[发明专利]输电线路耐张段连续档导线覆冰监测方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种输电线路耐张段连续档导线覆冰监测方法、装置及系统，方法包括获取关联杆塔两侧导线的长度；基于关联杆塔两侧导线的长度，计算出关联杆塔两侧导线在垂直平面内的水平应力，获得关联杆塔的垂直档距；获取风偏角参数，计算出关联杆塔的垂直档距在风偏平面内对应的导线长度；获取绝缘子串所承受的拉力值和倾斜角，结合关联杆塔的垂直档距在风偏平面内对应的导线长度，计算出导线覆冰后的单位长度荷载；计算单位长度荷载与导线单位长度自重荷载的差值，得到导线单位长度的覆冰荷载，计算出导线等值覆冰厚度。本发明能够计算出与直线塔连接的导线等值覆冰厚度，拓展了称重法监测导线覆冰的应用范围。

技术领域

本发明属于输电线路覆冰荷载监测技术领域，具体涉及一种输电线路耐张段连续档导线覆冰监测方法、装置及系统。

背景技术

输电线路覆冰后如果出现自行脱落，则会造成导线相碰、引起线路跳闸。在导线悬挂点会产生冲击力和冲击荷载，造成导线断股断线。输电线路覆冰如果不脱落，持续增长，会增大导线张力，张力和荷载超过金具的机械强度后，也会造成断线。导线张力增大，会加大杆塔各个部位和杆塔基础的力矩和荷载，荷载超过杆塔机械强度一定的限值，就会造成杆塔基础下降、杆塔弯曲、倾斜，杆塔某些部分折断甚至倒塔。

线路覆冰引起的上述故障是电网长期面临的潜在威胁，影响电网的安全运行。上述故障发生时，受到天气、交通等因素的影响，有时不能快速地对故障线路进行抢修，导致用户长时间停电，影响用户日常生活和社会秩序，造成严重的经济损失。

采用覆冰监测系统对输电线路覆冰进行监测是目前应对上述故障的重要方法。覆冰监测系统通常由各类传感器、通讯网络、主站系统组成。目前最常用的监测方法是：采用拉力传感器、角度传感器采集现场数据，利用称重法计算导线覆冰荷载、计算导线的等值覆冰厚度。现有的称重法需要知道与直线塔连接的导线长度，而在输电线路覆冰监测实际工程应用中，由于设计资料缺失、数据未能互联互通等原因，导线长度往往是未知的，这就限制了称重法在输电线路覆冰监测中的应用范围。另外，现有技术中在进行导线等值覆冰厚度计算的过程中，并未考虑风荷载对导线长度变化的影响，从而导致计算出来的导线等值覆冰厚度精确度较低。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种输电线路耐张段连续档导线覆冰监测方法、装置及系统，能够计算出与直线塔连接的导线等值覆冰厚度，拓展了称重法监测导线覆冰的应用范围。

为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种输电线路耐张段连续档导线覆冰监测方法，包括：

获取关联杆塔两侧导线的长度；

基于关联杆塔两侧导线的长度，计算出关联杆塔两侧导线在垂直平面内的水平应力，进而获得关联杆塔的垂直档距；

获取风偏角参数，计算出关联杆塔的垂直档距在风偏平面内对应的导线长度；

获取绝缘子串所承受的拉力值和倾斜角，结合关联杆塔的垂直档距在风偏平面内对应的导线长度，计算出导线覆冰后的单位长度荷载；

计算所述单位长度荷载与导线单位长度自重荷载的差值，得到导线单位长度的覆冰荷载，进而计算出导线等值覆冰厚度。

可选地，所述关联杆塔两侧导线的长度的获取方法包括：计算出关联杆塔两侧导线的长度变化率，进而获得关联杆塔两侧导线的长度。

可选地，关联杆塔两侧导线的长度变化率通过以下计算公式获得：

其中，α_l为关联杆塔两侧导线的长度变化率，M为计算区间，k为计算区间序号，k＝[l/M]+1；α_k为高差一定时第k个计算区间起始位置的导线长度变化率，l为相邻杆塔之间的档距。