CN101027568A - 实时跟踪导体蠕变以建立在净空距离极限下最大容许导体负载的动态线路定额系统 - Google Patents

Abstract

通过利用夹持于架空传输线的传感器，来确定横跨两个传输线杆塔间的架空传输线或导体的最大传输线或导体负载。传感器获取在迭代过程中使用的实时信息，以确定所述传输线或导体的垂度、极限温度、最大电流负载和最小净空距离。

Description

实时跟踪导体蠕变以建立在净空距离极限下 最大容许导体负载的动态线路定额系统

技术领域

本发明涉及电力传输系统，特别是利用架空电力线的电力传输系统，更具体地说，涉及一种系统，其根据对当前倾斜角和当前导体温度的测量，确定在参比温度下在两个支撑杆塔之间跨线中的导体的当前原长。获知在参比温度下的导体的当前原长，能够计算出关于现有天气条件下该导体当前可传输的最大负载电流，而不会违背在导体和位于导体下方的物体之间的导体垂度或净空距离的预设量。通过至少考虑到线路电流的热效应，天气条件，太阳辐射，以及导体的当前状态，包括自导体初始安装以来可能出现的导体蠕变效应，可实时进行最大负载测定。

本发明进一步涉及一套特定计算方法，即使在导体经受正在进行的蠕变时，也可实时得出与在导体和地面或直接位于导体下方的物体之间的净空距离极限相对应的最大容许导体温度。

背景技术

随着电力系统上的负载增长，线路电流增加且能量损失变大。线路电流的增加还对输电线的净空距离极限有不利影响。负载用电压(V)和电流(I)的乘积，或VA来测量。过去，标准做法是增加输电线的电压电平来满足日益增长的用户和业务要求，由此降低电压和最小化能量损失。

然而，由于更高电压电平潜在的不利环境效应，包括高电场、无线电和电视干扰、可听到的噪音和感应电压，所以这种做法可能并不合乎要求。如果不采用更高的电压电平来满足所增加的需求，那么电力共用事业公司的一种选择是增加传输线路的电流。然而，增加传输线路上所承载的电流会产生更高的能量损失，这样会导致更高的导体温度、增加的垂度和输电线路的更小净空距离。

为了有效地利用架空电力传输线，有必要实时地确定其实际热容量，进而确定传输线能够安全承载的最大电流量，以控制垂度和符合最小净空距离的限定。过去，根据基于假定的天气条件和所选择的导体温度值的理论计算，得出线路的设计定额。导体温度的安全值是基于线路净空距离要求、抗拉强度的损耗、以及蠕变标准。

天气条件对架空电力线的承载电流容量有着很大的影响。理论计算通常所依据的假定是垂直于导体的低风速、高的外界温度和最大的太阳辐射。结果，得出设计定额的计算所依据的假定是天气对导体有着最小的冷却影响而最大化由导体所吸收的热量。这样能确保在线路承载额定负载时线路温度通常小于最高可达温度，线路的垂度可避免超过在地面上方的预选安全净空距离，以及可避免导体损失多于可接受的抗拉强度量。

然而，这种假定并不总是准确，这是因为它是基于风速和外界温度的假定。因此，采用这种近似，不可能实时地精确确定出垂度，当负载处于或接近线路定额时，这一点至关重要。

用于定额电力传输线和设备的一个已知系统公开于第4,806,855号美国专利。在‘855专利中描述的系统通过考虑到线路电流的热效应、风速、风向、太阳辐射和线路导体上的外界温度，来实时地确定出一个或多个架空电力传输线的当前承载电流容量。

用于定额电力传输线和设备的另一个系统公开于第5,140,257号美国专利。‘257专利描述了一种系统，其中通过测量导体温度、线路电流、太阳辐射、外界温度、以及在某些情况下还要测量风速和风向，来确定每段所监测线路跨线的热态。

这些参数由可拆卸地夹持在线路导体上的传感器-发送器来监测，该线路导体的尺寸范围为半英寸到几英寸的直径，该传感器-发送器包括用于将已感测的数据发送至接收变电站的无线电发射机。来自于传感器-发送器的数据通过电信连接而发送至计算机，而计算机利用实时的数据来自动地确定线路容量。计算机还根据在负载要求中许多步阶变化的任意变化，来计算“临界跨线”(具有最小电流容量)达到其最大安全温度所需要的时间。

还有一种系统公开于第5,341,088号美国专利。在一个实施例中，‘088专利的系统提供安装在设置于线路上的传感器中的倾角计，倾角计感测在传感器安装位置处架空线路导体的倾斜角，这个倾斜值可用来实时地计算出线路能够承受而不会违背其最小净空距离的最大容许导体温度。线路的角度用于计算在当前测量时的导体温度下的线路垂度，然后将其用于确定最大容许导体温度。

然而，‘855、‘257和‘088专利，没有描述实时得到与净空距离极限相对应的最大容许导体温度的计算方法，并且没有考虑到正在进行的蠕变。

通过上述内容显而易见，将电流定额限制于安全值的因素是导体温度的函数。因而，如果可实时地完整精确地监测线路导体温度和天气条件，那么在这一年的大部分时间里，最大实时电流能够大大高于保守设计定额。

由于上述的原因，需要一种系统和方法，即使在导体受到正在进行的蠕变时，也能实时确定与最小导体净空距离相对应的最大容许导体温度。

发明内容

本发明提供一种系统，其用于根据对线路的温度、线路负载、影响热额定值的有关外界条件、以及导体倾斜角的实时测量，来定额电力线和有关设备的承载电流容量。通过对常规线路跨线进行线路电流、导体温度、外界温度和太阳辐射的测量，可实现定额承载电流容量。确定了导体的热态，根据包含有正在进行的蠕变效应的机械状态，实时计算每个跨线能承载的最大电流。

