CN110032779A - 微地形模型及采用其的输电线覆冰风险识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了微地形模型、及采用其的输电线覆冰风险识别方法，能够对输电线路途经的微地形进行分类并量化识别，使其能够精确应用于输电线路覆冰风险识别从而提高识别精度。采用该微地形模型对输电线路进行覆冰预测及覆冰风险判断，避免人力到现场的勘察判断，且提高风险识别精度。

Description

微地形模型及采用其的输电线覆冰风险识别方法

技术领域

本发明涉及输电线风险识别领域，具体涉及微地形模型及采用其 的输电线覆冰风险识别方法。

背景技术

对输电线路而言，导致其覆冰除了大规模冰雪天气时的降水覆冰 外，还应该考虑微地形范围内的微气象情况。微气象点定义为：在近 地侧大气层中，由于局部地形因素的影响，使得该地点某些气象因子 特别增强，带来严重的输电线路覆冰问题，危及输电线路安全运行， 这样的小气象范围称为微气象点。

而对微气象有影响的是微地形，微地形是相对普通地形而言，它 是大地形中一个局部的、能够引起气候参数变化的狭小范围。对输电 线路而言，微地形点被定义为：在近地侧一个具体的小地形范围内， 局部地理特征使该处的气象因子产生巨变，使其中某些气象因子显著 增强(如风速、湿度等)，从而使经过该小地形范围内的输电线路覆冰 显著加强，危及输电线路安全运行，这样的小地形范围称为微地形点。

微地形与微气象密切相关，是微气象的成因。微地形会影响到微 气象中的温度、风速、湿度等参数。输电线路覆冰具有典型的微地形、 微气象特征，微地形微气象地区的严重覆冰一般是由云中覆冰(In- cloud Icing)所引发。

现有技术中，微地形对输电线路覆冰所造成的影响的研究停留在 理论层面。根据山脉走向与坡向、山体部、江湖水体地形对电线覆冰、 覆冰厚度进行采样并作相关性分析。但相关研究需要耗费人力、物力 来采样不同区域微地形对微气象的影响，对微地形缺乏共性特征及分 类研究，导致分析模型原始，缺乏硬性数据支撑。因此，有必要对微 地形进行分类及根据该分类判断输电线覆冰风险。

发明内容

本发明公开了微地形模型，对可能造成覆冰风险的微地形进行可 量化的分类，有利于精确输电线路覆冰风险判断。

本发明还公开了采用上述微地形模型的输电线覆冰风险识别方 法，有利于精确输电线路覆冰风险判断。

微地形模型，包括高山分水岭型模型、地势抬升型模型、垭口型 模型和峡谷风道型；

所述高山分水岭型模型在一定地势范围内由迎风坡和背风坡构 成，顺沿迎风坡向上其海拔增大到最高面，再沿背风坡向下其海拔减 小；且其宽度小于其高度差的0.5倍，其中，高度差为其底部到顶部 的高度；

所述地势抬升型模型在一定地势范围内为一侧较低，逐渐抬高到 另一侧较高点的台地；

所述垭口型模型在一定地势范围内其海拔高度先下降至最低面 后再上升，且其宽度小于其高度差，其中，高度差为其底部到顶部的 高度；

所述峡谷风道型模型在一定地势范围内其地形有凹陷，且凹陷中 间有水流经过。

进一步地，所述高山分水岭型模型由高度差△H1、迎风坡坡度比 Tanα1和背风坡坡度比Tanα2定义，满足以下条件：

进一步地，所述地势抬升型模型由海拔高度增量△H2、抬升坡比 tan3α定义，满足以下条件：

进一步地，所述垭口型模型由海拔变化的高度差△H3、下降坡比 tanα4、上升坡比tanα5定义，满足以下条件：

进一步地，所述峡谷风道型模型由一侧的第一海拔高度差△H4、 另一侧的第二海拔高度差△H5、一侧的第一坡度比tanα6、另一侧的 第二坡度比tanα7以及两侧坡度间水流宽度定义△W1，满足以下条件：

