一种利用能见度模型预测输电线路冰厚的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用能见度模型预测输电线路冰厚的方法，目的在于解决现有技术中人工观测危险性较大、人员工作环境艰苦、生活保障困难、投资费用较高的问题，包括如下步骤：第一步、收集输电线路所在地的导线覆冰资料和气象要素资料；第二步、将步骤一中的导线覆冰资料和气象要素资料分东西向和南北向分别进行整理；第三步、对步骤二中整理的数据分别进行相应的统计；第四步、将整理好的数据代入拟合公式，得到输电线路冰厚。本发明专利技术通过能见度模型预测输电线路冰厚，从而为覆冰输电线路的抗冰（防冰）布置与设计提供支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
导线覆冰指在一定的气象条件下，冰晶物质在导线四周积聚的自然现象，导线覆冰会导致电线和杆塔荷载的增加，导致事故的发生。导线覆冰引起的事故主要有以下三类 (1)过负载事故，其主要是因为导线覆冰超过设计抗冰厚度，即覆冰后质量、风压面积增加而导致的机械和电气方面的事故的发生；(2)不均勻覆冰或不同期脱冰事故，其主要是因为相邻档的不均勻覆冰或线路不同期脱冰产生张力差，从而损坏金具、导线和绝缘子或使导线电气间隙减少而发生的闪络；(3)覆冰导线舞动，其主要是因为不均勻覆冰或冰、风荷载的作用使导线产生自激振荡和低频率的舞动，从而造成金具损坏、导线断股、断线和杆塔倾斜或倒塌等机械及电气事故的发生。电线积冰的统计特征可以根据以前的积冰事故来估计，但目前国内外对实际电线覆冰的准确观测数据尚不充足，尤其长期的覆冰观测序列更是严重缺乏。这使得输电线路无法根据实际的覆冰情况进行科学合理的布置与设计，一方面使工程成本增加，另一方面又使某些线路不能满足输电线路的抗冰的要求，从而导致事故的发生。为满足输电线路抗冰(防冰)设计对覆冰数据的需求，现阶段主要采用建立覆冰观测站的方式来采集覆冰观测数据。目前使用的电子自动覆冰观测系统在严寒条件下不能正常工作，导致大量数据缺失。因此，在没有稳定可靠的自动观测系统的情况下，人工观测成为采集覆冰厚度数据的唯一方式。但人工观测充满风险，观测人员在观测过程中易发生安全事故，人员工作环境艰苦、生活保障困难，且投资费用较高。为防范风险、减少投资，采用观测气象要素的方式来预测输电线路覆冰厚度，这种创新方式可有效避免人工观测方式的不足。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于针对上述存在的问题，提供，通过能见度模型预测输电线路的冰厚，从而为覆冰输电线路的抗冰(防冰)布置与设计提供支撑。本专利技术的目的通过下述技术方案来实现，包括如下步骤 第一步、收集输电线路所在地的导线覆冰资料和气象要素资料，所述导线覆冰资料包括覆冰长径、短径、冰重、覆冰过程起止时间、覆冰特征，所述气象要素资料包括温度、湿度、气压、能见度、降水量、风速、风向资料；第二步、将步骤一中的导线覆冰资料和气象要素资料分别按东西向和南北向进行整理，整理的覆冰资料包括覆冰出现的日期、某次记录的持续时间、导线覆冰长径、短径、冰重、覆冰厚度、实测覆冰密度，整理的气象要素资料包括风向和风速、干湿球温度、降水量、权利要求1. ，其特征在于包括如下步骤 第一步、收集输电线路所在地的导线覆冰资料和气象要素资料，所述导线覆冰资料包括覆冰长径、短径、冰重、覆冰过程起止时间、覆冰特征，所述气象要素资料包括温度、湿度、气压、能见度、降水量、风速、风向资料；第二步、将步骤一中的导线覆冰资料和气象要素资料分别按东西向和南北向进行整理，整理的覆冰资料包括覆冰出现的日期、某次记录的持续时间、导线覆冰长径、短径、冰重、覆冰厚度、实测覆冰密度，整理的气象要素资料包括风向和风速、干湿球温度、降水量、 水汽压、相对湿度、能见度、水汽输送量，整理方法如下将观测时间与各种气象要素观测值或计算值一一对应；第三步、对步骤二中整理的数据分别进行相应的统计，对于过程持续时间、过程记录次数、过程中的12小时降水次数及降雨总量分别按求和方式进行统计，对于最大覆冰厚度、 实测覆冰密度、过程中的平均垂直风速、过程中的平均水汽输送量、过程中的平均温度分别按算术平均值进行统计；第四步、将整理好的数据代入冰厚拟合公式，预测输电线路冰厚； 冰厚拟合的公式如下式中Dw为雾凇冰厚，Dj为雨凇冰厚； 