[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

说明书

本发明公开了一种耐张塔输电线路等值覆冰厚度测量方法及系统，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首尾端的第一耐张串轴向张力和第二耐张串轴向张力；向有限元仿真模型施加覆冰荷载，获得对应的第三耐张串轴向张力和第四耐张串轴向张力；当第一拉力监测值大于第一耐张串轴向张力，且第二拉力监测值大于第二耐张串轴向张力时，计算输电线路的第一等值覆冰厚度和第二等值覆冰厚度；基于第一等值覆冰厚度、第二等值覆冰厚度与覆冰厚度理论值的比较结果确定拉力传感器的布置位置，采用称重法计算最终等值覆冰厚度。本发明能够减小覆冰厚度计算结果的误差，从而提高输电线路覆冰监测准确度。

技术领域

本发明涉及输电线路覆冰监测领域，尤其涉及一种耐张塔输电线路等值覆 冰厚度测量方法及系统。

背景技术

输电线路覆冰严重影响电网的安全稳定运行，极端天气情况的出现使得输 电线大面积覆冰事件频发，从而发生输电线路断线、导线舞动、倒塔、绝缘子 闪络等事故，给电网部门造成巨大的经济财产损失。由于覆冰带来巨大危害， 开展输电线路覆冰监测越来越迫切。称重法因其原理简单、技术成熟，在国内 电网覆冰监测获得广泛应用，并逐步成为行业规范。而拉力传感器是称重法应 用的关键器件，其安装位置的不规范导致覆冰计算结果与实际值的误差较大， 从而影响覆冰监测结果的准确度。

发明内容

本发明提供一种耐张塔输电线路等值覆冰厚度测量方法及系统，以解决现 有技术覆冰计算结果与实际值的误差较大的问题，本发明能够减小覆冰厚度计 算结果的误差，从而提高输电线路覆冰监测准确度，避免覆冰监测系统预警误 报。

本发明实施例提供了一种耐张塔输电线路等值覆冰厚度测量方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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