CN104166798A - 一种基于弧垂数据的连续档输电线路覆冰厚度确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于弧垂数据的连续档输电线路覆冰厚度确定方法，通过分析覆冰后的弧垂，考虑连续档各杆塔绝缘子偏移，结合连续档输电线路的应力计算模型，估算所要计算的档距内的平均覆冰厚度。该方法主要包括：1、确定架空线路信息，2、确定覆冰后的弧垂值，3、构建线路精确应力计算模型，4、构建基于弧垂数据的线路应力与覆冰厚度的关系模型，5、结合3中线路精确应力计算模型以及4中基于弧垂分析的线路应力与覆冰厚度的关系模型确定档内导线平均覆冰厚度。该方法原理简单，使用方便，根据测得的弧垂值可以远距离计算档内平均覆冰厚度，避免了直接测量覆冰厚度的困难及精确度不高的问题，对冰灾防御工作具有重要意义。

Description

一种基于弧垂数据的连续档输电线路覆冰厚度确定方法

技术领域

本发明属电力系统覆冰灾害安全防御领域，特别是一种基于弧垂数据的连续档输电线路覆冰厚度确定方法。

背景技术

近年来，覆冰灾害事故在我国频繁发生，给电网公司和国民经济带来了严重的损失。对于冰灾的防御工作，输电线路覆冰数据的准确获取是基础。

传统的观测覆冰方法是在重覆冰区域设置观测哨所或设置更先进的覆冰气象观测站，通过测量实际运行导线的覆冰厚度或是测量站内模拟导线的覆冰厚度来为电力运行部门决策提供依据。但该方法成本高、危险大，同时，直接测量运行导线的覆冰厚度难度非常大，而且数据也不具有代表性。近年来，随着技术的发展，覆冰的在线监测方法也得到了发展，目前，具有代表性的覆冰在线监测方法是利用输电线路的荷载信息以及现场的温度、湿度、风速、风向等气象信息，通过一定的数学模型计算得出输电线路目前的覆冰状态及其发展趋势。这种方法借助数学模型来计算输电线路的覆冰厚度，覆冰的在线监测对传感器的要求比较高，每一个杆塔都装设传感器保证信号的传输，其成本比较高维护比较困难。另外一种正在研究的方法是通过在线采集的输电线路导线和绝缘子的图像进行处理，提取其边界轮廓，通过将输电线路导线及绝缘子覆冰状态时边界与非覆冰状态时的边界进行比较得到导线与绝缘子当时的覆冰厚度，该方法虽然原理简单，但图像处理的准确性以及由于覆冰的随机性同一档内多点覆冰厚度不同等问题仍待进一步研究。

由上可知，现有的覆冰厚度测量方法主要有三种：直接测量法、在线监测法、图像处理法。直接测量运行导线的覆冰厚度危险大；在线路上安装传感器在线监测方法对传感器的要求比较高，安装和维护成本大；图像处理测量方法的准确性有待考证且存在同一档内多点覆冰厚度不同等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于弧垂数据的连续档输电线路覆冰厚度确定方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于弧垂数据的连续档输电线路覆冰厚度确定方法，包括如下步骤：

步骤1、确定架空线路信息，具体包括导线型号、该导线对应的弹性系数E、截面积A、单位长度质量q、各档档距l_i0、各档高差h_i0、各档高差角β_i0、各基直线塔上悬垂串的长度λ_i、垂向荷载G_i、覆冰时的温度t、架线时温度t₀、连续档档数n、架线气温下各档水平应力σ₀、连续档各档覆冰后的弧垂值；所述弧垂值为档距中央最大弧垂值；

步骤2、根据步骤1确定的架空线路信息构建线路精确应力计算模型，所述模型包括档距变化与电线应力间的关系模型、第i档高差变化与第i基塔悬挂点偏移间的关系模型和悬垂串偏斜与电线应力间的关系模型；i为1到n的正整数，n为连续档档数；