本发明的首要目的是提供一种方法，其根据对当前倾斜角和当前导体温度的测量，确定在参比温度下跨线中导体的当前原长数值。

本发明的第二个目的是提供一种测量和计算方法，即使在导体受到正在进行的蠕变时，也能实时地获取在受到最小净空距离极限下所要求的最大容许导体温度。

本发明的又一个目的是确定包含有导体蠕变效应的导体实时参比长度，其允许实时地确定最大容许导体温度。

本发明的另一个目的是确定最大容许导体温度，所述最大容许导体温度将导致最大容许垂度和最小容许净空距离，由此允许实时地确定可置于导体上的最大电流负载。

本发明的再一个目的是实时地确定横跨在其支撑杆塔之间的传输线导体的悬垂线长度，其包含有自导体安装以来所发生的导体蠕变效应。

根据本发明，一种用于测量连接在传输线杆塔之间的架空传输线或导体的最大容许传输线或导体负载的系统，包括夹持于所述架空传输线的传感器。所述传感器向远程信息处理中心发送所获取的实时信息，所述实时信息至少包括导体的悬垂线、垂度、净空距离、温度和原长等参数。这个信息被用于确定包含有自所述导体安装以来所发生的导体蠕变效应的实时最大容许传输线或导体负载。

所附权利要求书中特别指出了表现本发明特征的各种新颖性特征，所附权利要求构成公开内容的一部分。参照下文以举例方式给出的本发明优选实施例，可更好地理解本发明、通过本发明的使用能获得的工作优点和具体目的。

附图说明

采用举例的方法，结合附图，将更好地理解随后的详细描述，

其中：

图1是表示能够以本发明方式使用的优选传感器的示图。

图2是悬挂在两个杆塔之间的常规跨线导体的示图。

图3是常规导体的应力特性的图形表示。

具体实施方式

下文描述了一种新颖方法，即使在导体受到正在进行的蠕变时，也可实时计算在受到最小净空距离极限的限制下所要求的最大容许体温度。

导体温度

架空导体跨线的状态受到其温度的控制。在稳定状态下，通过由负载电流i²R损失和利用热辐射的太阳热量输入所生成的热量与被周围空气消除的热量之间的平衡，来确定导体的温度。在不稳定的状态下，从导体的热容量中吸收或释放的热量都包含于这种平衡中。

进而，导体的温度限定了导体的长度，并且由此限定了悬垂线的净空距离和垂度，该悬垂线形成在跨线各端点处的支撑点之间。换句话说，导体温度是用于确定现有负载、最大负载容量，以及最终确定导体净空距离的共同参数。

一旦安装并“夹住”了传输线，在导体温度和相对于传输线下方任意特定物体的传输线净空距离之间存在着唯一关系。这种关系遵循热膨胀、弹性延伸和悬垂线的数学定律。但是，由于正在进行的导体蠕变，这种关系随着时间而变化。

动态线路定额系统

已开发出动态线路定额(DLR)系统，并且现已得到广泛使用。一般来说，大多数建议用于电力线动态线路定额的传感器被设计为可永久安装在高压传输线上。在现有技术中可利用的常规传输线路传感器用于测量与架空传输线运行有关的量，例如导体上的电压、导体中的电流、导体温度和周边温度。收集这种信息，并将其发送至本地的地面接收机。来自于各个地面接收机的数据最终被发送到分析信息的中央控制台。基于这种分析，采用根据所测量的参数来向各个传输线供电的方式以控制整个电力传输系统。

这些系统的优选实施例利用一个或多个温度传感器，例如PowerDonut^，下文将对其进行描述。Power Donut^由纽约州阿蒙克市(Armonk)的Underground Systems公司(本发明的受让人)来销售。它安装在架空导体上，并且通过无线电向地面接收机发送导体温度和负载电流数据，在地面接收机中这些数据与其它的天气数据相结合，以用于实时计算对冷却导体起作用的有效风力条件和其它参数。这些条件和参数限定了在受到预定最大容许导体温度的限制下的传输线所能够承受的最大电流，预定最大容许导体温度由电力传输线的设计者设立，以保证不违背导体相对于地面或导体相对于直接位于导体下方的物体的最小净空距离要求。

传输线设计者所使用的导体材料的机械性质由导体制造商用实验方法来确定。这些性质通常可分类为两组。第一组规定了关于首次架线操作所使用的导体性质，第二组提供了在导体使用一段时间(诸如十年)以及受到常规量的蠕变之后对这些性质的估计。电力传输线的设计标准由与绝对净空距离极限相对应的容许垂度来决定。当安装传输线时，安装的垂度小于限定温度下的垂度，以留出当蠕变发生时垂度自然增大的余量。

共用事业公司偶尔通过现场测量垂度和净空距离来检查其架空导体处的状态。利用测量设备来完成这项任务。在其悬垂线的最低点处，测量最低导体的高度，同时，通过利用主要的天气条件和导体上的电流负载，估计导体温度。

这样，如同传输线设计者的设定，共用事业公司可以推断出在导体最大容许温度下的导体位置，并且确认在该温度下的运作是安全的，并且不会违背其净空距离极限。如果能够利用设置在线路上的传感器来实时测量导体温度，那么可以简化这一做法，并且更为精确。

如果计算不仅得出传输线的实时定额，而且得出垂度或导体位置和其相对于下方地面的净空距离的实时计算，那么DLR系统的有效性得以增强。如果导体的垂度已知为其温度的函数，那么计算额定值的软件可以容易地执行这些附加的计算。

当根据导体估计的十年蠕变来确立传输线的限定温度和净空距离时，在其使用寿命中导体会实际上经受较少的蠕变。如果是这种情况，可提高使导体到达其净空距离极限的限定温度。限定温度上的任何提高可提供传输线额定值的相应增加，因此希望获得这种提高。

传输线还有可能经受比预计情况更多的蠕变。在这种情况下，会减少其额定温度下的传输线净空距离，并且不安全的情况所导致的后果可能会威胁人类生命和传输线的可靠性。显而易见，获得正确垂度量以满足净空距离极限的最大容许导体温度的精确测定，取决于至今的蠕变发生量。

传感器

优选的传感器为Power Donut^，它是一个工程测量工具平台，其功能包括：数据获取，数据监测和记录高压架空导体的参数。这个传感器优选为设备齐全的，允许带电操作安装而不需要停电进行安装操作的传输线。可得到这样的产品，其集成有新的或现有监控系统的通信选件。优选传感器为一个通用平台，利用它可实现几个实用的工程应用。精确、可靠和经济，此优选传感器是高压架空导体系统的理想配件。这种传感器的一个实例在图1中图示为传感器10，本发明利用该传感器来查找快捷的应用。本传感器由主体部分12和盖14构成，由此形成内部安装有探针16、信号发射机和电源18的壳体。该壳体包括传输线导体从中穿过的中心孔20。优选地，对于三相传输和/或配电线路，可对每一相使用一个传感器。

