[发明专利]一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法

说明书

本发明提供了一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法，包括步骤：获取绝缘子串倾斜角值计算未知状态的档距增量Δl和高差增量Δh；根据已知状态下的导线水平应力σ₀，导线最终弹性系数E、档距l，高差角β、已知状态下导线比载γ和所述未知状态的档距增量ΔI和高差增量Δh，计算不平衡张力工况下的导线应力σ₀₁。该方法充分考虑绝缘子串倾斜角对导线应力的影响，方便准确地实现了对不平衡张力工况下的导线应力监测，确保实际工况导线应力值不超过最大允许应力或最大使用应力，从而保证线路运行的安全可靠。

技术领域

本发明属于输电线路在线监测领域，尤其涉及一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法。

背景技术

输电线路是电力系统的重要组成部分，是电网安全运行的基础。悬挂于两基杆塔之间的一档导线，在导线自重、冰重、风压等荷载的作用下，任一横截面上均有一内力，导线应力就是指导线单位横截面积上的内力。输电线路的设计和运行时，需要着重考虑的是导线的应力和弧垂，使其控制在设计规定的范围内。

不平衡张力是杆塔左右两邻档因架空线张力不等而承受的张力差。架空线路在安装时，应使悬垂串处在垂直位置，各直线杆塔不存在张力差。但是在输电线路实际运行工况下，悬垂绝缘子串两侧常存在不平衡张力。引起不平衡张力的主要原因包括以下方面：悬垂绝缘子串两侧的档距和高差有显著的不同、导线温度变化、外荷载(包括冰荷载和风荷载)变化。在线路不均匀覆冰情况下不平衡张力尤其显著，易造成大面积倒塔断线事故。不平衡张力的出现会使得绝缘子串产生偏斜，导致大小号两侧的档距产生微量的变化，但是，这种档距微量的变化会导致两侧的导线应力发生显著的变化。故在输电线路实际运行过程中不可忽视因不平衡张力而引起的导线应力的变化。

计算架空线不平衡张力工况下的导线应力在线路的设计、施工、运行、检修和事故分析中都是不可或缺的工作。目前，国内外对应力的监测，主要有应力传感器法、传统计算法。应力传感器法：采用在杆塔和绝缘子串之间安装应力传感器，但需要替换线路金具，安装和维护工作难度大、效率低，且易增加线路安全隐患；并且其计算模型未系统考虑导线温度、冰荷载、风荷载、绝缘子串不平衡张力对导线应力的综合影响，监测准确度较低。传统计算法：工程上还采用双曲函数的幂级数展开式的前两项做近似计算，费时、费工、精确度低。

综上所述，需要一种精确便捷的方法计算出不平衡张力工况下的导线应力，确保实际工况导线应力值不超过最大允许应力或最大使用应力，从而保证线路运行的安全可靠。

发明内容

基于此，本发明提供了一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法，该方法充分考虑绝缘子串倾斜角对导线应力的影响，方便准确地实现了对不平衡张力工况下的导线应力监测，确保实际工况导线应力值不超过最大允许应力或最大使用应力，从而保证线路运行的安全可靠。其具体采用的技术方案如下：

一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法，包括以下步骤：

获取绝缘子串倾斜角值

计算未知状态的档距增量Δl和高差增量Δh；

根据已知状态下的导线水平应力σ₀，导线最终弹性系数E、档距l，高差角β、已知状态下导线比载γ和所述未知状态的档距增量Δl和高差增量Δh，利用公式：

计算不平衡张力工况下的导线应力σ₀₁。

可选的，还包括步骤：收集待测导线的特性参数和线路的基础数据；所述特性参数和基础数据包括：所述已知状态下的导线水平应力σ₀，所述导线最终弹性系数E，所述档距l，高差h、绝缘子串长度λ、导线单位长度自重W，重力加速度g、导线截面积S。

可选的，所述档距增量

所述高差增量