一种脱冰跳跃情况下输电线路风险评估方法技术

本发明专利技术提供了一种脱冰跳跃情况下输电线路风险评估方法，该发明专利技术方法主要包括以下几个步骤：1）根据有限元仿真分析计算出不同脱冰方式下的线路跳跃幅值及动态张力变化，2）对脱冰后的输电线路最小线间距及冲击倍数进行计算，3）根据所得到的最小线间距，利用间距交流放电特性得出对应的最小线间距的放电电压，然后与线间最高运行电压进行比较，分析发生放电的可能性，4）将脱冰导线的冲击倍数与建议值进行比较，分析线路脱冰时的受力方面的风险，评估线路风险等级。采用本发明专利技术提出的脱冰输电线路风险评估方法，可以用于脱冰输电线路的事故预防当中，能评估不同脱冰方式下输电线路风险，确保线路运行的可靠性。保线路运行的可靠性。保线路运行的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种脱冰跳跃情况下输电线路风险评估方法


[0001]本专利技术涉及一种脱冰跳跃情况下输电线路风险评估方法，属于输电线路风 险评估


技术介绍

[0002]由于气候寒冷，输电线路在冬季常遭受覆冰事故侵扰。输电线路在自然风 及气温的影响下会发生不同方式下的覆冰自然脱落，覆冰脱落后，输电线路 会出现跳跃的情况。当输电线路发生脱冰跳跃时，线路悬挂点处的张力发生 改变，产生不平衡张力，使得绝缘子偏斜，严重可导致绝缘子、金具损坏， 对输电塔也会造成较大影响。发生脱冰跳跃时，输电线路的线间距会发生变 化，当线间距过小时，在线间有可能发生放电事故。为了应对输电线路脱冰 所带来的危害，保障用电的安全稳定，对线路发生脱冰时的风险进行评估有 利于提前预防线路脱冰所导致的断线及放电事故。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种脱冰跳跃情况下输电线路风险评估 方法，能不同脱冰方式下的输电线路风险进行评估，以确保线路的安全稳定 运行。
[0004]本专利技术采取的技术方案为：种脱冰跳跃情况下输电线路风险评估方法，包 括如下步骤：
[0005]1)根据有限元仿真分析计算出不同脱冰方式下的线路跳跃幅值及动态张力；
[0006]2)对脱冰后的输电线路最小线间距及冲击倍数进行计算；
[0007]3)根据所得到的最小线间距，利用间距交流放电特性得出最小线间距对应的 的放电电压，然后将最小线间距的放电电压与线间最高运行电压进行比较；
[0008]4)将脱冰导线的冲击倍数与建议值进行比较，分析线路脱冰时的受力方面的 风险，评估线路风险等级。
[0009]优选的，所述的脱冰方式包括均匀脱冰、不均匀脱冰、不同步脱冰。
[0010]优选的，所述的线路跳跃幅值及动态张力计算方法为：利用输电线路悬 链线方程得出线路初始构型，通过有限元仿真的方法模拟不同脱冰方式，得 出线路脱冰时的跳跃幅值及动态张力。
[0011]优选的，所述的最小线间距计算方法为：选择不同横坐标下垂直于线路 轴线的水平面，若该水平面内导线的最大冰跳高度为d
ice
，则导地线脱冰后的 最小线间距d
min
的计算公式如式1所示：
[0012][0013]式(1)中，d
h
为上左相导线与下相导线之间的水平间距，d
上左
‑
下相
为上 左相与下相导线的垂直距离，d
ice
为下相导线的冰跳高度。
[0014]优选的，所述的冲击倍数为动态纵向不平衡张力与静态纵向不平衡张力 的比值；其中静态纵向不平衡张力为覆冰导线张力与脱冰后导线张力的差值， 动态纵向不平衡张力为覆冰导线张力与脱冰后导线最小张力的差值；冲击倍 数建议值为1
‑
1.8。
[0015]优选的，所述的放电电压为不同线间距情况下，使得导线线间发生放电 的电压。
[0016]优选的，P1＝U
max
/U
f
,P2＝k
f
/1.8，若0≤P1＜1且0≤P2＜1，则评估结果 为无风险；若1≤P1且0≤P2＜1，则评估结果为存在放电风险；若0≤P1＜1且 1≤P2，则评估结果为无放电风险，力学失效风险较大；若1≤P1且1≤P2，则 评估结果为存在放电风险且力学失效风险较大；其中，U
max
为输电线路线间最 高运行电压，U
f
不同间距下的导线击穿电压，k
f
为脱冰导线的冲击倍数，P1表示脱冰线路发生放电的风险，P2表示脱冰线路力学失效的风险。
[0017]优选的，所述有限元仿真采用的是Comsol软件。
[0018]本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术通过有限元仿真的方法， 得到线路在不同脱冰方式下的跳跃幅值及张力变化，然后计算线间最小距离， 并且根据线间最小间距计算出P1和P2的值并且将P1和P2的值与0和1进行比 较，从而对线路的运行风险进行评估，确保线路的安全稳定运行。
