擺裝在最長N階縱向振動波波腹的前半部和最短M階波波腹的后半部并使得2種波的相角互補以此得到最小布置間距和實際扭矩擺布置個數為；計算不同扭矩擺布置方案對給定脫冰場景的脫冰跳躍減振率的加權均值并確定最優減振效果的擺長和擺重，結合最小布置間距確定最優布置方案；實現低成本、高收益的冰災防御方案的提出。

技術領域

本發明屬于輸電線路脫冰技術領域，尤其涉及一種基于橫向扭矩擺的抑制架空地線脫冰跳躍的方法。

背景技術

電網的大氣覆冰是一種很常見的自然現象，也是威脅電力系統安全穩定運行的重要因素之一。架空輸電線路作為電網的主要組成部分，具有點多、面廣、跨度長，自然環境和地形條件復雜多變的特點，因此相比于電網其他組成部分受冰雪災害的影響更為顯著。近年來，極端氣候頻發，大面積冰害引發的線路事故時有發生。

輸電線路脫冰跳躍是覆冰引發線路災害的常見方式之一，是指冰區輸電線路的覆冰在溫度、機械力、負荷電流等條件下脫落引起架空線的上下振動，工程中稱為“冰跳”。冰跳一方面會減小各架空線之間的絕緣間隙，導致閃絡、燒傷甚至燒斷架空線等電氣事故；另一方面大幅度的振動所引發的機械沖擊可導致桿塔倒塌，架空線拉斷，輸電線路停運，給人們的生產和生活帶來極大不便。

現有技術對于冰跳的防治研究，主要從2個方面開展：一是盡可能減少覆冰在輸電線路上的積聚程度，進而減少脫冰前系統所積聚的勢能，以降低系統振動的幅度和危害；二是通過附加裝置調節輸電線路系統的振動特性，使其在冰跳過程中始終保持低振幅模式，進而減輕對線路造成的損害。

現有技術提出的“橫向扭矩擺”，讓上述2個方面在工程上得以綜合實現。一方面，扭矩擺可根據實際覆冰程度提供充足的反作用扭矩，有效抑制架空地線在覆冰過程中的扭轉，引導覆冰過程向偏心翼形發展，使部分覆冰可在自身重力和自然風力作用下逐層脫落，進而減輕線路覆冰程度，降低地線弧垂、應力的增加，提高線路運行的安全穩定性；另一方面，扭矩擺自身較大的慣量，可通過自身的小幅振動和與空氣摩擦阻尼大量消耗冰跳時的振動能量，檔內的合理布置，可使冰跳振動半波數大大增加，進而相應減少波的最大垂直振幅，減輕振動危害。

然而如何根據架空輸電線路系統的結構特點和設計氣象參數，確定扭矩擺的核心參數，充分發揮其抗冰消振特性，提高其技術經濟性，仍亟需提出一種有效的技術手段加以解決。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種基于橫向扭矩擺的抑制架空地線脫冰跳躍的方法，能夠結合不同輸電線路系統的結構特點和設計氣象參數，科學地設計扭矩擺的結構參數，并在檔內進行合理布置，在充分發揮其抗冰消振特性的同時，兼有較高的技術經濟性，實現低成本、高收益的冰災防御方案的提出，進而保證輸電線路長期安全、穩定運行。

本發明的技術方案是：

一種基于橫向扭矩擺的抑制架空地線脫冰跳躍的方法，它包括：

步驟1、采集架空輸電線路結構和設計氣象參數；

步驟2、將均布于架空地線上的覆冰質量等效為集中于檔距中點的等效質量，計算最大等值覆冰厚度下，架空輸電線路不發生扭轉所需要的最小反作用等效扭矩T_min；

步驟3、根據最小反作用等效扭矩T_min確定出扭矩擺需要提供的力矩總和，并初步給定可能的擺長、擺重組合；

步驟4、根據工程需要確定脫冰響應需要防護的縱向振動階次范圍： N～M，并計算出最長N階、最短M階縱向振動波長λ_N和λ_M；