所述的档距变化与电线应力间的关系模型为：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\Δl}}_i=\left\{\right[{\left(\frac{{\mathrm{\γ}}_0}{{\mathrm{\σ}}_0}\right)}^2-{\left(\frac{{\mathrm{\γ}}_i}{{\mathrm{\σ}}_{i0}}\right)}^2]\frac{l_{i0}^2{\cos }^2{\mathrm{\β}}_{i0}}{24}+\left(\frac{{\mathrm{\σ}}_{i0}-{\mathrm{\σ}}_0}{{E\cos \mathrm{\β}}_{i0}}\right)+\mathrm{\α}(t-t_0)-\frac{{\mathrm{\Δh}}_i}{{2l}_{i0}}{\cos }^2{\mathrm{\β}}_{i0}\}\\ \×\frac{l_{i0}}{{\cos }^2{\mathrm{\β}}_{i0}(1+{\mathrm{\γ}}_i^2{l}_{i0}^2/{8\mathrm{\σ}}_{i0}^2)}\end{array}$

式中σ_i0——待求值，为第i档在气温为t、比载为γ_i下的电线水平应力；

σ₀——架线气温下各档水平应力；

l_i0——各档档距；

γ₀、γ_i——导线覆冰前比载和导线覆冰后比载，γ₀为q*g/A，γ_i为q*g/A+0.027728(b(b+D)/A)，其中q为导线单位长度质量，g为重力加速度，A为导线截面积，b为导线覆冰厚度，D为导线外径；

Δl_i——待求值，为第i档档距比架线情况悬垂串处于中垂位置时档距的增长量，当档距缩短时Δl_i本身为负值；

Δh_i——待求值，为第i档两端悬垂串偏斜后悬挂点间高差h_i0的变化量，右悬挂点高左悬挂点者h_i0及高差角β_i0为正值；

t、t₀——分别为除冰时气温和架线时气温；

α——导线膨胀系数；

E——导线弹性系数；

第i档高差变化与第i基塔悬挂点偏移间的关系模型为：

${\mathrm{\Δh}}_i=(\mathrm{\λ}-\sqrt{{\mathrm{\λ}}^2-{{\mathrm{\δ}}_i}^2})-(\mathrm{\λ}-\sqrt{{\mathrm{\λ}}^2-{{\mathrm{\δ}}_{i-1}}^2})=\sqrt{{\mathrm{\λ}}^2-{{\mathrm{\δ}}_{i-1}}^2}-\sqrt{{\mathrm{\λ}}^2-{{\mathrm{\δ}}_i}^2}$

式中Δh_i——待求值，第i档高差h_i0的增量；

δ_i、δ_i-1——待求值，第i档两端第i和第i-1基塔上悬挂点偏移的水平距离，其中两端耐张塔上的δ为0；

λ——各杆塔上的悬垂绝缘子串长度；

悬垂串偏斜与电线应力间的关系模型为：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\σ}}_{(i+1)0}=\{(\frac{G_i}{2A}+\frac{{\mathrm{\γ}}_i{l}_{i0}}{2\cos {\mathrm{\β}}_{i0}}+\frac{{\mathrm{\γ}}_{(i+1)}{l}_{(i+1)0}}{2\cos {\mathrm{\β}}_{(i+1)0}}+\frac{{\mathrm{\σ}}_{i0}{h}_{i0}}{l_{i0}})+\frac{{\mathrm{\σ}}_{i0}}{{\mathrm{\δ}}_i}\sqrt{{{\mathrm{\λ}}_i}^2-{{\mathrm{\δ}}_i}^2}\}\\ \÷(\frac{1}{{\mathrm{\δ}}_i}\sqrt{{{\mathrm{\λ}}_i}^2-{{\mathrm{\δ}}_i}^2}+\frac{h_{(i+1)0}}{l_{(i+1)0}})\end{array}$

式中δ_i——δ_i＝δ_i-1+Δl_i；

h_i0、h_(i+1)0——悬垂串均处于中垂位置时，分别为第i基直线塔上电线悬挂点对邻塔第i-1和第i+1基悬挂点间的高差，大号比小号塔高者h本身值为正值，反之为负值。

步骤3、根据线路弧垂计算方法，确定基于弧垂分析的线路应力与覆冰厚度的关系模型；所述基于弧垂分析的线路应力与覆冰厚度的关系模型为：

${b_i}^2+{\mathrm{Db}}_i-\frac{8{\mathrm{Af}}_{\mathrm{Mi}}{\mathrm{\σ}}_{i0}\cos {\mathrm{\β}}_i-{{\mathrm{qgl}}_i}^2}{{{0.0277l}_i}^2}=0$

