一种直线塔导线不均匀覆冰监测方法及系统技术方案

本申请实施例公开了一种直线塔导线不均匀覆冰监测方法及系统，方法包括：通过设置在绝缘子串的拉力传感器和倾角传感器监测覆冰前后直线塔导线挂点荷载及倾角，以及通过激光测距传感器获得两侧档距中点导线对地距离的变化，实现直线塔导线两侧不均匀覆冰的监测。通过设置在绝缘子串上的倾角传感器监测覆冰前后直线塔导线挂点的倾角，获得的倾角值为确定值，以及设置在绝缘子串上的的拉力传感器监测覆冰前后直线塔导线挂载荷获得直线塔两侧不平衡张力情况，这种监测方法不受周围环境和距离的影响影响，为覆冰条件下的直线塔稳定性分析提供数据支撑，提升不均匀覆冰情况监测的准确性。准确性。准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种直线塔导线不均匀覆冰监测方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统监测
，尤其涉及一种直线塔导线不均匀覆冰监测方法及系统。

技术介绍

[0002]我国南方地区冬季受到冷空气和暖施气流影响，容易形成严重的覆冰现象，对输电线路的安全造成巨大影响。
[0003]输电线路覆冰监测，是电网应对低温冰冻灾害的重要手段，通过监测掌握现场实时覆冰情况，及时开展线路融除冰措施，可以有效减小覆冰对电网的安全影响。然而架空线路直线塔处于微地形微气象重冰区段，导地线容易出现不均匀覆冰情况，两侧覆冰差异较大，会产生较大的不平衡张力，造成绝缘子串偏移，部分直线塔的导地线线夹因握力不足，促使导地线向覆冰重的一侧滑动，使导地线弛度增大，造成导地线出现间距离不足，引发闪络的发生。严重的不均匀覆冰情况，会导致直线塔的变形受损，对输电线路在冰期的安全运行影响非常巨大。
[0004]目前，针对直线塔不均匀覆冰的监测方法较少，主要采用“拉力+倾角”和“模拟导线”两种监测方式。其中“拉力+倾角”进行监测时，容易导致监测到的绝缘子串倾角会出现一个不确定的初始值，直接影响到不均匀覆冰的计算准确性，因此在实际应用过程中效果不佳，未能推广应用。“模拟导线”进行监测时，两侧的模拟导线无法保持较远的距离，不均匀覆冰的监测效果不明显，同时模拟导线覆冰更容易受到周围阵风影响，导致振动脱冰，无法反映实际导线覆冰状况，影响不均匀覆冰的计算准确性。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种直线塔导线不均匀覆冰监测方法及系统，以实现提升不均匀覆冰情况监测的准确性。
[0006]为实现上述目的，本申请第一方面提供一种直线塔导线不均匀覆冰监测方法，所述方法应用于目标直线塔，所述目标直线塔导电挂点处设置绝缘子串，所述绝缘子串挂点处设置拉力传感器和倾角传感器，包括：
[0007]利用拉力传感器获得目标直线塔无覆冰条件下的第一挂点荷载，根据所述第一挂点荷载获得目标直线塔无覆冰条件下的第一水平应力，利用第一水平应力获得目标直线塔无覆冰条件下两侧导线中间点的第一导线弧垂；
[0008]采集无覆冰条件下目标直线塔两侧导线中间点的第一对地距离，采集覆冰条件下目标直线塔两侧导线中间点的第二对地距离，根据所述第一对地距离、所述第二对地距离和所述第一导线弧垂获得覆冰条件下目标直线塔两侧导线中间点的第二导线弧垂；
[0009]利用倾角传感器获得目标直线塔无覆冰条件下的绝缘子串竖直方向的第一倾角，利用倾角传感器获得目标直线塔覆冰条件下的绝缘子串竖直方向的第二倾角，利用拉力传感器获得目标直线塔覆冰条件下的绝缘子串的第二挂点荷载，根据所述第二导线弧垂、所
述第一倾角、所述第二倾角和所述第二挂点荷载获得目标直线塔两侧导线覆冰厚度。
[0010]可选的，所述第一水平应力采用以下公式得到：