附图说明
[0019]图1为本专利技术流程图；
[0020]图2为脱冰跳跃情况下输电线路线间距计算示意图；
[0021]图3为输电线路平断面示意图；
[0022]图4为等效导线示意图；
[0023]图5为脱冰时三相输电线路动态张力图；
[0024]图6为最小间距与击穿概率为50％的电压U
50％
曲线图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图及具体的实施例对本专利技术进行进一步介绍。
[0026]实施例1：
[0027]一种脱冰跳跃情况下输电线路风险评估方法，如图1所示，以某500kV 输电线路为对象，该三相输电线路采用紧凑型导线等腰倒三角形布置，其布 置，如图2所示。
[0028]该500kV输电线路的导线采用6分裂JL/G1A
‑
300/40钢芯铝绞线，如图3 所示为线路平断面示意图。导线参数如表1所示。
[0029]表1导线参数
[0030][0031]如图5所示，需要将分裂导线等效为单导线。简化时需要满足导线等效 截面积相等及覆冰质量相等的原则，等效后的单导线直径和冰厚为：
[0032][0033][0034]式中D为等效单导线直径；B为等效覆冰厚度；d分裂子导线直径；b为 分裂子导线覆冰厚度，n为导线分裂数。
[0035]假设该输电线路覆冰厚度为15mm，根据式(2)、(3)，则等效后单导 线直径D为58.54mm，等效覆冰厚度B为36.74mm，计算出来的D、B值用 于后面仿真模型参数输入。
[0036]对该15mm冰区500kV紧凑型输电线路进行仿真建模，本实施例中采用 的是Comsol软件，脱冰方式为均匀脱冰，仿真模拟下相导线脱冰，上左相及 上右相导线不脱冰的情况下，得到输电线路的跳跃幅值及动态张力变化，动 态张力仿真结果如图6所示，跳跃位移幅值及动态张力幅值如表2所示，表2 中的数据可由有限元仿真直接得出。
[0037]表2脱冰导线跳跃幅值及动态张力幅值
[0038][0039]根据仿真结果可知，当只有下相导线发生脱冰时，下相导线的最大跳跃 幅值为22.593m。此时，由于只有单相导线脱冰，导致三相导线(图3中的三 个空心圆圈代表三相导线)的相间距离(三相导线呈倒三角排列，这里指垂 直距离)急剧减小，如图3所示，图3中的实心圆圈代表向上跳跃后的导线。 脱冰后，导线跳跃高度超过了三相导线间的垂直距离，根据式(1)，此时导 线最小间距为水平方向上的导线间距，由图4可知导线最小间距d
h
为 7.7/2＝3.85m。
[0040]根据GB 50545
‑
2010，如表3所示，500kV输电线路的工频电压最高运行 电压为550kV，最高运行相电压为777.8kV。
[0041]表3500kV输电线路工频电压相间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱冰跳跃情况下输电线路风险评估方法，其特征在于：包括如下步骤：1)根据有限元仿真分析计算出不同脱冰方式下的线路跳跃幅值及动态张力；2)对脱冰后的输电线路最小线间距及冲击倍数进行计算；3)根据所得到的最小线间距，利用间距交流放电特性得出最小线间距对应的的放电电压，然后将最小线间距的放电电压与线间最高运行电压进行比较；4)将脱冰导线的冲击倍数与建议值进行比较，分析线路脱冰时的受力方面的风险，评估线路风险等级。2.根据权利要求1所述的一种脱冰跳跃情况下输电线路风险评估方法，其特征在于：所述的脱冰方式包括均匀脱冰、不均匀脱冰、不同步脱冰。3.根据权利要求1所述的一种脱冰跳跃情况下输电线路风险评估方法，其特征在于：所述的线路跳跃幅值及动态张力计算方法为：利用输电线路悬链线方程得出线路初始构型，通过有限元仿真的方法模拟不同脱冰方式，得出线路脱冰时的跳跃幅值及动态张力。4.根据权利要求1所述的一种脱冰跳跃情况下输电线路风险评估方法，其特征在于：所述的最小线间距计算方法为：选择不同横坐标下垂直于线路轴线的水平面，若该水平面内导线的最大冰跳高度为d
ice
，则导地线脱冰后的最小线间距d
min
的计算公式如式1所示：式(1)中，d
h
为上左相导线与下相导线之间的水平间距，d
上左
‑
下相
为上左相与下相导线的垂直距离，d
ice
...

【专利技术属性】
技术研发人员：文屹，毛先胤，吴建蓉，黄欢，彭赤，杜昊，张伟，张迅，王冕，邹雕，吕乾勇，张啟黎，吴瑀，阳林，吕正品，欧进永，金炬峰，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：