其中，b_i为每档导线覆冰厚度，D为导线外径，A为导线截面积，f_Mi为每档档距内中央最大弧垂，σ_i0为覆冰时水平应力，β_i为每档高差角，q为导线单位长度质量，g为重力加速度，l_i为每档档距。

步骤4、根据步骤2和步骤3中的数学模型，确定档内的平均覆冰厚度。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明采用间接测量的方法，保证了测量过程的安全；2)利用本发明的方法，不需要在线路上安装实时测量的传感器，省去了特殊气象要求的传感器的安装成本及其长期维护；3)由于弧垂的变化具有整体性和直观性，因此本发明最终确定的档内覆冰厚度为平均覆冰厚度，更为可靠实用。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明的基于弧垂数据的连续档输电线路覆冰厚度确定方法流程图。

具体实施方式

结合图1，本发明的一种基于弧垂数据的连续档输电线路覆冰厚度确定方法，包括如下步骤：

步骤1、确定架空线路信息，具体包括导线型号、该导线对应的弹性系数E、截面积A、单位长度质量q、各档档距l_i0、各档高差h_i0、各档高差角β_i0、各基直线塔上悬垂串的长度λ_i、垂向荷载G_i、覆冰时的温度t、架线时温度t₀、连续档档数n、架线气温下各档水平应力σ₀、连续档各档覆冰后的弧垂值；所述弧垂值为档距中央最大弧垂值；其中各基直线塔上悬垂串的长度λ_i查线路设计值获得，垂向荷载G_i由悬垂串型号查表得。覆冰时的温度t由现场测量获得，架线时温度t₀一般可取15℃，架线气温下各档水平应力σ₀通过架线设计值查得；

步骤2、根据步骤1确定的架空线路信息构建线路精确应力计算模型，所述模型包括档距变化与电线应力间的关系模型、第i档高差变化与第i基塔悬挂点偏移间的关系模型和悬垂串偏斜与电线应力间的关系模型；i为从1到n的正整数，n为连续档档数；

所述的档距变化与电线应力间的关系模型为：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\Δl}}_i=\left\{\right[{\left(\frac{{\mathrm{\γ}}_0}{{\mathrm{\σ}}_0}\right)}^2-{\left(\frac{{\mathrm{\γ}}_i}{{\mathrm{\σ}}_{i0}}\right)}^2]\frac{l_{i0}^2{\cos }^2{\mathrm{\β}}_{i0}}{24}+\left(\frac{{\mathrm{\σ}}_{i0}-{\mathrm{\σ}}_0}{{E\cos \mathrm{\β}}_{i0}}\right)+\mathrm{\α}(t-t_0)-\frac{{\mathrm{\Δh}}_i}{{2l}_{i0}}{\cos }^2{\mathrm{\β}}_{i0}\}\\ \×\frac{l_{i0}}{{\cos }^2{\mathrm{\β}}_{i0}(1+{\mathrm{\γ}}_i^2{l}_{i0}^2/{8\mathrm{\σ}}_{i0}^2)}\end{array}$    (式1)式中σ_i0——待求值，为第i档在气温为t、比载为γ_i下的电线水平应力，单位为：N/mm²；

σ₀——架线气温下各档水平应力，单位为：N/mm²；

l_i0——各档档距，单位为：m；

γ₀、γ_i——导线覆冰前比载和导线覆冰后比载，单位为：N/(m·mm²)，γ₀为q*g/A，γ_i为q*g/A+0.027728(b(b+D)/A)，其中q为导线单位长度质量，单位为：kg/m，g为重力加速度，A为导线截面积，单位为：mm²，b为导线覆冰厚度，单位为：mm，D为导线外径，单位为：mm；