[0011][0012]其中：
[0013][0014][0015][0016][0017]其中，l
AB
为目标直线塔一侧的第一档距，l
BC
为目标直线塔另一侧的第二档距，h
AB
为目标直线塔一侧的第一导线挂点高差，h
BC
为目标直线塔另一侧的第二导线挂点高差，σ0为第一水平应力，F0为第一挂点荷载，G
J
为绝缘子串重量，N为导线分裂数，A为导线横截面积，g0为无覆冰条件下导线比载。
[0018]可选的，所述第一导线弧垂采用以下公式得到：
[0019][0020][0021]其中，f
ABm
为无覆冰条件下目标直线塔一侧的第一导线中间点导线弧垂，f
BCm
为无覆冰条件下目标直线塔另一侧的第二导线中间点导线弧垂，第一导线弧垂包括第一导线中间点导线弧垂f
ABm
和第二导线中间点导线弧垂f
BCm
；g0为无覆冰条件下的第一导线比载，l
AB
为第一档距，l
BC
为第二档距，σ0为水平应力。
[0022]可选的，所述第二导线弧垂采用以下公式得到：
[0023]f
A
′
Bm
＝f
ABm
+D
AB1
‑
D
AB0
公式(8)
[0024]f
B
′
Cm
＝f
BCm
+D
BC1
‑
D
BC0
公式(9)
[0025]其中，f
ABm
为无覆冰条件下目标直线塔一侧的第一导线中间点导线弧垂，f
BCm
为无覆冰条件下目标直线塔另一侧的第二导线中间点导线弧垂，第一导线弧垂包括第一导线中间点导线弧垂f
ABm
和第二导线中间点导线弧垂f
BCm
；f
A
′
Bm
为覆冰条件下目标直线塔一侧的第三导线中间点导线弧垂，f
B
′
Cm
无覆冰条件下目标直线塔另一侧的第四导线中间点导线弧垂，第二导线弧垂包括第三导线中间点导线弧垂f
A
′
Bm
和第四导线中间点导线弧垂f
B
′
Cm
；D
AB0
为无覆冰条件下目标直线塔一侧的第一导线中间点对地距离，D
BC0
为无覆冰条件下目标直线塔另一侧的第二导线中间点对地距离，第一对地距离包括第一导线中间点对地距离D
AB0
和第二导线中间点对地距离D
BC0
；D
AB1
为覆冰条件下目标直线塔一侧的第三导线中间点对地
距离，D
BC1
为覆冰条件下目标直线塔另一侧的第四导线中间点对地距离，第二对地距离包括第三导线中间点对地距离D
AB1
和第四导线中间点对地距离D
BC1
。
[0026]可选的，所述根据所述第二导线弧垂、所述第一倾角、所述第二倾角和所述第二挂点荷载获得目标直线塔两侧导线覆冰厚度包括：
[0027]根据无覆冰条件下的绝缘子串竖直方向的第一倾角和覆冰条件下的绝缘子串竖直方向的第二倾角获得倾角差；
[0028]将第二挂点荷载分解为水平方向荷载分力和竖直方向荷载分力；
[0029]根据倾角差、水平方向荷载分力、竖直方向荷载分力和第二导线弧垂获得覆冰条件下目标直线塔两侧导线比载；
[0030]根据覆冰条件下目标直线塔两侧导线比载获得目标直线塔两侧导线覆冰厚度。
[0031]可选的，所述根据倾角差、水平方向荷载分力、竖直方向荷载分力和第二导线弧垂获得覆冰条件下目标直线塔两侧导线比载包括：
[0032]水平方向荷载分力满足：
[0033]F1sinΔθ＝(σ
AB1
‑
σ...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直线塔导线不均匀覆冰监测方法，其特征在于，所述方法应用于目标直线塔，所述目标直线塔导电挂点处设置绝缘子串，所述绝缘子串挂点处设置拉力传感器和倾角传感器，包括：利用拉力传感器获得目标直线塔无覆冰条件下的第一挂点荷载，根据所述第一挂点荷载获得目标直线塔无覆冰条件下的第一水平应力，利用第一水平应力获得目标直线塔无覆冰条件下两侧导线中间点的第一导线弧垂；采集无覆冰条件下目标直线塔两侧导线中间点的第一对地距离，采集覆冰条件下目标直线塔两侧导线中间点的第二对地距离，根据所述第一对地距离、所述第二对地距离和所述第一导线弧垂获得覆冰条件下目标直线塔两侧导线中间点的第二导线弧垂；利用倾角传感器获得目标直线塔无覆冰条件下的绝缘子串竖直方向的第一倾角，利用倾角传感器获得目标直线塔覆冰条件下的绝缘子串竖直方向的第二倾角，利用拉力传感器获得目标直线塔覆冰条件下的绝缘子串的第二挂点荷载，根据所述第二导线弧垂、所述第一倾角、所述第二倾角和所述第二挂点荷载获得目标直线塔两侧导线覆冰厚度。