[发明专利]输电线路导线和树木间的电气安全距离动态预测方法

权利要求书

1.一种输电线路导线和树木间的电气安全距离动态预测方法，其特征在于，包括步骤：

获取输电线路导线的自重比载与档距，根据观测输电线路导线的实际垂弧及自重比载，计算输电线路导线观测垂弧的应力；

计算不同温度下的输电线路导线的预测应力，基于预测应力计算不同温度情况下输电线路导线上任意点的垂弧，并将不同温度情况下输电线路导线上任意点的垂弧与观测得到输电线路导线的实际垂弧之差作为输电线路导线的弧垂高差；

根据无人机获取数据并进行输电线路通道的三维建模，基于输电线路导线弧垂悬链基础模型，获取导线温度变化之后三维模型中对应树木的空间位置，计算基于导线温度变化和树木生长状态下的导线弧垂点与树木之间的净空距离，并判断净空距离是否大于输电线路设计规范规定的导线和树木之间的最小电气安全距离。

2.根据权利要求1所述的输电线路导线和树木间的电气安全距离动态预测方法，其特征在于，输电线路导线的自重比载与档距从工程资料中获取，在工程资料不全时，通过公式(1)计算得到；

其中，q为导、地线的单位长度质量，单位为kg/km；A为导、地线的截面，单位为mm²；g为重力加速度，g＝9.80665，单位为m/s²。

3.根据权利要求1所述的输电线路导线和树木间的电气安全距离动态预测方法，其特征在于，导线观测弧垂的应力计算公式为公式(2)：

其中，r为输电线路导线的自重比载，单位为MPa/m；f₁为观测的输电线路导线弧垂，单位为m；σ₁为观测时求出的观测档所在耐张段的代表档距的代表应力，单位为MPa；l为档距，单位为m；l_x为测量点距离小号侧的水平距离，单位为m；β为高差角，单位为°。

4.根据权利要求3所述的输电线路导线和树木间的电气安全距离动态预测方法，其特征在于，不同温度下的导线预测应力如公式(3)所示：

公式中的E为导线弹性系数，α为温度膨胀系数，根据导线型号查出，r与l就是上述公式的比载与档距，t₁与t₂分别为导线高温的温度与测量弧垂时的温度，通过此公式计算出高温应力。

5.根据权利要求4所述的输电线路导线和树木间的电气安全距离动态预测方法，其特征在于，不同温度情况下导线任一点弧垂计算如公式(4)所示：

温度变化之后，则输电线路导线的弧垂高差为f＝f₂-f₁。

6.根据权利要求1所述的输电线路导线和树木间的电气安全距离动态预测方法，其特征在于，树木处于不断的生长之中，假设树木的某季度月生长高度为j，未来生长的月数为q，树木未来若干月的生长高度为h_高差＝q*j。

7.根据权利要求6所述的输电线路导线和树木间的电气安全距离动态预测方法，其特征在于，预测状态下导线弧垂点和树木之间的垂直距离h₂用公式(5)表示：

h₂＝h₁-f-h_高差 (5)

其中，h₁为观测状态下导线上弧垂点和树木之间的垂直距离。

8.根据权利要求7所述的输电线路导线和树木间的电气安全距离动态预测方法，其特征在于，树木和导线之间存在一定的水平距离，从导线和树木之间的空间位置来看，形成一个直角三角形，基于导线温度变化和树木生长状态下的导线弧垂点与树木之间的净空距离通过公式(6)表示：

式中，h为预测状态下导线弧垂点和树木之间的净空距离，单位为m；h₃为通道内树木到对应导线弧垂点的水平距离。