[发明专利]一种耐张塔输电线路等值覆冰厚度测量方法及系统

权利要求书

1.一种耐张塔输电线路等值覆冰厚度测量方法，其特征在于，包括：

建立输电线路的有限元仿真模型，获得无覆冰工况下耐张段的首端的第一耐张串轴向张力和所述耐张段的尾端的第二耐张串轴向张力；

向所述有限元仿真模型施加预设覆冰厚度理论值的覆冰荷载，获得与所述预设覆冰厚度理论值对应的所述首端的第三耐张串轴向张力和所述尾端的第四耐张串轴向张力；

当安装在所述首端的耐张塔上的第一拉力传感器监测到的第一拉力监测值大于所述第一耐张串轴向张力，且安装在所述尾端的耐张塔上的第二拉力传感器监测到的第二拉力监测值大于所述第二耐张串轴向张力时，根据所述第一耐张串轴向张力和所述第三耐张串轴向张力计算得到输电线路的第一等值覆冰厚度，根据所述第二耐张串轴向张力和所述第四耐张串轴向张力计算得到所述输电线路的第二等值覆冰厚度；

基于所述第一等值覆冰厚度、所述第二等值覆冰厚度与所述覆冰厚度理论值的比较结果确定拉力传感器的布置位置，采用称重法计算得到所述输电线路的最终等值覆冰厚度。

2.如权利要求1所述的耐张塔输电线路等值覆冰厚度测量方法，其特征在于，在所述基于所述第一等值覆冰厚度、所述第二等值覆冰厚度与所述覆冰厚度理论值的比较结果确定拉力传感器的布置位置后，所述方法还包括：

根据所述布置位置，将第三拉力传感器布置在所述首端的耐张塔上或所述尾端的耐张塔上；

根据所述有限元仿真模型，获得无覆冰工况下的第五耐张串轴向张力；

向所述有限元仿真模型施加若干均匀覆冰或不均匀覆冰的覆冰荷载，获得相应的若干第二耐张串轴向张力，绘制覆冰厚度-耐张串轴向张力的散点图；

根据所述散点图，采用数据拟合方法，获取关于覆冰厚度与耐张串轴向张力的曲线拟合公式；

当第三拉力传感器监测到的第三拉力监测值大于所述第五耐张串轴向张力时，将所述第三拉力监测值代入所述曲线拟合公式，得到所述输电线路的最终等值覆冰厚度。

3.如权利要求1所述的耐张塔输电线路等值覆冰厚度测量方法，其特征在于，在所述有限元仿真模型中，通过沿线向节点施加集中力等效模拟覆冰荷载，其中，根据下式计算得到所述集中力：

ω＝0.9πgb(b+D)×10^-3

T＝ωL＝[0.9πgb(b+D)×10^-3]L

其中，D为输电线外径，b为覆冰厚度，g为重力加速度，ω为输电线单位长度重力，L为有限元单元长度，T为施加到有限元仿真模型的集中力大小。

4.如权利要求1所述的耐张塔输电线路等值覆冰厚度测量方法，其特征在于，所述根据所述第一耐张串轴向张力和所述第三耐张串轴向张力计算得到输电线路的第一等值覆冰厚度，包括：

根据所述第一耐张串轴向张力计算得到输电线路的第一平均等效长度：

式中，F₀₁为所述第一耐张串轴向张力，n₀为输电线分裂数，ω₀为输电线单位长度重量，θ为绝缘子串夹角；

根据所述第一耐张串轴向张力计算得到所述输电线路的第一最大等效长度：

式中，F₀₁为所述第一耐张串轴向张力，n₀为输电线分裂数，ω₀为输电线单位长度重量，θ为绝缘子串夹角；

根据所述第一平均等效长度、所述第一最大等效长度和所述第三耐张串轴向张力计算得到所述输电线路的第一等值覆冰厚度：

式中，F₁为所述第三耐张串轴向张力，ω₀为输电线单位长度重量，n₀为输电线分裂数，D为输电线外径，l_av1为所述第一平均等效长度，l_max1为所述第一最大等效长度。