进一步地，还包括水汽增大型模型，所述水汽增大型模型在一定 地势范围内其输电线路在定义范围内存在水体，且水体有一定的储水 量。

进一步地，水汽增大型模型由输电线距离水体的最小垂直距离L、 江河水体的宽度D或湖泊水体表面积S定义，满足以下条件：

或

采用上述所述的微地形模型的输电线覆冰风险识别方法，

当微地形为高山分水岭型模型时，判断山顶及迎风坡侧的输电线 路存在覆冰风险；

当微地形为地势抬升型模型时，判断台地处的输电线路存在覆冰 风险；

当微地形为垭口型模型时，判断垭口或横跨垭口处的输电线路存 在覆冰风险；

当微地形为峡谷风道型模型时，判断横跨峡谷处的输电线路存在 覆冰风险。

采用上述微地形模型的输电线覆冰风险识别方法，

当微地形为高山分水岭型模型时，判断山顶及迎风坡侧的输电线 路存在覆冰风险；

当微地形为地势抬升型模型时，判断台地处的输电线路存在覆冰 风险；

当微地形为垭口型模型时，判断垭口或横跨垭口处的输电线路存 在覆冰风险；

当微地形为峡谷风道型模型时，判断横跨峡谷处的输电线路存在 覆冰风险；

当微地形为水汽增大型模型时，判断距离水体一定距离的输电线 路存在覆冰风险。

本发明有益技术效果为：对有输电线路覆冰风险的微地形进行分 类并量化其判定指标，使其能够精确应用于输电线路覆冰风险识别提 高识别精度。采用该微地形模型对输电线路进行覆冰风险判断，避免 人力到现场的勘察判断，且提高风险识别精度。

附图说明

图1为高山分水岭型微地形图；

图2为高山分水岭型特征指标示意图；

图3为地势抬升型微地形图；

图4为地势抬升型特征指标示意图；

图5为垭口型微地形图；

图6为垭口型特征指标示意图；

图7为峡谷风道型微地形图；

图8为峡谷风道型特征指标示意图；

图9为水气增大型微地形图；

图10为水气增大型特征指标示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1至图10所示，本发明公开的微地形模型，包括高山分水 岭型模型、地势抬升型模型、垭口型模型、峡谷风道型模型和水汽增 大型模型。

高山分水岭型模型在一定地势范围内由迎风坡和背风坡构成，顺 沿迎风坡向上其海拔增大到最高面，再沿背风坡向下其海拔减小；且 其宽度小于其高度差的0.5倍；其中，高度差为其底部到顶部的高度。

对于高山分水岭型模型，在高山的山顶及迎风坡侧，风速较大， 同时含有过冷却水滴的气团在风力作用下，沿山坡强制上升而绝热膨 胀，使得过冷却水滴含量增大，使该处的输电线路覆冰急剧增加。

高山分水岭型模型的高度差△H1、迎风坡坡度比Tanα1和背风坡 坡度比Tanα2定义，满足以下条件：

地势抬升型模型在一定地势范围内为一侧较低，逐渐抬高到另一 侧较高点的台地。

对于地势抬升型模型，平原或丘陵中拔地而起的突峰或盆地中一 侧较低另一侧较高的台地及陡崖，因盆地水汽充足，湿度较大的冷空 气容易沿山坡上升，在顶部或台地上形成云雾，该处的输电线路特别 是当冬季寒潮入侵时便会出现严重覆冰现象。

地势抬升型模型由海拔高度增量△H2、抬升坡比tanα3定义，满 足以下条件：

垭口型模型在一定地势范围内其海拔高度先下降至最低面后再 上升，且其宽度小于其高度差，其中，高度差为其底部到顶部的高度。

对于垭口型模型，绵延的山脉所形成的垭口，是气流集中加速之 处，风速很大。当线路处于垭口或横跨垭口时，覆冰量将显著增大。

垭口型模型由海拔变化的高度差△H3、下降坡比tanα4、上升坡 比tanα5定义，满足以下条件：

峡谷风道型模型在一定地势范围内其地形有凹陷，且凹陷中间有 水流经过。

对于峡谷风道型模型，输电线路线路横跨峡谷，峡谷两岸很高很 陡，中间通过狭管效应产生较大的风速，同时峡谷中间有水流通过， 提供了充足的水汽输送，将导致线路覆冰显著增加。峡谷风道型微地 形主要将导致风速、湿度的局部加强。

峡谷风道型模型由一侧的第一海拔高度差△H4、另一侧的第二海 拔高度差△H5、一侧的第一坡度比tanα6、另一侧的第二坡度比tanα7 以及两侧坡度间水流宽度△W1定义，满足以下条件：

