输电线路导线覆冰过载能力计算

[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101620000A [43]公开日2010年1月6日[21]申请号200910089444.6[22]申请日2009.07.17[21]申请号200910089444.6[71]申请人国家电网公司地址100031北京市西城区西长安街86号共同申请人华北电力大学[72]发明人李成榕 马国明 程养春 孟晨平 田晓 [74]专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司代理人余刚[51]Int.CI.G01G 9/00 (2006.01)G01B 11/16 (2006.01)G01K 11/32 (2006.01)G01B 21/08 (2006.01)G01W 1/02 (2006.01)权利要求书 3 页 说明书 8 页 附图 2 页[54]发明名称输电线路覆冰量的计算方法[57]摘要本发明提供了一种输电线路覆冰量的计算方法，包括以下步骤：通过光纤光栅测量系统测量输电线路固定档距内的导线温度和弹性应变量；根据导线温度和弹性应变量得到输电线路固定档距内的总应变量；根据总应变量获得输电线路固定档距内的导线比载，并将导线比载与输电线路固定档距内的导线自身比载进行比较；如果导线比载大于导线自身比载，计算输电线路固定档距内的附加荷载；根据附加荷载得到输电线路固定档距内的覆冰量。

本发明克服了现有技术中由于对应力、温度和倾角的测量采用电气参数测量方法，其测量精度较低，而且抗电磁干扰能力较差，导致测量结果误差较大的问题。

200910089444.6权 利 要 求 书第1/3页1.一种输电线路覆冰量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 通过光纤光栅测量系统测量所述输电线路固定档距内的导线温度和弹性应变量；根据所述导线温度和所述弹性应变量得到所述输电线路固定档距内的总应变量；根据所述总应变量获得所述输电线路固定档距内的导线比载，并将所述导线比载与所述输电线路固定档距内的导线自身比载进行比较；如果所述导线比载大于所述导线自身比载，计算所述输电线路固定档距内的附加荷载；根据所述附加荷载得到所述输电线路固定档距内的覆冰量。

基于输电线路的受力分析计算覆冰厚度
杨秋;杨柳;熊浩;冉爽;安廷波
【期刊名称】《电工技术》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】通过架空输电线路及杆塔体系的受力分析建立了一种新的计算方法,利用架空输电线路的力学标准方程,将导线悬点处的倾斜角、风偏角和拉力测量值等参数作为初始参数代入方程,进行逐次逼近的迭代计算,最后换算出导线的等值覆冰厚度。

这种计算方法利用了各种力学参数的综合作用,能准确估算出导线在覆冰情况下的厚度。

经实例验证,误差较小,证实了该力学模型的可靠性和准确性。

【总页数】4页(P97-100)
【作者】杨秋;杨柳;熊浩;冉爽;安廷波
【作者单位】贵州电网有限责任公司铜仁供电局;中国电建集团贵州电力设计研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM75
【相关文献】
1.基于输电线路力学模型的覆冰厚度计算方法
2.基于图像处理的输电线路覆冰厚度计算方法
3.耐张塔输电线路等值覆冰厚度计算模型在不均匀覆冰下有效性分析
4.基于超声波的输电线路覆冰厚度监测预警和防除冰技术分析
5.特殊地形下输电线路等值覆冰厚度计算模型有效性分析和改进研究
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导线覆冰过载能力计算1.导线参数的确定：首先需要确定导线的几何参数，如导线的截面积、外径和单位长度的质量。

这些参数可以通过导线的规格书或实测获得。

2.冰厚的计算：导线覆冰过载能力的计算需要知道冰的厚度。

冰的厚度可以根据冰的增长速率和覆冰时间来估算。

冰的增长速率和覆冰时间可以根据气象数据和地理位置来确定。

3.冰的重量的计算：根据冰的厚度和导线的几何参数，可以计算冰的重量。

冰的重量可以通过以下公式计算：冰的重量=冰的密度×冰的体积其中，冰的密度一般取0.9 g/cm³，冰的体积可以通过导线的几何参数和冰的厚度计算得出。

4.导线的过载能力计算：导线的过载能力可以通过计算导线的最大张力来确定。

导线的最大张力是导线能够承受的最大拉力，超过这个拉力导线就会发生断裂。

最大张力=(导线的抗拉强度×导线的截面积)/安全系数其中，导线的抗拉强度可以根据导线的材料性质和规格书确定，安全系数一般取1.55.过载情况的判断：根据导线的实际载荷和最大张力的比较，可以判断导线是否发生过载。

