CN109060214A - 一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法，包括步骤：获取绝缘子串倾斜角值计算未知状态的档距增量Δl和高差增量Δh；根据已知状态下的导线水平应力σ0，导线最终弹性系数E、档距l，高差角β、已知状态下导线比载γ和所述未知状态的档距增量ΔI和高差增量Δh，计算不平衡张力工况下的导线应力σ01。该方法充分考虑绝缘子串倾斜角对导线应力的影响，方便准确地实现了对不平衡张力工况下的导线应力监测，确保实际工况导线应力值不超过最大允许应力或最大使用应力，从而保证线路运行的安全可靠。

Description

一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法
技术领域
本发明属于输电线路在线监测领域，尤其涉及一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法。
背景技术
输电线路是电力系统的重要组成部分，是电网安全运行的基础。悬挂于两基杆塔之间的一档导线，在导线自重、冰重、风压等荷载的作用下，任一横截面上均有一内力，导线应力就是指导线单位横截面积上的内力。输电线路的设计和运行时，需要着重考虑的是导线的应力和弧垂，使其控制在设计规定的范围内。
不平衡张力是杆塔左右两邻档因架空线张力不等而承受的张力差。架空线路在安装时，应使悬垂串处在垂直位置，各直线杆塔不存在张力差。但是在输电线路实际运行工况下，悬垂绝缘子串两侧常存在不平衡张力。引起不平衡张力的主要原因包括以下方面：悬垂绝缘子串两侧的档距和高差有显著的不同、导线温度变化、外荷载(包括冰荷载和风荷载)变化。在线路不均匀覆冰情况下不平衡张力尤其显著，易造成大面积倒塔断线事故。不平衡张力的出现会使得绝缘子串产生偏斜，导致大小号两侧的档距产生微量的变化，但是，这种档距微量的变化会导致两侧的导线应力发生显著的变化。故在输电线路实际运行过程中不可忽视因不平衡张力而引起的导线应力的变化。
计算架空线不平衡张力工况下的导线应力在线路的设计、施工、运行、检修和事故分析中都是不可或缺的工作。目前，国内外对应力的监测，主要有应力传感器法、传统计算法。应力传感器法：采用在杆塔和绝缘子串之间安装应力传感器，但需要替换线路金具，安装和维护工作难度大、效率低，且易增加线路安全隐患；并且其计算模型未系统考虑导线温度、冰荷载、风荷载、绝缘子串不平衡张力对导线应力的综合影响，监测准确度较低。传统计算法：工程上还采用双曲函数的幂级数展开式的前两项做近似计算，费时、费工、精确度低。
综上所述，需要一种精确便捷的方法计算出不平衡张力工况下的导线应力，确保实际工况导线应力值不超过最大允许应力或最大使用应力，从而保证线路运行的安全可靠。
发明内容
基于此，本发明提供了一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法，该方法充分考虑绝缘子串倾斜角对导线应力的影响，方便准确地实现了对不平衡张力工况下的导线应力监测，确保实际工况导线应力值不超过最大允许应力或最大使用应力，从而保证线路运行的安全可靠。其具体采用的技术方案如下：
一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法，包括以下步骤：
获取绝缘子串倾斜角值
计算未知状态的档距增量Δl和高差增量Δh；
根据已知状态下的导线水平应力σ0，导线最终弹性系数E、档距l，高差角β、已知状态下导线比载γ和所述未知状态的档距增量Δl和高差增量Δh，利用公式：
计算不平衡张力工况下的导线应力σ01。
可选的，还包括步骤：收集待测导线的特性参数和线路的基础数据；所述特性参数和基础数据包括：所述已知状态下的导线水平应力σ0，所述导线最终弹性系数E，所述档距l，高差h、绝缘子串长度λ、导线单位长度自重W，重力加速度g、导线截面积S。
可选的，所述档距增量
所述高差增量
可选的，所述高差角
所述已知状态下导线比载
可选的，所述获取绝缘子串倾斜角值为利用安装在绝缘子串上的绝缘子串倾角传感器，监测得出绝缘子串倾斜角值
本发明提供的一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法，根据导线特性参数、线路基础数据和实时测定的绝缘子串倾斜角来计算和确定不平衡张力工况下的导线应力值，该方法合理、正确，算法简单，结果精确，充分考虑绝缘子串倾斜角对导线应力的影响，方便准确地实现了对不平衡张力工况下的导线应力监测，确保实际工况导线应力值不超过最大允许应力或最大使用应力，从而保证线路运行的安全可靠。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法流程图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1所示，本发明实施例提供了一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法，具体包括步骤：
获取绝缘子串倾斜角值
计算未知状态的档距增量Δl和高差增量Δh；
根据已知状态下的导线水平应力σ0，导线最终弹性系数E、档距l，高差角β、已知状态下导线比载γ和所述未知状态的档距增量Δl和高差增量Δh，利用以下公式计算不平衡张力工况下的导线应力σ01：
本发明提供了一个实施例，本实施例通过以下步骤达到不平衡张力工况下的导线应力的监测目的，具体如下：
1)收集待测导线的特性参数和线路的基础数据，所示特性参数和基础数据具体包括以下几项：
S-导线截面积(mm2)
W-导线单位长度自重(KG/m)
E-导线最终弹性系数(N/mm2)
λ-绝缘子串长度(m)
l-档距(m)
h-高差(m)
g-重力加速度(m/S2)
σ0-已知状态下的导线水平应力(N/mm2)
2)将传感器安装于绝缘子串上，监测得出绝缘子串倾斜角值计算该未知状态的档距增量Δl(m)和高差增量Δh(m)；其中，
3)根据牛顿迭代法计算得出该未知状态下(不平衡张力工况下)的导线应力σ01(N/mm2)，具体计算公式如下：
其中β为高差角(°)，γ为已知状态下导线比载(N/m·mm2)，它们的数值分别按照下式计算，
在上述实施例中，以某型号为JLHA1/G1A-400/95的导线做为待测导线，收集到的导线特性参数及线路基础数据如下：
S-531.37(mm2)
W-1.8567(N/m)
E-65170N/mm2)
λ-6.36(m)
l-396(m)
h-3.7(m)
g—9.8(m/S2)
σ0—35.75(N/mm2)
将倾角传感器安装于绝缘子串挂点处，实时监测某一时刻绝缘子串倾角值为：1.2°。计算该状态下的档距增量Δl为0.133m，高差增量Δh为0.00139m。
