[发明专利]覆冰导线脱冰跳跃仿真测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压输电线路设计和测试，特别是涉及一种覆冰导线脱冰跳跃仿真测试方法。 

背景技术

架空输电线路长期运行在大气环境中受到风、覆冰等非人力因素的干扰。我国是覆冰最严重的国家，线路冰害事故发生的概率居于世界前列。覆冰对输电线路正常运行的三大危害之一在于不均匀覆冰或不同期脱冰产生的张力差，电气上可能导致相间短路跳闸、闪络，机械上对绝缘子串、杆塔形成较大的不平衡张力损坏绝缘子甚至引起杆塔倒塌，直接威胁电力系统的安全运行。另外随着西部大开发中水电资源建设规模的空前扩大，超长距离的超、特高压输电要穿越高寒、高湿、重覆冰及高海拔地区，输电线路覆冰灾害问题将更加突出，其中覆冰导线脱冰跳跃问题就是需要深入开展研究的内容之一。随着我国特高压电网的蓬勃发展，导线截面积增大，分裂数增多，导线脱冰跳跃问题的研究需要更加深入的研究。 

导线脱冰跳跃过程主要包括三个过程：（1）导线覆冰过程；（2）导线在一定的温度、风荷载、外力等条件下覆冰脱落，导线跳跃；（3）长时间的振荡过程后导线达到新的应力、弧垂状态。目前国内外对输电线路导线脱冰跳跃问题的研究主要采用实验和数值模拟的方法。模拟试验因其成本昂贵、结论可拓展性不强而掣肘，数值仿真方面，Jamaleddine,Mcclure等人通过有限元软件ADINA对导线进行了多个脱冰跳跃工况的数值仿真；Kalman采用有限元数值方法，研究不同档距、脉冲荷载、脱冰工况下地线位移、拉力等响应，并研究了一种除冰方法对地线的影响；Roshan Fekr等人以单导线输电线路为对象，研究了覆冰厚度、脱冰位置等因素对脱冰跳跃过程的影响。国内也有一些学者展开仿真测试研究。总的来说，由于实际线路参数的复杂性，如导线机械参数、档距组合、高差、绝缘子串长、导线的动力阻尼等因素均会对导线的脱冰跳跃过程产生显著影响，因此计算机模型很难准确模拟线路的实际情况，同时仿真结果的准确性也没有得 到试验的验证。目前线路设计对脱冰跳跃的考虑，一般根据经验公式进行校核计算。运行经验表明，经验公式对于线路防脱冰跳跃的设计具有一定的指导意义。但经验公式本身没有给出适用范围，并且对影响导线脱冰跳跃的诸多因素没有考虑完全，因而还有其不尽完善之处。总之，目前国内外对导线脱冰跳跃问题的研究还很不成熟，针对其的仿真测试研究很有必要。 

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种覆冰导线脱冰跳跃仿真测试方法，能够可靠地测算出给定气象条件下导线脱冰跳跃离散时刻的位移和张力状态。 

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 

一种覆冰导线脱冰跳跃仿真测试方法，包括以下步骤： 

(1)将给定的典型气象条件组合下的导线应力中最大值（σ_I）设定为导线允许的最大使用应力，利用以下的导线应力状态方程式获得导线在测试气象条件下的应力（σ_II）， 

σI-EL2γI224σI2+αEtI=σII-EL2γII224σII2+αEtII]]>