如22处所示，该壳体是铰链接合以允许安装在传输线导体上。也就是说，壳体绕其铰链开启，通过“带电操作”来安装至传输线，随后关闭以完全围住该传输线。在壳体内的探针包括温度探针、倾角计、电流测量探针和感测对传输线定额有用参数的其它传感器。电流测量探针通常为Rogowski线圈16。引用第4,886,980号美国专利以更为完全地描述传感器10。应当认识到，由传感器所拾取的信息，例如温度、在传输线导体上传感器安装位置处的悬垂线角度、经过导体的电流以及类似信息，都将被发送至基站进行处理，如下描述。优先采用蜂窝式电话发送方式发送至基站，但也可使用其它常规发送技术，例如通过在未指定频带上的无线电发送。另外，传感器本身可包含有程序处理器以实现线路定额的数据处理；当采用上述的发送技术时，这种数据处理的结果可传递至地面站。

使用此传感器的系统提供数据，提供数据采用共用事业公司可容易使用格式。这些数据，包括实时额定值、高级诊断，以及对量化和优化电力传输系统有着特殊意义的其它数据，都能容易地“攫取”。

本发明使用传感器，该传感器配备有倾角计，该倾角计提供实时测量的传感器轴线和水平线之间的角度，还可实时测量其上安装有此倾角计的架空线路导体的表面温度。所测量的角度提供用于完整描述悬垂线参数以及用于计算在跨线中导体的垂度和净空距离的信息。温度测量能够建立在参比温度下的导体原长，参比温度还能调整至不同的温度，并且计算所产生的悬垂线参数，包括在不同温度下导体的垂度和净空距离。

这种性能能够确定形成最大容许垂度和相应最小净空距离的导体温度，然后利用该导体温度来计算在当前天气条件下线路能够承载的最大电流负载。

如果当时的原长和导体温度已被记录或通过在安装过程中所获得的垂度和张力数据来确定，那么本系统还提供确定自首次配备好以来或自安装线路以来所发生的导体蠕变量所需的数据。

蠕变和负载

蠕变是因导体在其使用寿命中经受日常张力而造成传输线导体的铝组成部分永久伸长。

蠕变以与施加于铝铰线的拉伸应力成比例的速度而产生。这种处于特定拉伸应力下的速度随着铰线的温度升高而增加。当导体悬挂在两个杆塔之间，正如其通常在架空传输线中时，安装导体时对其施加的张力确立了悬垂线的形状、与当时温度相关的导体垂度量、和在跨线之间的导体长度。当张力增加时，垂度和长度将减少。一旦安装好，由于导体的热膨胀，导体内的张力随着导体温度的上升而减小。如果导体冷却，如果以冰覆盖层的形式对导体添加额外重量，或者如果由吹过导体的风产生作用在导体上的拉力，那么此张力将增加。随着时间的流逝，由于导体和悬垂线性质的相互作用，导体温度和拉伸应力将倾向于相反变化趋势。如果导体只由铝铰线构成，那么可以预计蠕变持续增长。如果导体是铝和钢的复合体，因为铝比钢随温度膨胀更多，所以随着温度的增加，铝铰线应力占总应力的百分数将减少。在某点高温下，铝应力将变成零，钢芯将承受所有的应力。因此，ACSR导体的铝组成部分蠕变在非常低的导体温度下倾向于以更高的速度产生，而在高的运行温度下可能根本不出现。

均质导体的蠕变分析

悬挂于两个杆塔之间导体的常规跨线如图2所示。

首先描述对于由一种材料的铰线构成的导体进行的垂度和张力分析，例如纯铝导体，其中热性质和弹性性能在构成导体组合体的单根导线上均匀分布。

然后描述对于由具有不同热性质和弹性性能的两种或多种材料构成的复合导体进行的分析，例如钢芯铝线(ACSR)，其含有增加强度的钢线和承载负载电流的铝线。

对于上述的分析描述需要了解在跨线的各端点处的导体支撑点的固定标高。如果垂直的悬式绝缘子串支撑跨线的一端或两端，那么假定每个绝缘子串在所研究条件的全量程内都保持垂直。如果将导体悬垂线穿过安装接头，那么在跨线端点处导体的标高为在绝缘子串的纵轴线和导体轴线之间交叉点的标高。

如果跨线的一端或两端都由终端绝缘子串支撑，那么必然可知在杆塔连接销和导体定位销之间绝缘子串的长度，以及可知杆塔连接销的固定标高和绝缘子串及其配件的总重量。同样也必然可知跨线的端点之间的水平距离，其中认为端点是每个绝缘子串连接每个杆塔的连接销。

最后，必然可知从传感器位置到导体配件附近的导体长度，其中导体端点是垂直绝缘子串的轴线或连接至终端绝缘子串的销。

参见图2，跨线的悬垂线包括两个部分，分别位于其最低点的两侧。对各个部分进行单独分析。它们的共同变量为：导体张力的水平分量，F_h，沿着悬垂线的任何地方F_h都相同；以及限定跨线垂度的低点的位置和标高，E₀。当将配备有倾角计的传感器安装靠近于跨线的支撑点时(通常，在一个杆塔处导体的标高将小于在跨线另一杆塔处导体的标高)，由传感器所测量的角度接近于在跨线的那个端点处导体的倾斜角θ。

悬垂线具有唯一形状，该形状由下述参量来描述：支撑点之间的水平距离X₀和标高差H，以及在较低支撑点处的倾斜角θ或在较高支撑点处的倾斜角φ等。重要的参数是垂度Y₁和Y₂，从各自支撑点到低点的距离X₁和X₂，各自弧线的长度S₁和S₂，以及水平张力F_h。

现有两个传统的等式，将悬垂线的垂度和弧度与相距低点的水平距离X、水平张力F_h和导体每英尺有效重量w的双曲线函数关联。这些等式为：

$\mathrm{Sag}=Y=\frac{F_h}{w}[\mathrm{Cosh}\left(\frac{w}{F_h}X\right)-1]---\left(1\right)$

$\mathrm{Arc}=S=\frac{F_h}{w}\mathrm{Sinh}\left(\frac{w}{F_h}X\right)---\left(2\right)$

