一種輸電線路分布式覆冰監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輸電線路分布式覆冰監(jiān)測方法，步驟如下：步驟一、相位光時域反射儀監(jiān)測到輸電線路在未覆冰和覆冰時架空線的固有振動頻率；步驟二、計算與數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)未覆冰時架空線的固有振動頻率，計算架空線未覆冰水平應(yīng)力；步驟三、計算與數(shù)據(jù)處理單元分別獲得架空線覆冰情況下單位長度質(zhì)量與水平應(yīng)力的關(guān)系以及單位長度質(zhì)量與覆冰厚度的關(guān)系；步驟四、結(jié)合輸電線路材料參數(shù)、地理信息參數(shù)、單位長度質(zhì)量與覆冰厚度的關(guān)系以及架空線狀態(tài)方程，以架空線覆冰厚度為未知量，計算與數(shù)據(jù)處理單元采用牛頓迭代法計算獲得架空線的等值覆冰厚度。本發(fā)明具有監(jiān)測方法智能化程度高、便于分析判斷覆冰程度的特點，可以廣泛應(yīng)用于輸電線路上。
【專利說明】_種輸電線路分布式覆冰監(jiān)測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及輸電線路，特別是涉及一種輸電線路分布式覆冰監(jiān)測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在早期的覆冰監(jiān)測中，國內(nèi)外普遍采用建立觀冰站的方法來研宄和觀測輸電線路 的覆冰情況，這種方法投資大，建設(shè)周期長，且運行成本高，數(shù)量有限，無法實現(xiàn)整個電網(wǎng)覆 冰狀況的實時監(jiān)測。近年來，輸電線路覆冰和微氣象在線監(jiān)測技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，并逐 漸成為感知電網(wǎng)覆冰狀態(tài)和預(yù)防大面積覆冰、雪災(zāi)害事故的主要手段。目前發(fā)展起來覆冰 監(jiān)測方法主要有：稱重法、導(dǎo)線傾角法、圖像監(jiān)測法、覆冰速率計法、模擬導(dǎo)線法以及準分布 式光纖傳感法等。其中，稱重法、導(dǎo)線傾角法在國內(nèi)的應(yīng)用較為廣泛。然而這些監(jiān)測方法均 是點式監(jiān)測方法，只針對輸電線路上的某些特定線路進行覆冰狀態(tài)監(jiān)測，并不能實現(xiàn)真正 意義上的線路分布式實時監(jiān)測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種輸電線路分布式覆冰監(jiān) 測方法，具有監(jiān)測方法智能化程度高、便于計算機進行自動分析判斷覆冰程度、有著重要的 經(jīng)濟價值和社會價值的特點。
[0004] 本發(fā)明提供的一種輸電線路分布式覆冰監(jiān)測方法，包括如下步驟：步驟一、采用相 位光時域反射儀（phi-OTDR，phase-OpiticalTimeDomainReflectmeter)監(jiān)測分別得到 輸電線路在未覆冰和覆冰情況下架空線的固有振動頻率fca和f〇2;步驟二、計算與數(shù)據(jù)處 理單元根據(jù)未覆冰情況下架空線的固有振動頻率4，計算架空線未覆冰情況下的水平應(yīng)力 Otll;步驟三、計算與數(shù)據(jù)處理單元分別獲得架空線覆冰情況下單位長度質(zhì)量與水平應(yīng)力 的關(guān)系以及單位長度質(zhì)量與覆冰厚度的關(guān)系，架空線覆冰情況下單位長度質(zhì)量與水平應(yīng)力 的關(guān)系公式為其中，覆冰后架空線的水平應(yīng)力為Otl2，單位長度質(zhì)量為m(12， 1為架空線的檔距，&為覆冰情況下架空線的固有振動頻率，A為架空線的計算截面積； 架空線覆冰情況下單位長度質(zhì)量與覆冰厚度的關(guān)系公式為：1?=nid+0. 