架空輸電線路覆冰監(jiān)測方法概述目錄 1 1 1 2 5 5 5 6 6 71.1架空線路覆冰在線監(jiān)測方法1.1.1架空輸電線路覆冰在線監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)以湖北電網(wǎng)研究的500kV輸電線路覆冰在線監(jiān)測裝置為例。輸電線路全長共設(shè)置16個監(jiān)測點(diǎn)。在每個監(jiān)測點(diǎn)中，檢測裝置一般有：(1)傳感器。拉力傳感器，傾角傳感器，溫、濕度傳感器，風(fēng)向、風(fēng)速傳(1)通信平臺。負(fù)責(zé)接收測量裝置測量到的信號(CDMA、GPRS信號)(2)數(shù)據(jù)庫，存儲參數(shù)，供后臺分析。(3)應(yīng)用軟件平臺。采用B/S模式，網(wǎng)絡(luò)瀏覽器經(jīng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器同意后可與1.1.2架空輸電線路覆冰在線監(jiān)測的監(jiān)測方法(1)稱重法感器分別測量懸掛垂直的絕緣子串的順線傾斜角度、風(fēng)吹偏向角度和導(dǎo)(地)線計算出導(dǎo)(地)線被冰雪的覆蓋狀況。(2)圖像檢測法算子、LOG算子等。應(yīng)用傳統(tǒng)的圖像法速度快、時間短，但是由于算法比較簡主桿塔等效檔距如圖3-1所示，Tv表示主桿塔垂直方向上所受的力，下面對輸電線路覆冰厚度與導(dǎo)線弧垂進(jìn)行一個計算。輸電導(dǎo)線近似看作的方程為：則導(dǎo)線最低點(diǎn)水平張力有：h為主副桿塔的高度差，主桿塔較高時，h取正，反之取負(fù)。懸點(diǎn)不等高時的等效檔距公式為：與lD1對應(yīng)的SD?為：由于θ的存在A點(diǎn)兩側(cè)水平方向所受的張力不同，由平衡方程可知：假設(shè)導(dǎo)線自動載荷集度為q0,風(fēng)載荷集度為qw,覆冰載荷集度為qice,則有覆冰后的Tv與覆冰前的Tv差：最后可計算出冰的厚度：下面求輸電導(dǎo)線覆冰后的弧垂x假設(shè)任意一點(diǎn)距弧垂最低點(diǎn)的距離為x′,則有：最低點(diǎn)弧垂f為至此，弧垂法求導(dǎo)線覆冰厚度和弧垂已全部完畢。(4)在線監(jiān)測法監(jiān)測分機(jī)是安裝在輸電桿塔上的一系列傳感器，其中包括拉力傳感器、角度傳感器、溫濕度傳感器、風(fēng)速傳感器等。監(jiān)測分機(jī)檢測到的數(shù)據(jù)通過無線通信裝置傳遞給監(jiān)測中心。監(jiān)測中心將獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到預(yù)警值并將其傳達(dá)給工作人員。工作人員對當(dāng)前覆冰情況進(jìn)行處理。1.2.1輸電線路覆冰預(yù)測技術(shù)輸電線路覆冰預(yù)測按照采集數(shù)據(jù)間隔時間的長度可分為三種：長期預(yù)測、中期預(yù)測、短期預(yù)測。我國長期預(yù)測一般在本年8月開始收集輸電線路氣象，覆冰，線路參數(shù)數(shù)據(jù)。得到本年度12月份到次年12月份的覆冰長期預(yù)測，主要步驟如：(1)覆冰預(yù)測預(yù)警中心收集輸電線路歷史覆冰資料與電網(wǎng)覆冰資料。(2)將得到的資料與影響覆冰情況的因子結(jié)合，如極渦、海溫、太陽黑子、副高等。根據(jù)概率論的計算得到不同程度覆冰的發(fā)生率。,并將不同因子得到的覆冰發(fā)生率進(jìn)行加權(quán)計算，得到長期預(yù)測指數(shù)。(3)通過長期預(yù)測覆冰指數(shù)，得到覆冰概率。