设置X等于X₁或X₂，得出与在低点和两个支撑点之间悬垂线的两个部分相对应的垂度Y₁或Y₂，以及弧线长度S₁或S₂。

由于F_h/w的项既出现在双曲线函数内又出现在双曲线函数外，所以这些等式难以用闭合形式来处理。然而，已经开发出这种系统的两步迭代处理，如下将作描述。

处理的第一步假定水平张力的数值，并且迭代以找到相应的X₁和X₂数值，这会导致在两个垂度Y₁和Y₂(利用等式1计算出)之间差值和两个支撑点的已知标高差H之间的匹配。第二步将在传感器处测量得到的角度与相应的计算角度相比较，迭代水平张力以满足这些角度。

为了用等式1和2来计算垂度和弧度，必须确立从低点到支撑点的距离X_i和水平张力F_h。对于重要条件下的导体单位重量w也应当已知。

导体的重量并不是常量，它会随着因热膨胀和收缩而发生导体长度的变化而变化，同样也会随着由它必须支撑的张力引起的弹性和非弹性伸长的结果而变化。但是这些变化小，容易将它们合并分析，并且增加计算的精确度。

传感器配备有温度传感器，在记录倾斜角的同时，该温度传感器测量导体弧线S₁的表面温度T₁。通常，T₁等于导体弧线S₂的表面温度T₂。然而，可能存在着涉及太阳入射角度的某些条件，其中跨线的一侧比另一侧接收明显多的来自太阳的热量。通过单独处理两侧的温度，在如下的计算中考虑到这一潜在的温度差。

如果α为导体材料的热膨胀系数，那么根据如下的等式，当其温度T_i变化时，在20℃下的导体长度L_20i，将变为L_Ti。

$L_{\mathrm{Ti}}=L_{20i}[1+\mathrm{\α}(T_i-20)]$

这种长度上的变化引起在温度T_i下导体单位重量w_Ti的反方向变化，

$w_{\mathrm{Ti}}=\frac{w_{20}}{[1+\mathrm{\α}(T_i-20)]}---\left(3\right)$

其中w₂₀为导体制造商所公布的在20℃下的原长导体的单位重量。因此，在计算开始时，调整导体重量以匹配所测的导体温度，并不需要更多的注意。

水平张力在跨线上的任何部分都是相同的，但总的张力在其最小值和最大值之间变化，最小值等于在低点处的水平张力，最大值出现在两个支撑点处，并且通常不同的，除非跨线是水平的。

注意到在与低点相距x的任意点处总张力F_t(x)可借助于向量图来表示，从而得到在跨线各部分中的平均张力F_avei，

$F_t\left(x\right)=\sqrt{F_h^2+F_v{\left(x\right)}^2}$

在任意x值下的垂直张力F_v(x)为wS(x)，并且使用等式2来定义S(x)，

$F_t\left(x\right)=\sqrt{F_h^2+F_h^2{\mathrm{Sinh}}^2(\mathrm{wx}/F_h)}$

这个等式简化为

F_t(x)＝F_hCosh(wx/F_h)

在x＝0至x＝X₁或x＝X₂的范围内，能够合并这个等式，以及还可用X₁或X₂来划分这个等式，以得出如下的在跨线每一侧上的平均张力的简单表达式，

F_avei＝F_hS_i/X_i      (4)

当导体以平均张力F_avei拉伸时，其长度根据如下等式而增加，

$L_{F,T_i=L_{T_i}(1+{\mathrm{\βF}}_{\mathrm{avei}})}$

其中β为导体材料的有效弹性模量和其横截面积乘积的倒数。根据式5，这种长度上的变化会引起在温度T_i下的导体单位重量上的倒数关系变化。

$w_{F,T_i}=\frac{w_{T_i}}{(1+{\mathrm{\βF}}_{\mathrm{avei}})}---\left(5\right)$

S_i与X_i之间的比值通常很接近于1。因此，可使用等同于F_h的数值F_avei来设立导体重量以开始迭代过程，并且在迭代过程中每当计算角度时可通过利用等式2、4和5计算平均张力来更新这个数值。当迭代收敛于其最终数值F_h时，校正后的重量和平均张力只是后面的一步，并且它们在各步上的变化都可忽略不计。

步骤1

迭代过程的第一步假定F_h的数值比期望的小。然后，假定X₁的数值，从跨线的中心开始，如果跨线是水平的，那么低点为其中心。规定了F_h、w_F，Ti和X₁后，用X₀-X₁来计算X₂，并且用等式1来计算两个垂度Y₁和Y₂。

将Y₂与Y₁的差值与H进行比较。如果Y₂-Y₁小于H，那么X₁的数值太大，放置低点以更为接近跨线的中间。然后用增量ΔX来减少X₁，并且再一次用X₀-X₁来计算X₂。计算两个新的垂度，并且将它们的差值与H进行比较。如果它们的差值还是小于H，那么重复所述过程，用ΔX来减少X₁直到垂度差Y₂-Y₁等于或大于H。

当垂度差等于或大于H时，用ΔX来增加X₁，并且以十的因数减少ΔX，以及从X₁中减去ΔX。再次计算X₂，并且计算两个新的垂度，以及将它们差值与H进行比较。如果它们的差值仍然小于H，那么重复所述过程，用ΔX来减少X₁直到垂度差等于或大于H。再一次用ΔX来增加X₁，并且以十的因数减少ΔX，以及从X₁中减去ΔX。重复这个过程，直到ΔX的数值达到解所要求的预解。在垂度差超过H后的最后一步是从X₁中减去ΔX的一半，并且对两个垂度进行最后计算。无论在哪一步，如果垂度差刚好等于H，那么认为此过程已经到达其终点。

步骤2

随着步骤1的完成，已建立了关于跨线几何形状和假定水平张力的数值X₁和X₂。步骤2迭代张力以寻找满足在跨线一端处测量角的解。但是首先，通过分别计算各自弧线的两个弧度S1和S2以及两个平均张力F_ave1和F_ave2，来校正重量，以用等式5来调整w_F，Ti。

在跨线端点处的角度θ和φ，关系到作用于导体各点处的力分量。垂直力F_v等于在端点和低点之间的导体弧线长度的重量，水平力为水平张力。垂直力与水平力之间的比值等于角度的正切。既然水平张力由步骤1所确定，所以只需要计算垂直力，其等于弧长S_i乘以最新调整的导体单位重量w_F，T，i。利用等式2计算两侧的弧长。因此，对于含有传感器的较低一侧：

F_v＝(w_F，T，1)(S₁)

Tan(θ)＝F_v/F_h

θ＝Tan^-1(w_F，T，1S₁/F_h)