Δl_i——待求值，为第i档档距比架线情况悬垂串处于中垂位置时档距的增长量，当档距缩短时Δl_i本身为负值，单位为：m；

Δh_i——待求值，为第i档两端悬垂串偏斜后悬挂点间高差h_i0的变化量，右悬挂点高左悬挂点者h_i0及高差角β_i0为正值，单位为：m；

t、t₀——分别为除冰时气温和架线时气温，单位为：℃；

E、α——导线弹性系数、导线温度膨胀系数；

第i档高差变化与第i基塔悬挂点偏移间的关系模型为：

${\mathrm{\Δh}}_i=(\mathrm{\λ}-\sqrt{{\mathrm{\λ}}^2-{{\mathrm{\δ}}_i}^2})-(\mathrm{\λ}-\sqrt{{\mathrm{\λ}}^2-{{\mathrm{\δ}}_{i-1}}^2})=\sqrt{{\mathrm{\λ}}^2-{{\mathrm{\δ}}_{i-1}}^2}-\sqrt{{\mathrm{\λ}}^2-{{\mathrm{\δ}}_i}^2}$    (式2)式中Δh_i——待求值，第i档高差h_i0的增量，单位为：m；

δ_i、δ_i-1——待求值，第i档两端第i和第i-1基塔上悬挂点偏移的水平距离，其中两端耐张塔的δ为0，单位为：m；

λ——各杆塔上的悬垂绝缘子串长度，单位为：m；

悬垂串偏斜与电线应力间的关系模型为：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\σ}}_{(i+1)0}=\{(\frac{G_i}{2A}+\frac{{\mathrm{\γ}}_i{l}_{i0}}{2\cos {\mathrm{\β}}_{i0}}+\frac{{\mathrm{\γ}}_{(i+1)}{l}_{(i+1)0}}{2\cos {\mathrm{\β}}_{(i+1)0}}+\frac{{\mathrm{\σ}}_{i0}{h}_{i0}}{l_{i0}})+\frac{{\mathrm{\σ}}_{i0}}{{\mathrm{\δ}}_i}\sqrt{{{\mathrm{\λ}}_i}^2-{{\mathrm{\δ}}_i}^2}\}\\ \÷(\frac{1}{{\mathrm{\δ}}_i}\sqrt{{{\mathrm{\λ}}_i}^2-{{\mathrm{\δ}}_i}^2}+\frac{h_{(i+1)0}}{l_{(i+1)0}})\end{array}$    (式3)

式中δ_i＝δ_i-1+Δl_i

                                                 (式4)

h_i0、h_(i+1)0——悬垂串均处于中垂位置时，分别为第i基直线塔上电线悬挂点对邻塔第i-1和第i+1基悬挂点间的高差，大号比小号塔高者h本身值为正值，反之为负值，单位为：m。

上述三个数学模型共有3n个方程，有Δl_i、Δh_i、σ_i0、b_i共4n个未知数。

步骤3、根据线路弧垂计算方法，确定基于弧垂分析的线路应力与覆冰厚度的关系模型；具体为：

${b_i}^2+{\mathrm{Db}}_i-\frac{8{\mathrm{Af}}_{\mathrm{Mi}}{\mathrm{\σ}}_{i0}\cos {\mathrm{\β}}_i-{{\mathrm{qgl}}_i}^2}{{{0.0277l}_i}^2}=0$    (式5)

其中，b_i为每档导线覆冰厚度(mm)，D为导线外径(mm)，A为导线截面积(mm²)，f_Mi为每档档距内中央最大弧垂(m)，σ_i0为覆冰时水平应力(N/mm²)，β_i为每档高差角，q为导线单位长度质量(kg/m)，g为重力加速度，l_i为每档档距(m)。该式即为基于弧垂分析的线路应力与覆冰厚度关系式，共包含n个方程，2n个未知数。

步骤4、根据步骤2和步骤3中的数学模型，确定档内的平均覆冰厚度。具体是根据档距变化与电线应力间的关系模型，第i档高差变化与第i基塔悬挂点偏移间的关系模型，悬垂串偏斜与电线应力间的关系模型，以及基于弧垂分析的线路应力与覆冰厚度的关系模型，列出含有4n个未知数的4n个方程，即可求得覆冰后的每档线路应力以及每档内的平均覆冰厚度。求解未知数的具体步骤如下：

首先，求解基于弧垂分析的线路应力与覆冰厚度的关系模型，将每档覆冰厚度b_i用其对应的线路应力σ_i0来表示，并代入到精确应力计算模型中，即档距变化与电线应力间的关系，第i档高差变化与第i基塔悬挂点偏移间的关系式，悬垂串偏斜与电线应力间的关系组成的方程组，此时，得到线路应力与覆冰厚度方程组共有3n个方程，其中Δl_i、Δh_i、σ_i0共3n个未知数。