9πb(d+b)XΚΓ3， 其中，d為架空線的直徑，b為覆冰厚度，m°為未覆冰情況下架空線的單位長度質(zhì)量；步驟 四、結(jié)合輸電線路材料參數(shù)、地理信息參數(shù)、單位長度質(zhì)量與覆冰厚度的關(guān)系以及架空線狀 態(tài)方程，以輸電線路架空線覆冰厚度為未知量，計算與數(shù)據(jù)處理單元采用牛頓迭代法計算 獲得架空線的等值覆冰厚度，實現(xiàn)輸電線路的分布式覆冰監(jiān)測，所述架空線狀態(tài)方程如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種輸電線路分布式覆冰監(jiān)測方法，其特征在于：包括如下步驟： 步驟一、采用相位光時域反射儀監(jiān)測分別得到輸電線路在未覆冰和覆冰情況下架空線 的固有振動頻率feu和f〇2; 步驟二、計算與數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)未覆冰情況下架空線的固有振動頻率計算架空 線未覆冰情況下的水平應(yīng)力〇O1; 步驟三、計算與數(shù)據(jù)處理單元分別獲得架空線覆冰情況下單位長度質(zhì)量與水平應(yīng)力的 關(guān)系以及單位長度質(zhì)量與覆冰厚度的關(guān)系，架空線覆冰情況下單位長度質(zhì)量與水平應(yīng)力的 關(guān)系公式為：
其中，覆冰后架空線的水平應(yīng)力為Otl2，單位長度質(zhì)量為!Ikl2, 1為架空線的檔距，^為 覆冰情況下架空線的固有振動頻率，A為架空線的計算截面積； 架空線覆冰情況下單位長度質(zhì)量與覆冰厚度的關(guān)系公式為：m02=m〇+0· 9πb(d+b)X1CT3， 其中，d為架空線的直徑，b為覆冰厚度，Hltl為未覆冰情況下架空線的單位長度質(zhì)量； 步驟四、結(jié)合輸電線路材料參數(shù)、地理信息參數(shù)、單位長度質(zhì)量與覆冰厚度的關(guān)系以及 架空線狀態(tài)方程，以輸電線路架空線覆冰厚度為未知量，計算與數(shù)據(jù)處理單元采用牛頓迭 代法計算獲得架空線的等值覆冰厚度，實現(xiàn)輸電線路的分布式覆冰監(jiān)測，所述架空線狀態(tài) 方程如下：
式中〇(11和σα分別為架空線未覆冰和覆冰情況下對應(yīng)的水平應(yīng)力，E為纜線的楊氏 模量，β為檔距的高差角，α為纜線的熱膨脹系數(shù)，1為架空線的檔距，tJPt2分別為未覆 冰和覆冰情況下纜線的溫度，在覆冰期間認為γ'和γ分別為覆冰和未覆冰情況 mt)g 下的綜合比載，所述γ'和γ與架空線單位長度質(zhì)量關(guān)系為彳Z= 式中 Hltl為架空線未覆冰時的單位長度質(zhì)量，Hltl2為架空線覆冰后的單位長度質(zhì)量，g為重力加速 度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路分布式覆冰監(jiān)測方法，其特征在于：所述步驟二中， 架空線在未覆冰情況下通過相位光時域反射儀監(jiān)測到的固有振動頻率為：
其中，1為架空線的檔距，Ttll為未覆冰情況下的水平張力，Hltl為未覆冰情況下的單位長 度質(zhì)量，由該式可得到架空線在未覆冰情況下的水平張力Ttll; 又由公式Otll=Td/Α獲得輸電線路未覆冰情況下的水平應(yīng)力Otll，其中，A為架空線 的計算截面積。
【文檔編號】G01B11/06GK104457594SQ201410727795
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】邱平, 王磊, 覃兆宇, 沈龍, 徐云水, 李銳, 付玉峰, 賈永, 王龍華, 錢進, 段守勝, 史會軒, 劉曉波, 樂文靜 申請人:云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昭通供電局, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司