如果传感器安装在跨线的较高侧，那么计算较高侧的角度φ为：

φ＝Tan^-1(w_F，T，2S₂/F_h)

将计算角(θ或φ)与测量角进行比较。如果F_h太小，那么计算角将大于测量角。在这种情况下，用增量ΔF_h来增加F_h，重复步骤1以确定新的悬垂线以用于步骤2。

当角度小于测量角时，用ΔF_h来减少F_h，将ΔF_h以10减小，并且将其添加至F_h，重复步骤1。如果在过程中的某些点处计算角和测量角相匹配，那么已找到解。否则，迭代继续直到得出所要求的预解F_h。在这种情况下，最后的步骤是用ΔF_h/2来减少F_h，重复步骤1以确定解。

随着完全确定在测量温度下的跨线，通过调整与温度和伸长相关的最终弧线长度，以及如同等式6所示将其相加，从而能够计算在参比温度20℃下的原长L₂₀。

$L_{20}=\frac{S_1}{(1+\mathrm{\α}(T_1-20))(1+{\mathrm{\βF}}_{\mathrm{ave}1})}+\frac{S_2}{(1+\mathrm{\α}(T_2-20))(1+{\mathrm{\βF}}_{\mathrm{ave}2})}---\left(6\right)$

跨线中导体的总重量W₀不会改变，可用w₂₀和L₂₀的乘积来计算。

W₀＝w₂₀L₂₀

由于W₀是不随时间变化的唯一量，所以可将其用作对计算准确度的最终检验。

跨线长度L₂₀不随时间改变，除非导体经受一定程度的蠕变。因此，通过跟踪跨线的外观参比长度，能够观察随时间的蠕变速度；并且它还提供精确测定导体温度的基准，独立于已产生的蠕变量，导体温度会引起一定的垂度，以限定受净空距离限制的动态定额。

对于大多数情况，方便地设置F_h和ΔF_h的起始值为1000lbs.，而且可将ΔX的起始值设置为100英尺。如上所述，当迭代进行时，Δ以十的因数减少。这样会导致对最终解的“十进位”逼近，其中每一步设立更小数位的数值。还可以使用其它因子。例如，2因子将导致对最终解的“二项式(binomial)”逼近，并且需要更少的步骤。然而，在程序编制过程中，后一处理难于进行。使用现代高速计算设备，任一种方法的处理时间都很短，以致它们的差别都无关紧要。

本发明的一个目的是实时地确定与所测量的倾斜角和导体温度相对应的导体的垂度和当前弧长。上面的分析可完成该任务。另一个目的是确定在当前天气条件下导体能够承载而不会违背跨线预定净空距离的最大负载电流。这个任务是基于确定与在净空距离极限的垂度相对应的弧长。临界弧长计算只需要进行一次，除非预定的净空距离极限改变。伸长弧长和导体温度之间的关系式用于计算导体温度T_R，该导体温度T_R导致达到净空距离极限的垂度。随后，所计算的动态定额可基于这个温度极限。临界弧长由该净空距离极限决定。然而，产生这种弧长的导体温度可能由于导体的蠕变而随时间减小。

描述用于跨线实时分析的迭代过程可用于确定在净空距离极限下所伸长的弧长。上述步骤1通过假定低的水平张力和找到可导致Y₂-Y₁＝H的数值X₁和X₂来开始本迭代过程。步骤2经修改以寻解，该解满足在与跨线的一端相距特定水平距离处的净空距离限制垂度或净空距离极限，而不是满足所测量的角度。

当获得该解时，计算两个伸长的弧长S₁和S₂，并且通过用(1+βF_avei)除每一个伸长的弧长来将其还原为未伸长的弧长。所得到的两个未伸长的弧长为L_T1和L_T2。如果假定T₂＝T₁，那么两个长度的和L_R可换算为L₂₀，L₂₀为在20℃下跨线的参比长度，将20℃调节为额定温度。计算T_R(极限温度)，如等式7所示。

由于这个温度会随着所产生的蠕变量而变化，所以这个温度并非常量，并且在确定L₂₀的同时得以反映。因此，每次处理所测量的数据时都必须计算这个温度。

如果因为太阳光线入射角导致在一侧吸收了更多的太阳热量而发现悬垂线的两侧温度并不相同，那么应当修正上述的分析，仅确定与固定弧长S_i相对应的更热一侧的限制温度，固定弧长S_i由净空距离极限悬垂线所限定。在这种情况下，使用净空距离极限悬垂线的更热一侧的参比长度L_20i来代替等式7中的整个跨线的参比长度L₂₀。

限制温度T_R用于动态线路定额算法中，以确立负载电流，该负载电流将使导体在当前的天气条件下达到此温度。利用在所测负载下的导体测量温度上升，结合所测空气温度和太阳光强度，计算有效风速，这种算法确定出实际的天气条件。借助这种热传递信息，利用稳态热平衡以生成正常定额，同时还可利用包括有导体热容量的瞬时动态热平衡来计算采取负载形式的短期额定值，该负载将使导体温度在相当于几分钟到几个小时的特定时间内达到其温度极限，从而直接计算出使得导体温度达到额定温度极限T_R的负载。

使用这样的假定，即将跨线端点沿水平方向和垂直方向固定，已得出关于导体理想跨线的前述分析。当传感器位于与支撑点相距较短距离时，以及当在跨线的一端或两端有终端绝缘子时，需要考虑到一些校正。这种分析还假定导体仅包含一种材料的铰线，并且具有均匀的弹性和热性能。许多架空导体都是在由钢铰线制成的芯上敷设铝铰线而构成，以有助于承受张力负载。应当分别针对这两种材料来确定热膨胀和张力负载，并且负载分配随着温度和铝所受到的蠕变量变化而变化。

复合导体分析

由两种组成部分构成的导体最为广泛地用于架空传输线。一种组成部分是由一或多根钢铰线构成的芯。另一种组成部分是在钢芯上敷设的一层或多层铝铰线。这种类型的导体被称为钢芯铝线，或ACSR。

ACSR导体跨线的垂度和张力分析基本上类似于上面对均质导体的描述，除了分别处理两种组成部分(铝和钢)的热和弹性伸长，以及在每次迭代的步骤2之后进行重量校正之外。在导体安装和最终连接配件安装之后，如果每种组成部分都承受某些部分的张力负载，那么两种组成部分将为相同长度。然而，如果导体温度变得太高时，那么铝可能比钢膨胀更多，并且达到某个长度，此时支撑导体所需的全部张力都由钢来单独承受。如果导体的温度变得太低时，那么出现相反的情况。铝可能比钢缩短得更多，此时铝单独承受全部张力负载。在这两种极端情况之间，负载的分配在钢和铝组成部分之间变化，随着温度的增加而偏向于钢。