经过上述计算模型最终计算得到的该状态下，导线应力值为36.76N/mm2。
本发明提供的一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法，将传统导线应力的计算方法转换为智能化的传感器监测倾斜角从而间接计算导线应力的方法，具有很强的操作性和更高的准确性，有助于输电线路智能监测、预警的实现。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取绝缘子串倾斜角值
计算未知状态的档距增量ΔI和高差增量Δh；
根据已知状态下的导线水平应力σ0，导线最终弹性系数E、档距l，高差角β、已知状态下导线比载γ和所述未知状态的档距增量ΔI和高差增量Δh，利用公式：
计算不平衡张力工况下的导线应力σ01。
2.根据权利要求1所述的一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法，其特征在于，还包括步骤：收集待测导线的特性参数和线路的基础数据；所述特性参数和基础数据包括：所述已知状态下的导线水平应力σ0，所述导线最终弹性系数E，所述档距l，高差h、绝缘子串长度λ、导线单位长度自重W，重力加速度g、导线截面积S。
3.根据权利要求2所述的一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法，其特征在于，所述档距增量
所述高差增量
4.根据权利要求3所述的一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法，其特征在于，所述高差角
所述已知状态下导线比载
5.根据权利要求4所述的一种不平衡张力工况下的导线应力监测方法，其特征在于，所述获取绝缘子串倾斜角值为利用安装在绝缘子串上的绝缘子串倾角传感器，检测得出绝缘子串倾斜角值
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111272326A (zh) * 2020-04-02 2020-06-12 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 一种求解连续档架空输电线路单端覆冰下不平衡张力的方法
CN113868590A (zh) * 2021-08-27 2021-12-31 南方电网科学研究院有限责任公司 导线运行温度的测算方法、装置、存储介质及终端设备
CN114689005A (zh) * 2022-05-06 2022-07-01 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局 一种不均匀覆冰工况下的覆冰监测方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101556195A (zh) * 2009-03-26 2009-10-14 杭州海康雷鸟信息技术有限公司 架空输电线路导线覆冰实时监测方法及系统
CN104166761A (zh) * 2014-08-13 2014-11-26 南京理工大学 一种基于遗传算法的输电线路机械除冰次序优化方法
CN105160123A (zh) * 2015-09-22 2015-12-16 华北电力大学（保定） 一种考虑导线张力的风偏角计算方法
CN106650088A (zh) * 2016-12-20 2017-05-10 河南省电力勘测设计院 动态弦截法计算不平衡张力的方法
CN106767639A (zh) * 2017-03-06 2017-05-31 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 一种覆冰工况下的垂直档距取值方法
CN107907311A (zh) * 2017-07-11 2018-04-13 国网浙江省电力公司湖州供电公司 一种输电线路导线覆冰不平衡张力试验方法及系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101556195A (zh) * 2009-03-26 2009-10-14 杭州海康雷鸟信息技术有限公司 架空输电线路导线覆冰实时监测方法及系统
CN104166761A (zh) * 2014-08-13 2014-11-26 南京理工大学 一种基于遗传算法的输电线路机械除冰次序优化方法
CN105160123A (zh) * 2015-09-22 2015-12-16 华北电力大学（保定） 一种考虑导线张力的风偏角计算方法
CN106650088A (zh) * 2016-12-20 2017-05-10 河南省电力勘测设计院 动态弦截法计算不平衡张力的方法
CN106767639A (zh) * 2017-03-06 2017-05-31 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 一种覆冰工况下的垂直档距取值方法
CN107907311A (zh) * 2017-07-11 2018-04-13 国网浙江省电力公司湖州供电公司 一种输电线路导线覆冰不平衡张力试验方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
石毅等: "考虑悬垂绝缘子串偏斜的张力紧线研究", 《电工技术》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111272326A (zh) * 2020-04-02 2020-06-12 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 一种求解连续档架空输电线路单端覆冰下不平衡张力的方法
CN113868590A (zh) * 2021-08-27 2021-12-31 南方电网科学研究院有限责任公司 导线运行温度的测算方法、装置、存储介质及终端设备
CN114689005A (zh) * 2022-05-06 2022-07-01 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局 一种不均匀覆冰工况下的覆冰监测方法
CN114689005B (zh) * 2022-05-06 2022-10-04 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局 一种不均匀覆冰工况下的覆冰监测方法

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