其中，1^的计算公式如下R为雨强，由覆冰过程内总降雨量除以降雨量记录次数L再除以12小时而得，τ为覆冰过程的持续时间； Dff的计算公式如下覆冰过程效率与风速拟合系数c和d采用曲线拟合方法确定定义Y为覆冰过程效率， 有y = 二 = -^j- ’令,,,μ、 ，根据多个覆冰过程的相关统计分别计算γ和风速Vn，利用多个Y和Vn的计算值得到拟合图形，根据拟合图形可以得到c和d的值； 覆冰密度P的计算公式如下1P=......................................,将不同覆冰过程中的多个温度t值和Ρ值对应进行拟合，可得到拟合Xt-\- Z图形，从而确定拟合系数X、ζ的值；Q的计算公式如下上式中nk为覆冰过程中观测次数，V为风速，θ为风速与导线的夹角，W为液态水含量， 计算式如下上式中Kis为能见度。2.根据权利要求1所述的利用能见度模型预测输电线路冰厚的方法，其特征在于所述步骤二中，冰重的定义为将导线上取冰后称重的实测值转换为每米导线上的冰重。3.根据权利要求1所述的利用能见度模型预测输电线路冰厚的方法，其特征在于所述步骤二中，实测覆冰密度的计算公式如下其中G为冰重，r为导线半径，a为长径，b为短径。全文摘要本专利技术公开了，目的在于解决现有技术中人工观测危险性较大、人员工作环境艰苦、生活保障困难、投资费用较高的问题，包括如下步骤第一步、收集输电线路所在地的导线覆冰资料和气象要素资料；第二步、将步骤一中的导线覆冰资料和气象要素资料分东西向和南北向分别进行整理；第三步、对步骤二中整理的数据分别进行相应的统计；第四步、将整理好的数据代入拟合公式，得到输电线路冰厚。本专利技术通过能见度模型预测输电线路冰厚，从而为覆冰输电线路的抗冰(防冰)布置与设计提供支撑。文档编号G01B21/08GK102297674SQ201110106618公开日2011年12月28日 申请日期2011年4月27日 优先权日2011年4月27日专利技术者刘凉山, 刘渝, 吴息, 尹亮, 熊海星, 苑奇, 黄志洲 申请人:中国电力工程顾问集团西南电力设计院本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种利用能见度模型预测输电线路冰厚的方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步、收集输电线路所在地的导线覆冰资料和气象要素资料，所述导线覆冰资料包括：覆冰长径、短径、冰重、覆冰过程起止时间、覆冰特征，所述气象要素资料包括：温度、湿度、气压、能见度、降水量、风速、风向资料；第二步、将步骤一中的导线覆冰资料和气象要素资料分别按东西向和南北向进行整理，整理的覆冰资料包括：覆冰出现的日期、某次记录的持续时间、导线覆冰长径、短径、冰重、覆冰厚度、实测覆冰密度，整理的气象要素资料包括：风向和风速、干湿球温度、降水量、水汽压、相对湿度、能见度、水汽输送量，整理方法如下：将观测时间与各种气象要素观测值或计算值一一对应；第三步、对步骤二中整理的数据分别进行相应的统计，对于过程持续时间、过程记录次数、过程中的１２小时降水次数及降雨总量分别按求和方式进行统计，对于最大覆冰厚度、实测覆冰密度、过程中的平均垂直风速、过程中的平均水汽输送量、过程中的平均温度分别按算术平均值进行统计；第四步、将整理好的数据代入冰厚拟合公式，预测输电线路冰厚；冰厚拟合的公式如下：式中ＤＷ为雾凇冰厚，ＤＪ为雨凇冰厚；其中，ＤＪ的计算公式如下：Ｒ为雨强，由覆冰过程内总降雨量除以降雨量记录次数Ｌ再除以１２小时而得，τ为覆冰过程的持续时间；ＤＷ的计算公式如下：覆冰过程效率与风速拟合系数ｃ和ｄ采用曲线拟合方法确定：定义Ｙ为覆冰过程效率，有，令，根据多个覆冰过程的相关统计分别计算Ｙ和风速Ｖｎ，利用多个Ｙ和Ｖｎ的计算值得到拟合图形，根据拟合图形可以得到ｃ和ｄ的值；覆冰密度ρ的计算公式如下：，将不同覆冰过程中的多个温度ｔ值和ρ值对应进行拟合，可得到拟合图形，从而确定拟合系数ｘ、ｚ的值；Ｑ的计算公式如下：上式中ｎｋ为覆冰过程中观测次数，Ｖ为风速，θ为风速与导线的夹角，Ｗ为液态水含量，计算式如下：上式中Ｖｉｓ为能见度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊海星，吴息，苑奇，刘渝，黄志洲，尹亮，刘凉山，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西南电力设计院，
类型：发明
国别省市：90