(4)分析概率模型，得到定量的結(jié)果。覆冰預(yù)測預(yù)警中心將得到的定量結(jié)果經(jīng)國網(wǎng)運(yùn)檢部審查之后，由各國網(wǎng)省公司公布，運(yùn)維檢修部根據(jù)預(yù)測結(jié)果安排下一年的防冰措施。中期預(yù)測又叫做覆冰形式預(yù)報。與長期預(yù)測相比，中期預(yù)測的時間短得多，通常只預(yù)測3-7天的覆冰形勢，主要步驟如下：(1)采用中期系統(tǒng)進(jìn)行檢索，預(yù)估天氣系統(tǒng)在未來一周內(nèi)的變化，得到中期形勢結(jié)論。(2)采用全球數(shù)值預(yù)報模式，自動計算出三維溫度場、逆溫層、降水、降水粒子相態(tài)、三維風(fēng)場。(3)結(jié)合不同的影響因子，如地形，坡向，導(dǎo)線走向、電流等，預(yù)測輸電線路覆冰程度。(4)將天氣中期形勢結(jié)論和線路覆冰結(jié)論進(jìn)行人工訂正，編寫預(yù)測報告。覆冰預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)發(fā)布報告，并著重對易覆冰的地區(qū)發(fā)布分報告。短期預(yù)測又叫做覆冰厚度預(yù)測。短期預(yù)測只預(yù)測未來1-3天的覆冰厚度。具體步驟如下：(1)與中期預(yù)測不同，短期預(yù)測通過區(qū)域數(shù)值預(yù)報模式，計算出三維溫度場、逆溫層、降水、降水粒子相態(tài)、三維風(fēng)場。(2)結(jié)合不同的影響因子，如地形，坡向，導(dǎo)線走向、電流等，預(yù)測輸電線路覆冰區(qū)域并繪制區(qū)域圖。(3)根據(jù)覆冰區(qū)域圖，得到與之對應(yīng)的輸電線路計算出覆冰厚度并編寫報告。覆冰預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)向易覆冰地區(qū)發(fā)布報告。易覆冰地區(qū)及時作出相應(yīng)。1.2.2輸電線路覆冰預(yù)警技術(shù)1.預(yù)警等級當(dāng)前覆冰預(yù)警等級如下表所示：警等級覆冰厚度(mm)/覆冰增長時間(天)覆冰預(yù)警等級紅色2.預(yù)測預(yù)警預(yù)測預(yù)警中心將長期、中期、短期所得報告經(jīng)國網(wǎng)運(yùn)檢部審核以后，由預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)或內(nèi)部郵件將預(yù)測結(jié)果發(fā)給各省運(yùn)維檢修部。運(yùn)維檢修部根據(jù)情況對線路進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)措施。1.1.1覆冰厚度監(jiān)測預(yù)警模型通過覆冰厚度模型可計算出實時覆冰厚度，結(jié)合線路設(shè)計覆冰厚度對線路建立預(yù)警模型，模型如圖3-2所示。圖中覆冰比值是等值覆冰厚度與設(shè)計覆冰厚度的比值，1級實時報警表示覆冰情況非常嚴(yán)重需要立即進(jìn)行交流融冰，2級實時報警表示覆冰情況較為嚴(yán)重，這時需要派遣人員實地勘察，工作人員通過自己積累的經(jīng)驗根據(jù)具體情況進(jìn)行人工除冰或者直流融冰，因為人工除冰對操作人員的技術(shù)要求不高，費(fèi)用也較低，操作方便，因此在不會對人身安全構(gòu)成危害時可以選擇人工除冰。3級實時預(yù)警表示覆冰情況較輕或中等情況，操作人員應(yīng)適時關(guān)注覆冰情況，對覆冰情況做出正確判斷，及時除冰。等值覆冰厚度等值覆冰厚度設(shè)計覆冰厚