由上述3n个方程，其中Δl_i、Δh_i、σ_i0共3n个未知数可以得到求解。较为直接的求解方法是利用上述式1、式2、式4编制程序试凑求解。自编号的第1档开始，按如下顺序运算：

(1)设Δl₁＝δ₁、δ₀＝0代入式2得Δh₁，又由Δh₁、Δl₁代入式1得σ₁₀；

(2)由σ₁₀、δ₁代入式4得σ₂₀；

(3)由σ₂₀、设Δh₂＝0代入式1得Δl₂'，又由Δl₂'、Δl₁再代入式4得δ₂'，又由δ₂'、δ₁再代入式2得Δh₂'；

(4)由σ₂₀、Δh₂'再代入式1得Δl₂″，又由Δl₂″、Δl₁再代入式4得δ₂″，又由δ₂″、δ₁再代入式2得Δh₂″；

步骤(4)反复迭代直至Δl₂、δ₂、Δh₂无明显变化即为所求(也可采用更有效的便捷法迭代)；

(5)由δ_i0、Δh_i＝0代入式1，得Δl_i'，又由Δl_i'、δ_i-1代入式4得δ_i'，又由δ_i'、δ_i-1代入式2得Δh_i'；

(6)由步骤(5)开始的设Δh_i＝0换为Δh_i＝Δh_i'重复步骤(5)反复迭代直至Δl_i、Δh_i、δ_i无明显变化即为所求；

(7)由δ_n-1、σ_(n-1)0代入式3得σ_n0，又由δ_n-1、δ_n＝0代入式2得Δh_n，又由Δh_n、σ_n0代入式1得Δl_n，再由Δl_n、δ_n-1代入式4得δ_n≈0；

即为所求解，如果不满足δ_n≈0应重新设Δl₁再进行上述(1)到(7)的运算直至δ_n≈0。最后计算得到的σ_i0即为各档的电线水平应力。将σ_i0代入式5，求解得到各档覆冰厚度b_i。

下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述：

实施例1

一覆冰场景，由一个耐张段连续的6档组成。输电线路导线型号为LGJ-300/40，该导线对应的弹性系数E＝73000N/mm²、截面积A＝338.99mm²、外径D＝23.94mm、单位长度质量q＝1.133kg/m、温度膨胀系数α＝19.6/℃、对应的极限拉力为92220N，各档档距l_i0、各档高差h_i0、各档高差角、架线气温下各档初始应力σ₀均为52.57N/mm²、连续档各档覆冰后的弧垂值如表1所示，各基直线塔上悬垂串的长度λ_i(m)＝5.2m、垂向荷载G_i＝2300N、覆冰时的温度t＝-5℃、架线时温度t₀＝10℃、风速为10m/s。

表1  计算模型具体参数

首先，求解基于弧垂分析的线路应力与覆冰厚度的关系模型，将每档覆冰厚度b_i用其对应的线路应力σ_i0来表示。

${b_i}^2+{\mathrm{Db}}_i-\frac{8{\mathrm{Af}}_{\mathrm{Mi}}{\mathrm{\σ}}_{i0}\cos {\mathrm{\β}}_i-{{\mathrm{qgl}}_i}^2}{{{0.0277l}_i}^2}=0$

$b_i=-11.97+\sqrt{97903f_{\mathrm{Mi}}{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{io}}\cos {\mathrm{\β}}_i/{l_i}^2-257.5}$

