專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用能見(jiàn)度模型預(yù)測(cè)輸電線(xiàn)路冰厚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用能見(jiàn)度模型預(yù)測(cè)輸電線(xiàn)路冰厚的方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)線(xiàn)覆冰指在一定的氣象條件下，冰晶物質(zhì)在導(dǎo)線(xiàn)四周積聚的自然現(xiàn)象，導(dǎo)線(xiàn)覆冰會(huì)導(dǎo)致電線(xiàn)和桿塔荷載的增加，導(dǎo)致事故的發(fā)生。導(dǎo)線(xiàn)覆冰引起的事故主要有以下三類(lèi) (1)過(guò)負(fù)載事故，其主要是因?yàn)閷?dǎo)線(xiàn)覆冰超過(guò)設(shè)計(jì)抗冰厚度，即覆冰后質(zhì)量、風(fēng)壓面積增加而導(dǎo)致的機(jī)械和電氣方面的事故的發(fā)生；(2)不均勻覆冰或不同期脫冰事故，其主要是因?yàn)橄噜彊n的不均勻覆冰或線(xiàn)路不同期脫冰產(chǎn)生張力差，從而損壞金具、導(dǎo)線(xiàn)和絕緣子或使導(dǎo)線(xiàn)電氣間隙減少而發(fā)生的閃絡(luò)；(3)覆冰導(dǎo)線(xiàn)舞動(dòng)，其主要是因?yàn)椴痪鶆蚋脖虮?、風(fēng)荷載的作用使導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生自激振蕩和低頻率的舞動(dòng)，從而造成金具損壞、導(dǎo)線(xiàn)斷股、斷線(xiàn)和桿塔傾斜或倒塌等機(jī)械及電氣事故的發(fā)生。電線(xiàn)積冰的統(tǒng)計(jì)特征可以根據(jù)以前的積冰事故來(lái)估計(jì)，但目前國(guó)內(nèi)外對(duì)實(shí)際電線(xiàn)覆冰的準(zhǔn)確觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)尚不充足，尤其長(zhǎng)期的覆冰觀(guān)測(cè)序列更是嚴(yán)重缺乏。這使得輸電線(xiàn)路無(wú)法根據(jù)實(shí)際的覆冰情況進(jìn)行科學(xué)合理的布置與設(shè)計(jì)，一方面使工程成本增加，另一方面又使某些線(xiàn)路不能滿(mǎn)足輸電線(xiàn)路的抗冰的要求，從而導(dǎo)致事故的發(fā)生。為滿(mǎn)足輸電線(xiàn)路抗冰(防冰)設(shè)計(jì)對(duì)覆冰數(shù)據(jù)的需求，現(xiàn)階段主要采用建立覆冰觀(guān)測(cè)站的方式來(lái)采集覆冰觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)。目前使用的電子自動(dòng)覆冰觀(guān)測(cè)系統(tǒng)在嚴(yán)寒條件下不能正常工作，導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)缺失。因此，在沒(méi)有穩(wěn)定可靠的自動(dòng)觀(guān)測(cè)系統(tǒng)的情況下，人工觀(guān)測(cè)成為采集覆冰厚度數(shù)據(jù)的唯一方式。但人工觀(guān)測(cè)充滿(mǎn)風(fēng)險(xiǎn)，觀(guān)測(cè)人員在觀(guān)測(cè)過(guò)程中易發(fā)生安全事故，人員工作環(huán)境艱苦、生活保障困難，且投資費(fèi)用較高。為防范風(fēng)險(xiǎn)、減少投資，采用觀(guān)測(cè)氣象要素的方式來(lái)預(yù)測(cè)輸電線(xiàn)路覆冰厚度，這種創(chuàng)新方式可有效避免人工觀(guān)測(cè)方式的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種利用能見(jiàn)度模型預(yù)測(cè)輸電線(xiàn)路冰厚的方法，通過(guò)能見(jiàn)度模型預(yù)測(cè)輸電線(xiàn)路的冰厚，從而為覆冰輸電線(xiàn)路的抗冰(防冰)布置與設(shè)計(jì)提供支撐。本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
一種利用能見(jiàn)度模型預(yù)測(cè)輸電線(xiàn)路冰厚的方法，包括如下步驟 第一步、收集輸電線(xiàn)路所在地的導(dǎo)線(xiàn)覆冰資料和氣象要素資料，所述導(dǎo)線(xiàn)覆冰資料包括覆冰長(zhǎng)徑、短徑、冰重、覆冰過(guò)程起止時(shí)間、覆冰特征，所述氣象要素資料包括溫度、濕度、氣壓、能見(jiàn)度、降水量、風(fēng)速、風(fēng)向資料；
第二步、將步驟一中的導(dǎo)線(xiàn)覆冰資料和氣象要素資料分別按東西向和南北向進(jìn)行整理，整理的覆冰資料包括覆冰出現(xiàn)的日期、某次記錄的持續(xù)時(shí)間、導(dǎo)線(xiàn)覆冰長(zhǎng)徑、短徑、冰重、覆冰厚度、實(shí)測(cè)覆冰密度，整理的氣象要素資料包括風(fēng)向和風(fēng)速、干濕球溫度、降水量、
權(quán)利要求
