[发明专利]一种大跨越输电导线悬挂点动弯应变测量方法

说明书

本发明公开了一种大跨越输电导线悬挂点动弯应变测量方法，包括以下步骤：S1、监测导线微风振动状态，采用拉力传感器持续测量导线水平张力；S2、监测架空输电线环境状况，采用风速测量仪持续测量导线运行时的风速；S3、根据所测风速，利用能量平衡法计算出导线微风振动的特征参量；S4、利用求解所得导线微风振动的振幅以及频率代入已知导线振动的惯性力求解获得导线振动稳定时的惯性力F，将惯性力F代替考虑电线刚度的悬挂点处静态弯曲应力关系式中的静态支点反力，得到导线微风振动时悬挂点处的动弯应力。所述方法通过测量导线运行的水平张力和风速来估算悬挂点动弯应变，能更加准确地对大跨越输电导线的动弯应变值进行测量，避免事故的发生。

技术领域

本发明涉及电力领域中的架空导线微风振动在线监测技术领域，特别涉及一种大跨越输电导线悬挂点动弯应变测量方法。

背景技术

输电线路的微风振动又称涡激振动，当风速约为0.5m/s～10m/s的稳定风吹向输电线时，在导线/地线的背风侧产生上下交替的卡门旋涡，引起上下交变的力作用于输电线上，使其在垂直平面内发生上下有规律的波浪状往复运动。微风振动的频率在3Hz～150Hz之间，最大振幅一般不大于输电线直径的1～2倍，振动的持续时间一般达数小时，有时可达数日不止。工程上常以导线振动时由于弯曲而产生的横截面应变值即动弯应变值来评定微风振动的强度。振动波在悬挂点处形成波节点，受悬垂线夹的约束该节点不能自由旋转，因此常出现比档距中更大的动弯应变值，导线的疲劳断股常于此发生。

《导线振动测量标准化》认为测量线夹出口89mm处的电线对线夹的相对位移A₈₉与导线悬挂点处的动弯应变成线性关系，而与振动频率、波长、张力、档距和线夹有、无转动等因素基本无关。据此，目前普遍采用结构简单，加工、安装方便，具有良好机电耦合特性的悬臂梁式传感器通过测量线夹出口89mm处的弯曲振幅来计算悬挂点处的动弯应变。但根据实测资料对比，该线性关系受到振动频率、振幅、电线张力和刚度等因素的影响，可能会有±50％的误差。对于大跨越所使用的各特种导线，影响更大，尤其是大跨越输电导线发生微风振动时，导线的水平张力无法认为保持不变，因此不能准确估算得到大跨越输电导线悬挂点处的动弯应变。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，针对大跨越输电导线的微风振动，考虑振动频率、波长、张力、档距以及电线刚度的影响，提供了一种大跨越输电导线悬挂点动弯应变测量方法，所述方法通过测量导线运行的水平张力和风速来估算悬挂点动弯应变，能更加准确地对大跨越输电导线的动弯应变值进行测量，从而能更加准确地评估输电导线的运行状况，避免事故的发生。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

一种大跨越输电导线悬挂点动弯应变测量方法，所述方法包括以下步骤：

S1、监测导线微风振动状态，采用拉力传感器持续测量导线水平张力，记录下导线水平张力的变化；

S2、监测架空输电线环境状况，采用风速测量仪持续测量导线运行时的风速；

S3、根据步骤S2所测风速，利用能量平衡法计算出导线微风振动的特征参量，即微风振动稳定时，风输入导线的功率与导线自阻尼功率相等，利用风速与导线振幅、频率的关系式获得导线微风振动的特征参量，即导线微风振动的振幅和频率；

S4、根据步骤S1和步骤S3对导线悬挂点处的动弯应变进行估算，即利用求解所得导线微风振动的振幅A₀以及频率f代入已知导线振动的惯性力求解获得导线振动稳定时的惯性力F，将惯性力F代替考虑电线刚度的悬挂点处静态弯曲应力关系式中的静态支点反力，得到导线微风振动时悬挂点处的动弯应力。

进一步地，步骤S1中，具体通过将拉力传感器布置在线夹出口处，通过拉力传感器连续测量导线的水平拉力变化情况来实现。

进一步地，所述拉力传感器采用光纤光栅应变传感器。