如果实际载荷小于最大张力，则导线未过载；如果实际载荷大于最大张力，则导线发生过载。

导线覆冰过载能力计算是一个复杂的过程，需要考虑多种因素，如导线的材料性质、冰的增长速率、导线的几何参数等。

此外，不同的导线类型和规格也会有不同的过载能力。

因此，在实际计算中需要根据具体情况进行调整和修正。

导线覆冰过载能力计算对于电力系统的安全运行至关重要。

准确计算导线的过载能力可以帮助电力系统设计者选择合适的导线类型和规格，确保电力系统在覆冰情况下的正常运行。

此外，在电力系统运行过程中，及时监测和评估导线的覆冰情况，以及根据实际情况调整和修正导线的过载能力，也是确保电力系统安全运行的重要措施。

浅议架空输电线路覆冰观测与覆冰计算摘要：本文对覆冰观测点的选择进行了简单阐述，并对现场覆冰观测所采用的方法和需要采集的数据进行论述。

通过对不同方法进行比较，选择出工作实际中有效的覆冰观测方法和标准冰厚计算公式。

本文还通过具体覆冰观测点的举例，具体说明覆冰观测方法及计算方法在工作中的应用，利用有效的统计表对观测数据进行计算分析，指导架空输电线路抗冰保电工作。

关键词：架空输电线路;覆冰观测;标准冰;运行状态Method of Ice-covering observation and cal culation onthe overhead transmission lineAbstract: This paper described the selection method of observation points on ice-covering, simply the observation methods of ice-covering and data to be collected are discussed. Effective methods of ice-covering observation a+nd standard ice thickness calculating formula are selected, which are suitable for practical engineering, by comparison of different methods. The application details of ice-covering observation and ice thickness calculating methods are described through the specific examples of ice observation points. The observational data is calculated and analyzed using the effective statistics and it can be as direction of “anti-ice protection power”Key words: Overhead transmission lines; Ice-covering observation; Standard ice; Running state0. 引言近几年来，全球气候变化异常，架空输电线路的安全运行也因此受到了很大威胁，其中冰雪凝冻灾害对架空输电线路的危害尤其明显。

输电线路钢芯铝绞线冰过载简要分析文章根据导线的状态方程式，简要分析了钢芯铝绞线在冰过载情况下的受力，以考察输电线路导线在极端气象条件下的的抗冰能力。

标签：输电线路；钢芯铝绞线；冰过载；状态方程引言覆冰厚度是输电线路设计的一个重要气象条件。

我国湖南、四川、贵州等省山区，几乎每年冬季都会出现冻雨天气，尤其是2008年的大范围、长时间低温冻雨天气，输电线路覆冰严重，引发了一系列的事故。

作者所在的云南地区2015年底～2016年初也经历了历史罕见的大范围降温、冰冻，部分输电线路也出线倒塔、断线等事故。

由于输电线路覆冰无明显规律，特别是山区，缺乏气象观测资料，此外还有微地形、微气象地区的存在，给覆冰条件的选择增加了难度。

覆冰条件在很大程度上影响了线路的经济性。

文章仅对输电线路钢芯铝绞线在冰过载条件下的受力进行分析，希冀对断线事故分析、线路导线抗冰能力分析以及已有线路抗冰改造方面有所助益。

1 分析思路根据有关规范，导线在弧垂最低点的设计安全系数不应小于2.5，在稀有风速或稀有覆冰气象条件时，弧垂最低点的最大张力不应超过其拉断力的70%。

对于钢芯铝绞线来说，导线所受应力在钢芯和铝股中分配是不均匀的，实际的情况是铝股的安全系数要低于导线整体的安全系数。

因而易于发生铝线断股，甚至是整体断线，因而在分析中不仅要考虑导线整体受力，也应分析铝股的受力。

在分析中，根据导线的状态方程式，可以由已知覆冰工况下导线的比载和应力，计算在较其更重的覆冰情况下导线所受的应力，并计算铝股应力，以判断在更重覆冰情况下导线的安全性。