将覆冰厚度表达式代入精确应力计算模型中，得到3n个方程的线路应力与覆冰厚度方程组如下所示，其中共有Δl_i、Δh_i、σ_i0共3n个未知数。

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\Δl}}_i=\left\{\right[{\left(\frac{{\mathrm{\γ}}_0}{{\mathrm{\σ}}_0}\right)}^2-{\left(\frac{{\mathrm{\γ}}_i}{{\mathrm{\σ}}_{i0}}\right)}^2]\frac{l_{i0}^2{\cos }^2{\mathrm{\β}}_{i0}}{24}+\left(\frac{{\mathrm{\σ}}_{i0}-{\mathrm{\σ}}_0}{{E\cos \mathrm{\β}}_{i0}}\right)+\mathrm{\α}(t-t_0)-\frac{{\mathrm{\Δh}}_i}{{2l}_{i0}}{\cos }^2{\mathrm{\β}}_{i0}\}\\ \×\frac{l_{i0}}{{\cos }^2-{\mathrm{\β}}_{i0}(1+{\mathrm{\γ}}_i^2{l}_{i0}^2/{8\mathrm{\σ}}_{i0}^2)}\\ {\mathrm{\Δh}}_i=\sqrt{{\mathrm{\λ}}^2-{\mathrm{\δ}}_{i-1}^2}-\sqrt{{\mathrm{\λ}}^2-{\mathrm{\δ}}_i^2}\\ {\mathrm{\σ}}_{(i+1)0}=\frac{(\frac{G_i}{2A}+\frac{{\mathrm{\γ}}_i{l}_{i0}}{2\cos {\mathrm{\β}}_{i0}}+\frac{{\mathrm{\γ}}_{(i+1)}{l}_{(i+1)0}}{{2\cos \mathrm{\β}}_{(i+1)0}}+\frac{{\mathrm{\σ}}_{i0}{h}_{i0}}{l_{i0}})+\frac{{\mathrm{\σ}}_{i0}}{{\mathrm{\δ}}_i}\sqrt{{\mathrm{\λ}}^2-{\mathrm{\δ}}_i^2}}{\frac{1}{{\mathrm{\δ}}_i}\sqrt{{\mathrm{\λ}}^2-{\mathrm{\δ}}_i^2}+\frac{h_{(i+1)0}}{l_{(i+1)0}}}\end{array}\right.$

求解以上方程组，解得各档覆冰时水平应力σ_i0分别为152.58N/mm²、154.50N/mm²、159.46N/mm²、170.59N/mm²、176.82N/mm²、180.34N/mm²，因此，各档平均覆冰厚度分别为14.09mm、20.06mm、19.99mm、24.97mm、25.02mm、29.93mm。

从该实施例结果可以看出，本发明通过基于弧垂数据并结果精确计算模型能得得到可靠的覆冰厚度值，符合工程实际需要，且该发明原理简单，使用方便，根据测得的弧垂值远距离计算档内平均覆冰厚度，避免了直接测量覆冰厚度的困难及精确度不高的问题，对冰灾防御工作具有重要意义。

Claims (3)

1.一种基于弧垂数据的连续档输电线路覆冰厚度确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、确定架空线路信息，具体包括导线型号、该导线对应的弹性系数E、截面积A、单位长度质量q、各档档距l_i0、各档高差h_i0、各档高差角β_i0、各基直线塔上悬垂串的长度λ_i、垂向荷载G_i、覆冰时的温度t、架线时温度t₀、连续档档数n、架线气温下各档水平应力σ₀、连续档各档覆冰后的弧垂值；所述弧垂值为档距中央最大弧垂值；

步骤2、根据步骤1确定的架空线路信息构建线路精确应力计算模型，所述模型包括档距变化与电线应力间的关系模型、第i档高差变化与第i基塔悬挂点偏移间的关系模型和悬垂串偏斜与电线应力间的关系模型；i为从1到n的正整数，n为连续档档数；

步骤3、根据线路弧垂计算方法，确定基于弧垂分析的线路应力与覆冰厚度的关系模型；

步骤4、根据步骤2和步骤3中的数学模型，确定档内的平均覆冰厚度。

2.根据权利要求1所述的基于弧垂数据的连续档输电线路覆冰厚度确定方法，其特征在于，步骤2中所述的档距变化与电线应力间的关系模型为：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\Δl}}_i=\left\{\right[{\left(\frac{{\mathrm{\γ}}_0}{{\mathrm{\σ}}_0}\right)}^2-{\left(\frac{{\mathrm{\γ}}_i}{{\mathrm{\σ}}_{i0}}\right)}^2]\frac{l_{i0}^2{\cos }^2{\mathrm{\β}}_{i0}}{24}+\left(\frac{{\mathrm{\σ}}_{i0}-{\mathrm{\σ}}_0}{{E\cos \mathrm{\β}}_{i0}}\right)+\mathrm{\α}(t-t_0)-\frac{{\mathrm{\Δh}}_i}{{2l}_{i0}}{\cos }^2{\mathrm{\β}}_{i0}\}\\ \×\frac{l_{i0}}{{\cos }^2{\mathrm{\β}}_{i0}(1+{\mathrm{\γ}}_i^2{l}_{i0}^2/{8\mathrm{\σ}}_{i0}^2)}\end{array}$

