[发明专利]一种基于北斗高精度定位的输电导线覆冰厚度反算方法

说明书

本发明公开了一种基于北斗高精度定位的输电导线覆冰厚度反算方法，包括：步骤1、将导线从设计冰厚状态推导至不同覆冰时的状态，计算出覆冰条件下导线的水平应力；步骤2、获取覆冰期间输电线路实时运行状态位置信息，根据正交多项式拟合的导线状态动态感知方程，测量出导线实时弧垂和垂直档距变化量，计算出覆冰条件下导线水平应力和垂直比载；步骤3、根据体积、密度和重量转换公式，计算综合考虑导线设计冰厚、垂直档距及弧垂实时变化特征的输电线路高精度覆冰厚度；有效地提升现有覆冰厚度计算模型准确性，克服覆冰监测终端拉力值测量不准确而造成所计算覆冰厚度误差较大的问题。

技术领域

本发明属于输电线路覆冰监测技术领域，尤其涉及一种基于北斗高精度定位的输电导线覆冰厚度反算方法。

背景技术

目前在输电线路覆冰监测方面，主要采用线上、线下相结合的覆冰监测方式，线上主要通过安装覆冰监测终端，通过实时测量的拉力值，计算导线弧垂变化趋势，最后折算出线路覆冰厚度，由于冰期气象条件较为恶劣，拉力传感器监测值往往不准确，甚至出现不工作情况，此外由于覆冰监测终端所涉及到的设备较多，包括：拉力传感器、倾角传感器、光伏供电系统、视频监控系统等构成，各种设备均具有一定重量，不仅对杆塔受力情况造成一定影响，同时在设备故障无法快速定位时，需要对各个设备逐一排查，消缺难度大。

线下主要采用人工观冰、手持式观冰等设备。手持式观冰系统对现场气象条件要求较高，在高海拔、覆冰以雨雾凇为主的区域，由于大雾的影响导致手持式观冰系统无法正常工作，且手持式观冰系统无法准确的判断导线真实的覆冰类型，在以混合淞为主导的覆冰类型下，往往外层为密度较小的雪或雾所凝成的冰，里层为密度较大的雨凇，手持式观冰系统无法判断不同覆冰类型冰厚，经常出现“一刀切”情况，导致手持式观冰系统所测导线标准冰厚精确度较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提供一种基于北斗高精度定位的输电导线覆冰厚度反算方法，以解决覆冰监测终端拉力值测量不准确而造成所计算覆冰厚度误差较大的问题，解决现有覆冰在线监测设备笨重、设备多、消缺难等技术问题。

本发明技术方案是：

一种基于北斗高精度定位的输电导线覆冰厚度反算方法，所述方法包括：

步骤1、将导线从设计冰厚状态推导至不同覆冰时的状态，计算出覆冰条件下导线的水平应力；

步骤2、获取覆冰期间输电线路实时运行状态位置信息，根据正交多项式拟合的导线状态动态感知方程，测量出导线实时弧垂f和垂直档距L_ioc变化量，计算出覆冰条件下导线水平应力和垂直比载；

步骤3、根据体积、密度和重量转换公式，计算综合考虑导线设计冰厚、垂直档距及弧垂实时变化特征的输电线路高精度覆冰厚度。

计算出覆冰条件下导线的水平应力的公式为：

式中：α为电线的温度膨胀系数，E为电线的弹性系数，t₀为电线设计时的工况温度，t_ioc为某时刻下导线覆冰温度，σ₀、γ₀分别为考虑设计冰厚时的导线已知水平应力、垂直荷载，σ_ioc、γ_ioc分别为导线覆冰运行状态下水平应力和垂直比载；l为杆塔档距，β为导线两端挂点高差角。

σ₀的计算方法为：

F为导线破断力；e为导线安全系数；A为导线截面积。

σ₀的计算方法为：