根据参比长度的热和弹性膨胀及收缩，来描述每一种导体组成部分的长度，参比长度再一次选择为在20℃下的原长。关于钢和铝的热膨胀系数分别为α_S和α_A，以及β_S和β_A分别为它们弹性模量和横截面积的乘积的倒数。每个组成部分的长度可表示为

L_AF，T＝L_A20(1+α_A(T_A-20))(1+β_AF_Aave)

L_SF，T＝L_S20(1+α_S(T_S-20))(1+β_SF_Save)

参比长度L_A20和L_S20仍然未知，但是，对于在正常操作范围内的温度和平均张力的任意组合，这两种组成部分中每一种组成部分的长度都必须等于悬垂线的所确立弧长。因此，

L_AF，T＝L_SF，T＝S₁+S₂＝S

能够重新整理上面的等式以解出如下的参比长度。

$L_{A20}=\frac{S}{(1+{\mathrm{\α}}_A(T_A-20))(1+{\mathrm{\β}}_A{F}_{\mathrm{Aave}})}$

$L_{S20}=\frac{S}{(1+{\mathrm{\α}}_S(T_S-20))(1+{\mathrm{\β}}_S{F}_{\mathrm{Save}})}$

两种平均张力F_Aave和F_Save的和等于由悬垂线分析所确立的总平均张力F_ave，因此，

F_Save＝F_ave-F_Aave

消去F_Save，关于L_S20的等式变成

$L_{20}=\frac{S}{(1+{\mathrm{\α}}_S(T_S-20))(1+{\mathrm{\β}}_S{F}_{\mathrm{ave}}-{\mathrm{\β}}_S{F}_{\mathrm{Aave}})}$

现在关于参比长度的两个等式含有三个未知数，L_A20、L_S20、和F_Aave，无法以闭合形式直接求解。然而，如果在两个不同温度下得到两组悬垂线数据，那么关于L_A20和L_S20的两个等式能够写两次。由于在短时间内的参比长度恒定不变，所以只有F_Aave未知数将不同。现在对于四个未知数具有四个等式，能够以闭合形式求解。如果将下标T1和T2放在随温度变化的参数上，那么四个等式为

$L_{A20}=\frac{S_{T1}}{(1+{\mathrm{\α}}_A(T_{A,T1}-20))(1+{\mathrm{\β}}_A{F}_{\mathrm{Aave},T1})}---\left(8\right)$

$L_{S20}=\frac{S_{T1}}{(1+{\mathrm{\α}}_S(T_{S,T1}-20))(1+{\mathrm{\β}}_S{F}_{\mathrm{ave},T1}-{\mathrm{\β}}_S{F}_{\mathrm{Aave},T1})}---\left(9\right)$

$L_{A20}=\frac{S_{T2}}{(1+{\mathrm{\α}}_A(T_{A,T2}-20))(1+{\mathrm{\β}}_A{F}_{\mathrm{Aave},T2})}---\left(10\right)$

$L_{S20}=\frac{S_{T2}}{(1+{\mathrm{\α}}_S(T_{S,T2}-20))(1+{\mathrm{\β}}_S{F}_{\mathrm{ave},T2}-{\mathrm{\β}}_2{F}_{\mathrm{Aave},T2})}---\left(11\right)$

通过用另一个等式除以其中一个等式，结合关于每个参比长度的两个等式，能够消去参比长度，得到关于L_A20的等式12和关于L_S20的等式13。

$\frac{S_{T1}}{S_{T2}}=\frac{(1+{\mathrm{\α}}_A(T_{A,T1}-20))(1+{\mathrm{\β}}_A{F}_{\mathrm{Aave},T1})}{(1+{\mathrm{\α}}_A(T_{A,T2}-20))(1+{\mathrm{\β}}_A{F}_{\mathrm{Aave},T2})}---\left(12\right)$

$\frac{S_{T1}}{S_{T2}}=\frac{(1+{\mathrm{\α}}_S(T_{S,T1}-20))(1+{\mathrm{\β}}_S{F}_{\mathrm{ave},T1}-{\mathrm{\β}}_S{F}_{\mathrm{Aave},T1})}{(1+{\mathrm{\α}}_S(T_{S,T2}-20))(1+{\mathrm{\β}}_S{F}_{\mathrm{ave},T2}-{\mathrm{\β}}_S{F}_{\mathrm{Aave},T2})}---\left(13\right)$

将温度调节项的反比标为T_A和T_S，等式12得到

$T_A=\frac{(1+{\mathrm{\α}}_A(T_{A,T2}-20))}{(1+{\mathrm{\α}}_A(T_{A,T1}-20))}$

以及等式13得到

$T_S=\frac{(1+{\mathrm{\α}}_S(T_{S,T2}-20))}{(1+{\mathrm{\α}}_S(T_{S,T1}-20))}$

将这些温度比值与弧度比值相结合，形成两种简化参数C_A和C_S。

$C_A=\frac{S_{T1}{T}_A}{S_{T2}}$

$C_S=\frac{S_{T1}{T}_S}{S_{T2}}$

现在等式12可用F_Aave，T2来求解F_Aave，T1。

F_Aave，T1＝C_A/β_A-1/β_A+C_AF_Aave，T2    (14)

将关于F_Aave，T1的这个表达式代入等式13，得到等式15，其为用由两组不同测量数据的悬垂线分析所确定的参数来表示的关于F_Aave，T2的闭合表达式。

$F_{\mathrm{Aave},T2}=\frac{1+{\mathrm{\β}}_S(F_{\mathrm{ave},T1}-C_A/{\mathrm{\β}}_A+1/{\mathrm{\β}}_A-C_s{F}_{\mathrm{ave},T2})}{{\mathrm{\β}}_S(C_A-C_S)}---\left(15\right)$

