一种基于塔腿应力分析的输电线路状态感知方法技术

本发明专利技术公开了一种基于塔腿应力分析的输电线路状态感知方法，包括：步骤1、根据输电塔线系统的实际参数和实际结构建立塔线系统三维有限元模型，步骤2、模拟输电杆塔的不同倾斜角度和输电线路的不同覆冰厚度，施加相应的荷载及求解条件仿真塔线系统不同工况下的倾斜和覆冰情况，进行力学仿真分析；步骤3、获取输电杆塔4个塔腿监测点的应力数值，对应力数值大小和输电杆塔的倾斜角度或输电线路的覆冰厚度进行量化分析；步骤4、根据实际监测中的塔腿应力大小，反推倾斜角度或覆冰厚度，快速感知评估输电线路的状态。知评估输电线路的状态。知评估输电线路的状态。

【技术实现步骤摘要】
一种基于塔腿应力分析的输电线路状态感知方法


[0001]本专利技术涉及输电线路
，具体涉及一种基于塔腿应力分析的输电线路状态感知方法。

技术介绍

[0002]我国输电线路覆盖范围广，其所处地形环境差异大，在复杂自然环境下输电线路运行状态安全是电力系统稳定运行的重要保障,因此输电线路的状态感知评估对电网安全起着至关重要的作用。输电杆塔的倾斜，输电线路的覆冰都会影响输电线路状态的稳定运行，早期针对输电线路的状态监测主要是依靠人工巡线，此种方式劳动强度大、费用高、效率低，随着技术的发展，现在逐渐开始辅助利用各种监测设备对输电杆塔倾斜、输电线路覆冰等进行在线监测。
[0003]但是这些监测手段需要对杆塔的横纵方向和倾斜角等几何参数进行详细测量比对分析，为了掌握输电线路上的覆冰情况还需要通过在绝缘子上方安装传感器进行线路的张力检测，以此来收集线路上方的覆冰情况和涉及的各项参数进行分析输电线路的状态，这些方法不仅需要耗费大量的人力和物力资源，同时对传感器的安装位置和检测精度条件要求较高且监测过程繁琐。

技术实现思路

[0004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于塔腿应力分析的输电线路状态感知方法，其特征在于，包括：步骤1、根据输电塔线系统的实际参数和实际结构建立塔线系统三维有限元模型，所述塔线系统三维有限元模型用于反映塔线系统情况，所述塔线系统三维有限元模型包括输电杆塔和导地线，确保塔线系统三维有限元模型的参数和输电塔线系统的实际参数和实际结构一一对应；步骤2、选取输电线路所处自然环境下可能出现的工况，模拟输电杆塔的不同倾斜角度和输电线路的不同覆冰厚度，施加相应的荷载及求解条件仿真塔线系统不同工况下的倾斜或覆冰情况，进行力学仿真分析；步骤3、在每一工况中，通过有限元仿真计算后，获得塔线系统三维有限元模型中，输电杆塔4个塔腿监测点的4个仿真应力数值，取4个仿真应力数值中的应力最大值作为仿真应力值，对仿真应力值和输电杆塔的倾斜角度或输电线路的覆冰厚度进行量化分析；步骤4、在实际输电塔线的4个塔腿监测点位置分别安装应力监测装置，结合不同工况下数据量化拟合分析的结果，在实际监测中，取4个实际塔腿应力数值中的应力最大值作为实际应力值，根据实际应力值来反推倾斜角度或覆冰厚度，从而能够快速感知评估输电线路的状态。2.根据权利要求1所述的基于塔腿应力分析的输电线路状态感知方法，其特征在于，所述步骤1包括：步骤101、从输电杆塔的导线横担中间对称位置定义坐标原点，依次建立地线支架及横担、上下曲臂、导线横担、塔身结构、塔腿结构的三维有限元模型；步骤102、确定地线、导线和绝缘子串挂点，根据具体参数型号建立相应的三维有限元模型，形成塔线系统三维有限元模型；步骤103、对建立的塔线系统三维有限元模型进行NODE节点融合和节点编号压缩，最后利用加载自身重量荷载的方式进行模型的力学仿真来检查具体的杆塔构件和线路节点是否可以进行有效条件的约束和一般荷载的施加求解。3.根据权利要求1所述的基于塔腿应力分析的输电线路状态感知方法，其特征在于：在建立塔线系统三维有限元模型过程中，建立导地线有限元模型的离散点找形方法，通过导地线的悬链线方程得到导地线上各离散节点的坐标，通过调节γ和σ0值大小，可调整线路的弧垂，导地线的悬链线方程为：地线的悬链线方程为：式中，y是导地线节点的高度；x是悬挂点到弧垂最低点的水平距离；L
h＝0
是等高悬点的悬链线长度；l表示两悬挂点的水平距离；h表示两悬挂点的垂直距离；γ表示单位长度导线所受重力与导线截面的比值；σ0表示导线最低点的应力，即导线单位截面所受...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏飞，阮江军，杜志叶，张力，黄道春，蔡炜，李健，冯智慧，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：