1. 一種利用能見(jiàn)度模型預(yù)測(cè)輸電線(xiàn)路冰厚的方法，其特征在于包括如下步驟 第一步、收集輸電線(xiàn)路所在地的導(dǎo)線(xiàn)覆冰資料和氣象要素資料，所述導(dǎo)線(xiàn)覆冰資料包括覆冰長(zhǎng)徑、短徑、冰重、覆冰過(guò)程起止時(shí)間、覆冰特征，所述氣象要素資料包括溫度、濕度、氣壓、能見(jiàn)度、降水量、風(fēng)速、風(fēng)向資料；第二步、將步驟一中的導(dǎo)線(xiàn)覆冰資料和氣象要素資料分別按東西向和南北向進(jìn)行整理，整理的覆冰資料包括覆冰出現(xiàn)的日期、某次記錄的持續(xù)時(shí)間、導(dǎo)線(xiàn)覆冰長(zhǎng)徑、短徑、冰重、覆冰厚度、實(shí)測(cè)覆冰密度，整理的氣象要素資料包括風(fēng)向和風(fēng)速、干濕球溫度、降水量、 水汽壓、相對(duì)濕度、能見(jiàn)度、水汽輸送量，整理方法如下將觀(guān)測(cè)時(shí)間與各種氣象要素觀(guān)測(cè)值或計(jì)算值一一對(duì)應(yīng)；第三步、對(duì)步驟二中整理的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)，對(duì)于過(guò)程持續(xù)時(shí)間、過(guò)程記錄次數(shù)、過(guò)程中的12小時(shí)降水次數(shù)及降雨總量分別按求和方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)于最大覆冰厚度、 實(shí)測(cè)覆冰密度、過(guò)程中的平均垂直風(fēng)速、過(guò)程中的平均水汽輸送量、過(guò)程中的平均溫度分別按算術(shù)平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；第四步、將整理好的數(shù)據(jù)代入冰厚擬合公式，預(yù)測(cè)輸電線(xiàn)路冰厚； 冰厚擬合的公式如下式中Dw為霧凇冰厚，Dj為雨凇冰厚； 其中，1^的計(jì)算公式如下R為雨強(qiáng)，由覆冰過(guò)程內(nèi)總降雨量除以降雨量記錄次數(shù)L再除以12小時(shí)而得，τ為覆冰過(guò)程的持續(xù)時(shí)間； Dff的計(jì)算公式如下覆冰過(guò)程效率與風(fēng)速擬合系數(shù)c和d采用曲線(xiàn)擬合方法確定定義Y為覆冰過(guò)程效率， 有y = 二 = -^j- ’令,,,μ、 ，根據(jù)多個(gè)覆冰過(guò)程的相關(guān)統(tǒng)計(jì)分別計(jì)算γ和風(fēng)速Vn，利用多個(gè)Y和Vn的計(jì)算值得到擬合圖形，根據(jù)擬合圖形可以得到c和d的值； 覆冰密度P的計(jì)算公式如下1P=......................................,將不同覆冰過(guò)程中的多個(gè)溫度t值和Ρ值對(duì)應(yīng)進(jìn)行擬合，可得到擬合Xt-\- Z圖形，從而確定擬合系數(shù)X、ζ的值；Q的計(jì)算公式如下上式中nk為覆冰過(guò)程中觀(guān)測(cè)次數(shù)，V為風(fēng)速，θ為風(fēng)速與導(dǎo)線(xiàn)的夾角，W為液態(tài)水含量， 計(jì)算式如下上式中Kis為能見(jiàn)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用能見(jiàn)度模型預(yù)測(cè)輸電線(xiàn)路冰厚的方法，其特征在于所述步驟二中，冰重的定義為將導(dǎo)線(xiàn)上取冰后稱(chēng)重的實(shí)測(cè)值轉(zhuǎn)換為每米導(dǎo)線(xiàn)上的冰重。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用能見(jiàn)度模型預(yù)測(cè)輸電線(xiàn)路冰厚的方法，其特征在于所述步驟二中，實(shí)測(cè)覆冰密度的計(jì)算公式如下其中G為冰重，r為導(dǎo)線(xiàn)半徑，a為長(zhǎng)徑，b為短徑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用能見(jiàn)度模型預(yù)測(cè)輸電線(xiàn)路冰厚的方法，目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中人工觀(guān)測(cè)危險(xiǎn)性較大、人員工作環(huán)境艱苦、生活保障困難、投資費(fèi)用較高的問(wèn)題，包括如下步驟第一步、收集輸電線(xiàn)路所在地的導(dǎo)線(xiàn)覆冰資料和氣象要素資料；第二步、將步驟一中的導(dǎo)線(xiàn)覆冰資料和氣象要素資料分東西向和南北向分別進(jìn)行整理；第三步、對(duì)步驟二中整理的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)；第四步、將整理好的數(shù)據(jù)代入擬合公式，得到輸電線(xiàn)路冰厚。本發(fā)明通過(guò)能見(jiàn)度模型預(yù)測(cè)輸電線(xiàn)路冰厚，從而為覆冰輸電線(xiàn)路的抗冰(防冰)布置與設(shè)計(jì)提供支撐。
文檔編號(hào)G01B21/08GK102297674SQ201110106618
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者劉涼山, 劉渝, 吳息, 尹亮, 熊海星, 苑奇, 黃志洲 申請(qǐng)人:中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)西南電力設(shè)計(jì)院