现在通过将合适的平均张力值F_Aave，T1或F_Aave，T2代入等式8或10以得到L_A20，以及代入等式9或11以得到L_S20，计算出所需要的参比长度。

在20℃下的两种组成部分的原长实际数值并不必须相等。它们将取决于安装导体所使用的方法和在安装过程中的温度条件，并且难以预计。

随着参比长度的确定(等式8、10和等式9、11)，除了针对与每个组成部分的20℃下原长重量w_S20及w_A20有关的每个新弧长来调整每个组成部分的重量之外，能够以上面所规定的用于单个组成部分材料的相同方式来进行重量校正。因此，

w₂₀＝w_S20+w_A20

$w_{\mathrm{SF},T}=\frac{w_{S20}}{(1+{\mathrm{\α}}_S(T_S-20))(1+{\mathrm{\β}}_S{F}_{\mathrm{Save}})}$

$w_{\mathrm{AF},T}=\frac{w_{A20}}{(1+{\mathrm{\α}}_A(T_A-20))(1+{\mathrm{\β}}_A{F}_{\mathrm{Aave}})}$

w_F，T＝w_SF，T+w_AF，T

如果铝组成部分的参比长度不会因蠕变而改变，那么两个20℃下的参比长度将为常量，而与温度和张力无关。如果在传感器开始监测跨线之后出现蠕变，那么参比长度将从关于任意组给定温度和张力数据的先前数值起随时间变化。在任何情况下，最近的两个参比长度反映导体的实际状态，以及跟踪当铝组成部分受到额外蠕变时所出现的改变。

当设计传输线时，通常要计算经过相当于10年的使用期后在120(48.9℃)下的悬垂线状态，从而确立在安装使用期限内某时所预期的垂度。绘制在线路中每个跨线的外形图以表示初始的跨线，以及经过10年蠕变后的预期跨线。用于10年内跨线计算的导体特性由导体制造商用实验方法来确定，以及由铝协会针对更多通用导体规格来公布，由铝组成部分和钢组成部分中的导线数量来区分。具有54根铝导线和7根钢导线的ACSR导体的一个实例，如图3所示，其覆盖的尺寸范围从605.0MCM(千圆密耳)到1033.5MCM。可以看到，对于这种结构，在室温下预计铝组成部分相对于钢组成部分在长度上每英寸增加0.00243英寸。由上述实时方法所确定的两个参比长度的比值可以与这个期望比值1.00243相比较，以确定实际上已发生了多少蠕变。如果比值较小，那么直到那时所受到的蠕变比预期10年的蠕变少，如果比值较大，那么已受到更多的蠕变。在任意情况下，根据实际观测到的悬垂线参数，利用当前参比长度来确定实时额定值是准确的。

参比长度的确定为计算受净空距离限定的实时额定值提供基础，该参比长度的确定基于在不同导体温度下获得的两个数据集。使用本文所述传感器的实时定额系统，通常每分钟都获得一个数据集，一旦接收到各个数据集时，立即执行悬垂线状态和动态实时额定值的计算，该动态实时额定值可包括基于预定净空距离极限的额定值。可以观测到，导体温度通常按照施加在空气温度循环上的日循环。因此，利用来自在最近24小时内所经历的最低和最高导体温度的数据，可方便地安排每天一次的参比长度计算的更新。由于最低温度很可能出现在凌晨，以及最高温度很可能出现在刚刚下午，所以安排日常更新参比参数的合理时间为半夜。

然而，在导体温度处于高峰时和处于低峰时获取数据可能并不是最适宜的时间。如果导体温度正在变化，那么导体长度也在改变，由此造成悬垂线悬挂部分的垂直移动。这种移动需要动态作用力来加速和减速导体质量，以及在相对于导体温度变化的导体移动中引入时间延时。这些作用力叠加到在导体上分布的静态作用力上，如果没有适当地计算它们，那么可能会在计算悬垂线参数中出现小错误。通过选择在倾斜角高峰处和低峰处的数据，而不是在温度峰值处的数据，导体将在峰值时保持静态，也可避免这个潜在错误的来源。

每分钟，都要将倾斜角与先前的最大值和最小值进行比较，如果当前角度超出任一个，那么将其放置于存储器中以作为新的极值。在午夜，进行计算，并且最大角度值和最小角度值重置为当前角度值。然后，所计算的参比长度成为将用于整天的悬垂线参数和实时额定值计算的参比长度。这种安排的好处在于，在这一天中参比长度参数保持不变。当然，可以将更新的时间安排到任意方便的时间，而不会降低准确度，或者可以将更新的时间键入至角度数据行为或其它任意数据的行为中。

对于导体最高温度和最低温度之间的差值，设置一个较低极限，在低于这个极限时将不进行日常的计算，这是明智的。建议至少10℃的温差，可适用于大多数安装情况。

虽然本发明根据其特定的具体实施例及其修改加以描述，但是对于本领域技术人员来说，可以容易地对上述实施方案进行多种修改和改进，或应用于其它领域，而不偏离本发明的目的、精神和范围。所有这些改动均在所附权利要求范围内。

Claims (15)

1.一种用于确定架空传输线或导体的最大导体电流负载的设备，所述架空传输线或导体包括横跨两个传输线杆塔间的跨接传输线悬垂线，所述设备包括：

传感器，适合于夹持于靠近两个所述传输线杆塔之一的所述架空传输线或导体，以获取实时信息，所述传感器包括发射机，用于发送所述已获实时信息至远程信息处理中心，所述的已获实时信息至少包括从所述传输线或导体的水平线偏离的倾斜角和所述传输线或导体的表面温度；以及

用于执行两步迭代过程的装置，其利用所述倾斜角来确定所述传输线或导体的当前垂度。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述的最后提到的装置执行根据算法而操作的第一步，其中假定所述导体单位重量w的数值和导体水平张力F_h的数值，并且首先假定，从所述跨接传输线悬垂线的最低点到最靠近所述传感器的所述传输线杆塔的水平距离X₁，等于从所述最低点到另一个所述传输线杆塔的水平距离X₂，其中X₁+X₂＝X₀，X₀为所述两个传输线杆塔之间的距离，Y₁和Y₂是根据如下等式(1)确定的关于各自所述传输线杆塔的垂度：

$\mathrm{Sag}=Y=\frac{F_h}{w}[\mathrm{Cosh}\left(\frac{w}{F_h}X\right)-1]---\left(1\right)$

