[发明专利]一种覆冰输电线路薄弱环节预警方法

说明书

技术领域

本发明属电力系统覆冰灾害安全防御，特别是一种覆冰输电线路薄弱环节预警方法。

背景技术

由于我国幅员辽阔，地理环境复杂以及气候类型多样化，极端的自然灾害频繁发生，如每年东南沿海地区常发生的台风灾害、在云贵高原和三峡地区的冰灾等。在这些极端天气条件下，输电线路所受荷载会超过其设计承受能力，引起输电线应力会发生显著变化，从而引发电网故障。如在2008年冰雪灾害中，由于长时间的冻雨，输电线路上产生了严重的覆冰，引起导线应力的变化，导致导线应力过大造成输电线路断线倒塔事故。因此，在电网设计、运行和故障后分析中常需要对极端天气条件下的线路进行力学计算。

目前，常用来判断覆冰时期输电线路导线断线的方法有两种：一种是通过导线的弧垂值来判定其应力值；另一种是通过专门的覆冰厚度监测装置获取冰厚数据，再根据经验判断导线大致所受的应力是否处于危险范围。上述这两种方法共同的不足之处是，间接获取应力值，缺少精确度；第一种方法需要相关工作人员去现场测量弧垂，不仅耗费人力资源，而且耗时长；第二种方法依赖专家经验，不够自动化，且精确度相对较低。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种覆冰输电线路薄弱环节预警方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种覆冰输电线路薄弱环节预警方法，包括如下步骤：

步骤1、确定气象信息、覆冰厚度信息和架空线路详细信息，所述气象信息具体包括：实时温度t、最高气温t_max、最低气温t_min、平均气温t_av与覆冰产生的平均气温t_ice；覆冰厚度信息即连续档各档的覆冰厚度b；架空线路详细信息具体包括导线型号、该导线型号对应的弹性系数E、截面积A、外径D、单位长度质量q、各档档距l_i0、各档高差h_i0、各档高差角β_i0、各基直线塔上悬垂串的长度λ_i、垂向荷载G_i、架线时温度t₀、架线气温下各档水平应力σ₀₀；

步骤2、根据已知的气象信息，通过代表档距法计算模型确定初始水平应力，再由精确应力计算模型确定耐张塔段内每一档的实时应力值σ_i；具体包括如下几个步骤：

步骤2-1、确定输电线路导线的极限应力σ_lim；所用公式为：

σlim=Tb×0.4A]]>

式中，T_b为导线的计算拉断力，A为导线的截面积。

步骤2-2、确定代表高差角β_r与代表档距l_r；所用公式分别为：