式中σ_i0——待求值，为第i档在气温为t、比载为γ_i下的电线水平应力；

σ₀——架线气温下各档水平应力；

l_i0——各档档距；

γ₀、γ_i——导线覆冰前比载和导线覆冰后比载，γ₀为q*g/A，γ_i为q*g/A+0.027728(b(b+D)/A)，其中q为导线单位长度质量，g为重力加速度，A为导线截面积，b为导线覆冰厚度，D为导线外径；

Δl_i——待求值，为第i档档距比架线情况悬垂串处于中垂位置时档距的增长量，当档距缩短时Δl_i本身为负值；

Δh_i——待求值，为第i档两端悬垂串偏斜后悬挂点间高差h_i0的变化量，右悬挂点高左悬挂点者h_i0及高差角β_i0为正值；

t、t₀——分别为除冰时气温和架线时气温；

α——导线膨胀系数；

E——导线弹性系数；

第i档高差变化与第i基塔悬挂点偏移间的关系模型为：

${\mathrm{\Δh}}_i=(\mathrm{\λ}-\sqrt{{\mathrm{\λ}}^2-{{\mathrm{\δ}}_i}^2})-(\mathrm{\λ}-\sqrt{{\mathrm{\λ}}^2-{{\mathrm{\δ}}_{i-1}}^2})=\sqrt{{\mathrm{\λ}}^2-{{\mathrm{\δ}}_{i-1}}^2}-\sqrt{{\mathrm{\λ}}^2-{{\mathrm{\δ}}_i}^2}$

式中Δh_i——待求值，第i档高差h_i0的增量；

δ_i、δ_i-1——待求值，第i档两端第i和第i-1基塔上悬挂点偏移的水平距离，其中两端耐张塔上的δ为0；

λ——各杆塔上的悬垂绝缘子串长度；

悬垂串偏斜与电线应力间的关系模型为：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\σ}}_{(i+1)0}=\{(\frac{G_i}{2A}+\frac{{\mathrm{\γ}}_i{l}_{i0}}{2\cos {\mathrm{\β}}_{i0}}+\frac{{\mathrm{\γ}}_{(i+1)}{l}_{(i+1)0}}{2\cos {\mathrm{\β}}_{(i+1)0}}+\frac{{\mathrm{\σ}}_{i0}{h}_{i0}}{l_{i0}})+\frac{{\mathrm{\σ}}_{i0}}{{\mathrm{\δ}}_i}\sqrt{{{\mathrm{\λ}}_i}^2-{{\mathrm{\δ}}_i}^2}\}\\ \÷(\frac{1}{{\mathrm{\δ}}_i}\sqrt{{{\mathrm{\λ}}_i}^2-{{\mathrm{\δ}}_i}^2}+\frac{h_{(i+1)0}}{l_{(i+1)0}})\end{array}$

式中δ_i——δ_i＝δ_i-1+Δl_i；

h_i0、h_(i+1)0——悬垂串均处于中垂位置时，分别为第i基直线塔上电线悬挂点对邻塔第i-1和第i+1基悬挂点间的高差，大号比小号塔高者h本身值为正值，反之为负值。

3.根据权利要求1所述的基于弧垂数据的连续档输电线路覆冰厚度确定方法，其特征在于，步骤3中所述基于弧垂分析的线路应力与覆冰厚度的关系模型为：

${b_i}^2+{\mathrm{Db}}_i-\frac{8{\mathrm{Af}}_{\mathrm{Mi}}{\mathrm{\σ}}_{i0}\cos {\mathrm{\β}}_i-{{\mathrm{qgl}}_i}^2}{{{0.0277l}_i}^2}=0$

其中，b_i为每档导线覆冰厚度，D为导线外径，A为导线截面积，f_Mi为每档档距内中央最大弧垂，σ_i0为覆冰时水平应力，β_i为每档高差角，q为导线单位长度质量，g为重力加速度，l_i为每档档距。