水汽增大型模型在一定地势范围内其输电线路在定义范围内存 在水体，且水体有一定的储水量。

对于水汽增大型模型，输电线路附近有一定面积的江河湖海等水 体，导致该处空气湿度偏大，空气中所含过冷却水滴含量高。当寒潮 人侵时，气温下降至0℃以下时，由于空气湿度大，便容易出现严重 覆冰现象。水汽增大型微地形主要将导致湿度的局部加强。

水汽增大型模型由输电线距离水体的最小垂直距离L、江河水体 的宽度D或湖泊水体表面积S定义，满足以下条件：

或

采用上述微地形模型的输电线覆冰风险识别方法，

当微地形为高山分水岭型模型时，判断山顶及迎风坡侧的输电线 路存在覆冰风险；

当微地形为地势抬升型模型时，判断台地处的输电线路存在覆冰 风险；

当微地形为垭口型模型时，判断垭口或横跨垭口处的输电线路存 在覆冰风险；

当微地形为峡谷风道型模型时，判断横跨峡谷处的输电线路存在 覆冰风险；

当微地形为水汽增大型模型时，判断距离水体一定距离的输电线 路存在覆冰风险。

Claims (9)

1.微地形模型，其特征在于：包括高山分水岭型模型、地势抬升型模型、垭口型模型和峡谷风道型；

所述高山分水岭型模型在一定地势范围内由迎风坡和背风坡构成，顺沿迎风坡向上其海拔增大到最高面，再沿背风坡向下其海拔减小；且其宽度小于其高度差的0.5倍，其中，高度差为其底部到顶部的高度；

所述地势抬升型模型在一定地势范围内为一侧较低，逐渐抬高到另一侧较高点的台地；

所述垭口型模型在一定地势范围内其海拔高度先下降至最低面后再上升，且其宽度小于其高度差，其中，高度差为其底部到顶部的高度；

所述峡谷风道型模型在一定地势范围内其地形有凹陷，且凹陷中间有水流经过。

2.如权利要求1所述的微地形模型，其特征在于：所述高山分水岭型模型由高度差△H1、迎风坡坡度比Tanα1和背风坡坡度比Tanα2定义，满足以下条件：

3.如权利要求1所述的微地形模型，其特征在于：所述地势抬升型模型由海拔高度增量△H2、抬升坡比tanα3定义，满足以下条件：

4.如权利要求1所述的微地形模型，其特征在于：所述垭口型模型由海拔变化的高度差△H3、下降坡比tanα4、上升坡比tanα5定义，满足以下条件：

5.如权利要求1所述的微地形模型，其特征在于：所述峡谷风道型模型由一侧的第一海拔高度差△H4、另一侧的第二海拔高度差△H5、一侧的第一坡度比tanα6、另一侧的第二坡度比tanα7以及两侧坡度间水流宽度定义△W1，满足以下条件：

6.如权利要求1所述的微地形模型，其特征在于：还包括水汽增大型模型，所述水汽增大型模型在一定地势范围内其输电线路在定义范围内存在水体，且水体有一定的储水量。

7.如权利要求6所述的微地形模型，其特征在于：水汽增大型模型由输电线距离水体的最小垂直距离L、江河水体的宽度D或湖泊水体表面积S定义，满足以下条件：或

8.采用权利要求1至5任一项所述的微地形模型的输电线覆冰风险识别方法，其特征在于：

当微地形为高山分水岭型模型时，判断山顶及迎风坡侧的输电线路存在覆冰风险；

当微地形为地势抬升型模型时，判断台地处的输电线路存在覆冰风险；

当微地形为垭口型模型时，判断垭口或横跨垭口处的输电线路存在覆冰风险；

当微地形为峡谷风道型模型时，判断横跨峡谷处的输电线路存在覆冰风险。

9.采用权利要求6至7任一项所述的微地形模型的输电线覆冰风险识别方法，其特征在于：

当微地形为高山分水岭型模型时，判断山顶及迎风坡侧的输电线路存在覆冰风险；

当微地形为地势抬升型模型时，判断台地处的输电线路存在覆冰风险；

当微地形为垭口型模型时，判断垭口或横跨垭口处的输电线路存在覆冰风险；

当微地形为峡谷风道型模型时，判断横跨峡谷处的输电线路存在覆冰风险；

当微地形为水汽增大型模型时，判断距离水体一定距离的输电线路存在覆冰风险。