以及，如果Y₂-Y₁＜H，用增量来减少X₁，用所述增量来增加X₂，其中H为所述传输线杆塔之间的高度差，继续重复所述等式(1)直到Y₂-Y₁≥H，此时用所述增量来增加X₁，用所述增量来减少X₂，用固定的因子除所述增量来减少所述增量，将所述减少后的增量从X₁中减去，并将其添加到X₂，根据等式(1)计算所述垂度Y₁和Y₂，将所述差值Y₂-Y₁与所述H相比较，继续重复所述迭代过程，直到Y₂-Y₁基本上等于所述H，由此确定与所述假定的水平张力F_h相一致的所述悬垂线的所述最低点的位置。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述最后提到的装置执行根据算法而操作的第二步，其中利用关于所述水平张力F_h的所述假定数值，以及，利用由X₁和X₂限定的所述悬垂线的所述最低点的所述已确定的位置，来计算水平线与所述悬垂线在最靠近所述传感器处的切线所成的角度值θ，通过根据等式(2)计算弧线S₁长度，计算出所述角度值θ，所述弧线S₁位于最靠近所述传感器的所述悬垂线的所述端点与所述悬垂线的所述最低点之间：

$\mathrm{Arc}=S_1=\frac{F_h}{w}\mathrm{Sinh}\left(\frac{w}{F_h}{X}_1\right)---\left(2\right)$

并且，所述弧线S₁具有重量W₁，其中W₁＝wS₁，以及，所述角度θ用等式(3)计算出：

θ＝Tan^-1(W₁/F_h)    (3)

其中将所述角度θ与所述已获角度进行比较，如果所述角度大于所述已获角度，那么用增量递增所述关于水平张力F_h的假定数值，此后用所述已增加的F_h数值重复所述第一步，以确立所述悬垂线的新的最低点的位置，重复所述第二步，以确定与所述已获角度进行比较的新的角度θ，由此增加所述F_h数值，直到角度θ不再大于所述已获角度，于是用所述增量减少所述F_h，通过一个因子除所述增量而减少所述增量，将所述减少后的增量添加到F_h，重复所述第一步和第二步，直到所述已计算角度θ和所述已获角度基本上相等，因此针对在获得所述倾斜角时的实际条件，建立所述水平张力F_h和所述悬垂线的所述最低点位置。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述最后提到的装置包括这样的装置，该装置针对热膨胀效应，利用所述已获导体表面温度来校正导体参比重量。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述最后提到的装置包括这样的装置，该装置针对弹性伸长效应，利用所述传输线或导体中的平均张力来校正导体重量。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述最后提到的装置包括这样的装置，该装置利用所述传输线或导体中的所述平均张力和所述已获导体表面温度，来确定在参比温度下所述传输线或导体的当前未伸长的参比长度。

7.根据权利要求2所述的设备，其中所述最后提到的装置执行根据算法而操作的第二步，其中用所述等式(1)计算出的垂度与在悬垂线最低点处的预定最大容许垂度进行比较，如果所述计算出的垂度大于所述预定最大容许垂度，那么用增量来增加所假定的水平张力F_h，此后用所述已增加的F_h数值重复所述第一步，以确立悬垂线的新的最低点的位置，重复所述第二步，以确定与所述预定最大容许垂度进行比较的新的垂度，由此增加所述F_h数值，直到所述计算出的垂度不再大于所述预定最大容许垂度，于是用所述增量减少所述F_h，通过一个因子除所述增量而减少所述增量，将所述减少后的增量添加到F_h，重复所述第一步和第二步，直到所述已计算垂度和所述预定最大容许垂度基本上相等，因此针对在悬垂线的垂度等于所述预定最大容许垂度时的实际条件，确定所述水平张力F_h和所述悬垂线的所述最低点位置。

8.根据权利要求2所述的设备，其中所述最后提到的装置执行根据算法而操作的第二步，其中用所述等式(1)计算出在悬垂线上点的标高与悬垂线下特定点的标高之间的净空距离，其中设置参数X等于X₁或X₂减去从各自杆塔到悬垂线上所述点的距离，其中所选X₁或X₂包括所述悬垂线上点，并且以所述各个杆塔标高之间的差值减去关于X₁或X₂的所述垂度Y₁或Y₂，加上由所述参数X计算出的所述垂度，减去所述特定点的所述标高，来计算出净空距离，将该净空距离与预定最小容许净空距离相比较，如果所述净空距离小于所述预定最小容许净空距离，那么用增量递增所假定的水平张力F_h，此后用所述已增加的F_h数值重复所述第一步，以确立所述悬垂线的新的最低点的位置，重复所述第二步，以确定与所述预定最小容许净空距离进行比较的新的净空距离，由此增加所述假定F_h数值，直到所述已计算的净空距离不再大于所述预定最小容许净空距离，于是用所述增量减少所述F_h，通过一个因子除所述增量而减少所述增量，将所述减少后的增量添加到F_h，重复所述第一步和第二步，直到所述已计算净空距离和所述预定最小容许净空距离基本上相等，因此针对在悬垂线净空距离等于所述预定最小容许净空距离时的实际条件，确定所述水平张力F_h和所述悬垂线的所述最低点位置。

9.根据权利要求7所述的设备，其中所述最后提到的装置根据所述最大垂度或所述最小净空距离，来确定所述传输线或导体的限定最高温度。

10.根据权利要求8所述的设备，其中所述最后提到的装置根据所述最大垂度或者所述最小净空距离，来确定所述传输线或导体的限定最高温度。

11.根据权利要求1所述的设备，其中所述最后提到的装置包括这样的装置，该装置用于获得对所述传输线或导体上当前负载电流的测量，来确定控制所述传输线或导体当前热消散参数的当前天气条件。

12.根据权利要求11所述的设备，其中所述最后提到的装置包括用于以所述当前天气条件来计算最大容许负载电流的装置，所述最大容许负载电流将所述传输线或导体的温度限制于所述容许最高温度内。

13.根据权利要求6所述的设备，其中所述最后提到的装置包括这样的装置，该装置通过量化所述未伸长的参比长度随时间的缓慢增加，来监测所述传输线或导体的蠕变效应。

14.根据权利要求6所述的设备，其中所述架空传输线或导体由两种组成部分构成，这两种组成部分由两种不同的材料制成，每一种组成部分都分担一部分导体张力，所述两种组成部分具有不同的热膨胀和弹性伸长性能，以及所述最后提到的装置针对各所述组成部分执行所述第一步和第二步。

15.根据权利要求14所述的设备，其中所述最后提到的装置包括这样的装置，该装置通过确定未伸长的参比长度随时间发生增加量，来监测所述一种或两种组成部分的蠕变效应。

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