2 计算原理（1）导线的状态方程式式中：σa-铝部应力；σ-绞线应力；Ea-铝的弹性模量；Es-钢的弹性模量；?-钢铝截面比。

经过比对，式（2）和（3）计算结果差异较小，故工程上可以式（3）作为简化计算。

通过状态方程（1），根据已知气象条件下导线的比载、应力以及待求气象条件导线的比载，求出待求气象条件下导线的应力σ，并根据式（3）求出铝股所受的应力。

导线覆冰过载能力计算导线覆冰过载能力计算是电力工程中的重要内容之一，它用于评估导线在冰覆盖条件下的安全运行能力。

在导线覆冰情况下，冰重对导线传输电流的影响将导致导线温度升高，从而降低了其导线的承载能力。

因此，为了确保导线的正常运行，导线覆冰过载能力的计算至关重要。

导线覆冰过载能力计算的基本原理是通过考虑导线的导热、对流、辐射传热，以及冰厚度和冰负荷的变化，计算出导线在冰覆盖条件下的温度分布和承载能力。

由于导线在运行中会发生散热，系统会为导线提供足够的冷却能力，以控制导线的温度在安全范围内。

在进行导线覆冰过载能力计算时，根据导线的型号、材质、导线间距、冰覆盖率和冰的类型等参数，可以采用不同的计算方法和公式。

以下是一种常用的导线覆冰过载能力计算方法的步骤：1.确定冰的类型和冰的密度。

冰的类型可以根据气象条件和环境温度进行判断。

冰的密度可以通过实测或经验公式计算获得。

2.确定导线的型号和材质。

不同型号和材质的导线具有不同的热导特性和承载能力。

3.计算导线正常运行条件下的温度分布。

可以通过传热方程和边界条件进行计算，考虑导线材料的热导特性、传热方式（导热、对流、辐射）、环境温度等因素。

4.计算导线覆冰情况下的温度分布。

根据导线正常运行条件下的温度分布和冰的覆盖情况，计算出导线覆冰情况下的温度分布。

5.判断导线是否过载。

根据导线的耐温性能和冰的类型，比较导线覆冰情况下的温度分布与导线的耐温极限，判断导线是否过载。

6.如果导线过载，则需要采取相应的措施。

例如，增大导线的截面积，增加通风量，改变导线的布置方式等。

需要注意的是，导线覆冰过载能力计算是一个复杂的工程问题，需要考虑多种因素的综合影响。

因此，在实际应用中，通常需要借助专业的软件工具进行计算，以提高计算的准确性和效率。

同时，计算结果应经过工程实践的验证，以确保导线在覆冰条件下的安全运行。

电线覆冰过载能力计算软件开发张广龙;李喆;姜伟国;孙明涛;谭力;程定一【期刊名称】《电力勘测设计》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】According to transmission line equation of state and design specifications, formula for icing overload capacity of transmission line is deduced in normal and ultimate condition. Corresponding core code and user interface are designed based on Matlab that is convenient for icing overload capacity calculation of transmission line.%根据电线状态方程和设计规范的规定，推导了正常和极限条件下电线覆冰过载能力的计算公式，并借助MATLAB软件编写了核心程序代码和用户输入界面，大大方便了电线覆冰过载能力的计算。

【总页数】3页(P59-61)【作者】张广龙;李喆;姜伟国;孙明涛;谭力;程定一【作者单位】山东电力工程咨询院有限公司，山东济南 250013;山东电力工程咨询院有限公司，山东济南 250013;山东电力工程咨询院有限公司，山东济南250013;山东电力工程咨询院有限公司，山东济南 250013;山东电力工程咨询院有限公司，山东济南 250013;山东大学电气工程学院，山东济南 250010【正文语种】中文【中图分类】TM75【相关文献】1.覆冰过载情况下电线的允许比载和冰厚计算 [J], 唐春林2.输电线路悬式复合绝缘子雨凇与轻雾凇覆冰形态和覆冰过程对比研究 [J], 薛艺为;阳林;郝艳捧;谷裕;刘国特;李立浧3.电线覆冰过载能力计算软件开发 [J], 张广龙;李喆;姜伟国;孙明涛;谭力;程定一4.基于多历史覆冰过程的输电线路覆冰增长预测 [J], 翁永春;祝一帆;孟浪;王辉;张学锋;沈彪5.基于TNPE算法的输电线覆冰过程预测模型 [J], 刘宣廷;李鹏;苗爱敏;陶飞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

2006年用户年会论文500kV输电塔线覆冰有限元计算刘纯陆佳政陈红冬[湖南省电力试验研究院，湖南长沙，410007][ 摘要 ] 超高压输电体系是由导线和各个输电铁塔连接而成的连续体，在设计过程中，导线和铁塔结构分开设计。

通常对铁塔的不平衡张力取导线最大使用张力的一个百分比进行校核[1]，而对由档距、高差和不均匀荷载引起的不平衡张力不能进行有效的计算。

本文应用梁单元和索单元对输电铁塔和导线建立整体单元模型，对输电塔线体系结构覆冰荷载进行有限元计算，得到了铁塔的不平衡张力，分析了铁塔的最大压应力随覆冰厚度的变化情况。

通过对复沙Ⅰ线的实例计算表明该方法是非常有效的。

[ 关键词 ] 输电塔线体系；输电铁塔；分裂导线；有限元法；覆冰荷载；不平衡张力中图分类号：TM75；O342 文献标识码：AFinite Element Calculation of 500KV Iced PowerTransmission SystemLIU Chun, LU Jia-zheng, CHEN Hong-dong[Hunan Electric Power Test and Research Institute, Changsha 410007,China][ Abstract ] EHV transmission system consists of long span transmission lines and towers is a integrity as a structure, in the process of design, the strength calculation of the conductor and the tower is independent. In general, the unbalanced tension of the tower is verified with the percentage of the conductor’s maximum design tension[1], but the unbalanced tension caused by span, height difference and uneven load can’t be computed effectively. In this paper, the beam element is used to simulate the transmission tower, and the cable element is used to simulate the transmission line. In this way, the spatial finite element model of the system is established ,which is used for structure analyses of the iced transmission system, and the unbalanced tension of the towers are calculated, the maximum compressive stress of the towers are analyzed along with the ice thickness. Through the calculation of 500kV Fusha lineⅠ, the result shows this method is very effective.[ Keyword ] transmission system; transmission tower; bundled conductor; finite element method; ice load; unbalanced tension2006年用户年会论文1引言500kV超高压输电塔－线体系是输电线路的主体，是远程电力传输的主要载体。