[发明专利]一种输电线路分布式覆冰监测方法

摘要

本发明公开了一种输电线路分布式覆冰监测方法，步骤如下：步骤一、相位光时域反射仪监测到输电线路在未覆冰和覆冰时架空线的固有振动频率；步骤二、计算与数据处理单元根据未覆冰时架空线的固有振动频率，计算架空线未覆冰水平应力；步骤三、计算与数据处理单元分别获得架空线覆冰情况下单位长度质量与水平应力的关系以及单位长度质量与覆冰厚度的关系；步骤四、结合输电线路材料参数、地理信息参数、单位长度质量与覆冰厚度的关系以及架空线状态方程，以架空线覆冰厚度为未知量，计算与数据处理单元采用牛顿迭代法计算获得架空线的等值覆冰厚度。本发明具有监测方法智能化程度高、便于分析判断覆冰程度的特点，可以广泛应用于输电线路上。

主权项

一种输电线路分布式覆冰监测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、采用相位光时域反射仪监测分别得到输电线路在未覆冰和覆冰情况下架空线的固有振动频率f₀₁和f₀₂；步骤二、计算与数据处理单元根据未覆冰情况下架空线的固有振动频率f₀₁，计算架空线未覆冰情况下的水平应力σ₀₁；步骤三、计算与数据处理单元分别获得架空线覆冰情况下单位长度质量与水平应力的关系以及单位长度质量与覆冰厚度的关系，架空线覆冰情况下单位长度质量与水平应力的关系公式为：$m_{02}=\frac{{\mathrm{\σ}}_{02}A}{{4l}^2{f}_{02}^2},$其中，覆冰后架空线的水平应力为σ₀₂，单位长度质量为m₀₂，l为架空线的档距，f₀₂为覆冰情况下架空线的固有振动频率，A为架空线的计算截面积；架空线覆冰情况下单位长度质量与覆冰厚度的关系公式为：m₀₂＝m₀+0.9πb(d+b)×10^‑3，其中，d为架空线的直径，b为覆冰厚度，m₀为未覆冰情况下架空线的单位长度质量；步骤四、结合输电线路材料参数、地理信息参数、单位长度质量与覆冰厚度的关系以及架空线状态方程，以输电线路架空线覆冰厚度为未知量，计算与数据处理单元采用牛顿迭代法计算获得架空线的等值覆冰厚度，实现输电线路的分布式覆冰监测，所述架空线状态方程如下：${\mathrm{\σ}}_{02}-\frac{E{\mathrm{\γ}}^{\′2}{l}^2{\cos }^3\mathrm{\β}}{24{\mathrm{\σ}}_{02}^2}={\mathrm{\σ}}_{01}-\frac{E{\mathrm{\γ}}^2{l}^2{\cos }^3\mathrm{\β}}{24{\mathrm{\σ}}_{01}^2}-\mathrm{\α}E\cos \mathrm{\β}(t_2-t_1),$式中σ₀₁和σ₀₂分别为架空线未覆冰和覆冰情况下对应的水平应力，E为缆线的杨氏模量，β为档距的高差角，α为缆线的热膨胀系数，l为架空线的档距，t₁和t₂分别为未覆冰和覆冰情况下缆线的温度，在覆冰期间认为t₁≈t₂，γ'和γ分别为覆冰和未覆冰情况下的综合比载，所述γ'和γ与架空线单位长度质量关系为：式中m₀为架空线未覆冰时的单位长度质量，m₀₂为架空线覆冰后的单位长度质量，g为重力加速度。