2.如权利要求1所述的直线塔导线不均匀覆冰监测方法，其特征在于，所述第一水平应力采用以下公式得到：其中：其中：其中：其中：其中，l
AB
为目标直线塔一侧的第一档距，l
BC
为目标直线塔另一侧的第二档距，h
AB
为目标直线塔一侧的第一导线挂点高差，h
BC
为目标直线塔另一侧的第二导线挂点高差，σ0为第一水平应力，F0为第一挂点荷载，G
J
为绝缘子串重量，N为导线分裂数，A为导线横截面积，g0为无覆冰条件下导线比载。3.如权利要求2所述的直线塔导线不均匀覆冰监测方法，其特征在于，所述第一导线弧垂采用以下公式得到：垂采用以下公式得到：其中，f
ABm
为无覆冰条件下目标直线塔一侧的第一导线中间点导线弧垂，f
BCm
为无覆冰
条件下目标直线塔另一侧的第二导线中间点导线弧垂，第一导线弧垂包括第一导线中间点导线弧垂f
ABm
和第二导线中间点导线弧垂f
BCm
；g0为无覆冰条件下的第一导线比载，l
AB
为第一档距，l
BC
为第二档距，σ0为水平应力。4.如权利要求1所述的直线塔导线不均匀覆冰监测方法，其特征在于，所述第二导线弧垂采用以下公式得到：f
′
ABm
＝f
ABm
+D
AB1
‑
D
AB0
公式(8)f
′
BCm
＝f
BCm
+D
BC1
‑
D
BC0
公式(9)其中，f
ABm
为无覆冰条件下目标直线塔一侧的第一导线中间点导线弧垂，f
BCm
为无覆冰条件下目标直线塔另一侧的第二导线中间点导线弧垂，第一导线弧垂包括第一导线中间点导线弧垂f
ABm
和第二导线中间点导线弧垂f
BCm
；f
′
ABm
为覆冰条件下目标直线塔一侧的第三导线中间点导线弧垂，f
′
BCm
无覆冰条件下目标直线塔另一侧的第四导线中间点导线弧垂，第二导线弧垂包括第三导线中间点导线弧垂f
′
ABm
和第四导线中间点导线弧垂f
′
BCm
；D
AB0
为无覆冰条件下目标直线塔一侧的第一导线中间点对地距离，D
BC0
为无覆冰条件下目标直线塔另一侧的第二导线中间点对地距离，第一对地距离包括第一导线中间点对地距离D
AB0
和第二导线中间点对地距离D
BC0
；D
AB1
为覆冰条件下目标直线塔一侧的第三导线中间点对地距离，D
BC1
为覆冰条件下目标直线塔另一侧的第四导线中间点对地距离，第二对地距离包括第三导线中间点对地距离D
AB1
和第四导线中间点对地距离D
BC1
。5.如权利要求4所述的直线塔导线不均匀覆冰监测方法，其特征在于，所述根据所述第二导线弧垂、所述第一倾角、所述第二倾角和所述第二挂点荷载获得目标直线塔两侧导线覆冰厚度包括：根据无覆冰条件下的绝缘子串竖直方向的第一倾角和覆冰条件下的绝缘子串竖直方向的第二倾角获得倾角差；将第二挂点荷载分解为水平方向荷载分力和竖直方向荷载分力；根据倾角差、水平方向荷载分力、竖直方向荷载分力和第二导线弧垂获得覆冰条件下目标直线塔两侧导线比载；根据覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘浩，周仿荣，马御棠，耿浩，曹俊，文刚，王乾龙，罗艺，凌维周，于辉，马宏明，马显龙，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：