[發明專利]一種基于弧垂變化的架空輸電線覆冰厚度計算方法

在審

• 申請號: 202210479426.4
• 申請日: 2022-05-05
• 公開（公告）號: CN115060215A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 楊運國;湯春俊;虞馳;梁加凱;方玉群;朱凱;麻堅;李文武;左立剛;陳暉;秦威南;徐飛明;劉凱;彭勇;張準
• 申請（專利權）人: 金華電力設計院有限公司;國網浙江省電力有限公司金華供電公司;中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G01B21/08
• 分類號: G01B21/08
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 項軍

1.一種基于弧垂變化的架空輸電線覆冰厚度計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，選擇覆冰區域內其中一個塔線段，對選擇的塔線段內架空輸電線進行基礎數據采集；

步驟二，在選擇的塔線段旁安裝弧垂測量裝置，并通過弧垂測量裝置測量選擇的塔線段內架空輸電線的弧垂測量值；

步驟三，基于采集的基礎數據以及弧垂測量值，建立覆冰比載與基礎數據的關系式，并通過迭代算法獲取覆冰比載值，再根據覆冰比載值計算獲取覆冰厚度。

2.根據權利要求1所述的一種基于弧垂變化的架空輸電線覆冰厚度計算方法，其特征在于，步驟一中所述基礎數據包括架空輸電線外徑、架空輸電線橫截面積、架空輸電線檔距、架空輸電線之間的高差角、架空輸電線的溫度膨脹系數和架空輸電線彈性系數。

3.根據權利要求1所述的一種基于弧垂變化的架空輸電線覆冰厚度計算方法，其特征在于，步驟三中所建立的覆冰比載與基礎數據間的關系式包括架空輸電線比載、溫度以及水平應力之間的關系式以及架空輸電線的弧垂公式。

4.根據權利要求3所述的一種基于弧垂變化的架空輸電線覆冰厚度計算方法，其特征在于，所述架空輸電線比載、溫度以及水平應力之間的關系式的表達式為：

其中：α為架空輸電線的溫度膨脹系數，t_ice為架空輸電線覆冰時的溫度，t_m為架空輸電線的初始溫度，E為架空輸電線的彈性系數，σ_ice為架空輸電線覆冰時的水平應力，σ₀為架空輸電線處于正常情況時的水平應力，β為架空輸電線間的高差角，l為架空輸電線的水平檔距，g₀為初始的架空輸電線比載，g_v為覆冰時的架空輸電線比載，A和B分別為架空輸電線的比載、溫度以及水平應力之間的關系式的二次項方程系數和常數項。

5.根據權利要求3所述的一種基于弧垂變化的架空輸電線覆冰厚度計算方法，其特征在于，所述架空輸電線的弧垂公式的表達式為：

其中：f_M為架空輸電線的弧垂計算值，g_v為覆冰時的架空輸電線比載，l為架空輸電線的水平檔距，σ_ice為架空輸電線覆冰時的水平應力，β為架空輸電線間的高差角。

6.根據權利要求4或5所述的一種基于弧垂變化的架空輸電線覆冰厚度計算方法，其特征在于，步驟三中所述通過迭代算法獲取覆冰比載值的具體過程為：設定弧垂誤差值，以及進行迭代時每次增加的比載增加值，并采集架空輸電線未覆冰時候的導線比載，并將其作為初始架空輸電線比載，再根據初始架空輸電線比載通過架空輸電線比載、溫度以及水平應力之間的關系式計算出在初始架空輸電線比載時的架空輸電線應力值，并將初始架空輸電線比載以及計算得到的架空輸電線應力值代入弧垂公式，獲取弧垂計算值，將弧垂測量值與弧垂計算值進行比較，獲取弧垂數據與弧垂計算值之間差的絕對值，若弧垂數據與弧垂計算值之間差的絕對值小于設定的弧垂誤差值，則將此時的架空輸電線比載作為覆冰比載值；若弧垂數據與弧垂計算值之間差的絕對值大于或等于設定的弧垂誤差值，則在此時的架空輸電線比載的基礎上，增加設定的比載增加值，并重復進行弧垂數據與弧垂計算值之間差的絕對值的計算，直至弧垂數據與弧垂計算值之間差的絕對值小于設定的弧垂誤差值。

7.根據權利要求1所述的一種基于弧垂變化的架空輸電線覆冰厚度計算方法，其特征在于，步驟三中所述覆冰厚度的計算公式為：

其中：b為架空輸電線的覆冰厚度，d為架空輸電線外徑，S為架空輸電線橫截面積，g₀為初始的架空輸電線比載，g_v為覆冰時的架空輸電線比載。