線弧長上的荷載沿電力線在X軸上的投影均勻分布，得到電力 線懸鏈線方程（1)的簡化形式一平面拋物線方程：
[0057]
[0058] 當(dāng)弧垂與檔距之比f/Ι彡10%時(shí)，令X = 1/2得最大弧垂的近似計(jì)算公式：
[0059]
(2)
[0060] 式⑵中，f為電力線的最大弧垂，m;
[0061] 。。為電力線最低點(diǎn)應(yīng)力，MPa ;
[0062] g為電力線的比載，N/m. mm2;
[0063] 1 為檔距，m。
[0064] 式⑵即為懸掛點(diǎn)等高情況下，電力線的最大弧垂和最低點(diǎn)應(yīng)力的關(guān)系表達(dá)式。
[0065] 采用式（2)和步驟101獲得的瞬時(shí)工況條件下電力線的最大弧垂，即可以得到瞬 時(shí)工況條件下的電力線的最低點(diǎn)應(yīng)力。
[0066] 具體實(shí)施時(shí)，在步驟103中已知瞬時(shí)工況條件下的最低點(diǎn)應(yīng)力，要求得待求工況 條件下的電力線的最低點(diǎn)應(yīng)力，要用到電力線的狀態(tài)方程。狀態(tài)方程是電力線力學(xué)計(jì)算中 的重要工具。狀態(tài)亦指電力線承受什么氣象條件，電力線在不同狀態(tài)下與其應(yīng)力之間的變 化關(guān)系，即為狀態(tài)方程。
[0067] 設(shè)已知電力線在溫度，比載（指導(dǎo)線單位長度、單位截面積上的荷載，為矢量） 為gm，應(yīng)力為O ni時(shí)的線長為Lni，稱m狀態(tài)（瞬時(shí)工況條件下），而氣象條件變化后，設(shè)溫度 為tn，比載為g n，應(yīng)力為〇 n時(shí)的線長為L n，稱η狀態(tài)（待測工況條件下）。顯然前后兩種狀 態(tài)下，Ln# Lni，這是由于彈性變形和熱膨脹變形的共同影響結(jié)果，則Lnr^ Ln滿足如下關(guān)系 CN 105160054 A W P月巾 5/6 頁
[0068]
(3 )
[0069] 將式⑶展開為
[0070]
[0071] 由于α+兩者乘積后數(shù)量級很小，略去式（4)尾項(xiàng)后得 t
[0072]
(5 )
[0073] 將改變量Λ t = Δ σ = σ η- 〇 "代入式（5)則為
[0074]
(6)[0075] 利用電力線線長公式，m，η兩狀態(tài)下分別為
[0076]
[0077]
[0078]
[0079]
[0080] 由于式（7)中右邊尾項(xiàng)數(shù)值較小，假定令Lni= 1代入，整理后得：
[0081]
[0082] 式（8)中：gmS瞬時(shí)工況條件下的電力線的比載，N/m. mm2;
[0083] gnS待測工況條件下的電力線的比載，N/m. mm2;
[0084] 為瞬時(shí)工況條件下的溫度，°C ;
[0085] tn為待測工況條件下的溫度，°C ;
[0086] 。"為瞬時(shí)工況條件下的電力線的最低點(diǎn)應(yīng)力，MPa ;
[0087] 〇 A待測工況條件下的電力線的最低點(diǎn)應(yīng)力，MPa ;
[0088] α為電力線的膨脹系數(shù)，1/Γ ;
[0089] E為電力線的彈性系數(shù)，MPa ;
[0090] 1 為檔距，m;
[0091] Δ t為瞬時(shí)工況下和待測工況下的溫度差；
[0092] Δ 〇為瞬時(shí)工況下和待測工況下的電力線的最低點(diǎn)應(yīng)力差。
[0093] 式（8)即為架空線路在懸掛點(diǎn)等高時(shí)的電力線的狀態(tài)方程，如果溫度為，比載為 gn時(shí)的電力線應(yīng)力〇 n為已知，可按式（8)求出溫度為tn，比載為gjt的電力線最低點(diǎn)應(yīng)力 0 η〇
[0094] 具體實(shí)施時(shí)，在步驟104中，已知待求工況條件下電力線的最低點(diǎn)應(yīng)力，電力線懸 鏈線方程和機(jī)載激光探測與測量LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)，可以按照如下公式計(jì)算得到待求工況條 件下電力線曲線：
[0095]
' (幻
[0096] 其中，X為電力線的橫坐標(biāo)，m ;
[0097] y為電力線的縱坐標(biāo)，m ;
[0098] 。。為電力線最低點(diǎn)應(yīng)力，MPa ;
[0099] g為電力線的比載，N/m. mm2。
[0100] 采用步驟104獲得的待求工況條件下電力線曲線，還可以通過量測得到的待求工 況下電力線的最大弧垂，電力線與建筑物的垂直距離、電力線與植被的垂直距離、電力線與 建筑物的水平距離、電力線與植被的水平距離和凈空距離等信息。
[0101] 上述的技術(shù)方案是以懸掛點(diǎn)等高，孤立檔距下的架空線路為例，闡述了電力線弧 垂和應(yīng)力關(guān)系，狀態(tài)方程，進(jìn)而得到電力線蠕變后參數(shù)。同理可以推導(dǎo)架空線路連續(xù)檔距的 代表檔距，懸掛點(diǎn)不等高時(shí)電力線弧垂和應(yīng)力關(guān)系，電力線狀態(tài)方程，重復(fù)步驟101-104即 可得到架空線路蠕變后不同工況下電力線參數(shù)（電力線曲線、電力線的最大弧垂、電力線 的最低點(diǎn)應(yīng)力、電力線與建筑物的垂直距離、電力線與植被的垂直距離、電力線與建筑物的 水平距離、電力線與植被的水平距離和凈空距離等），為了解架空線路覆冰、大風(fēng)、高溫等工 況條件下，輸電線路運(yùn)行狀況，做好線路巡檢、安全隱患排查、重大活動(dòng)保電等工作提供了 有力的技術(shù)支撐。
[0102] 綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提出的獲取架空線路塑蠕伸長后參數(shù)的方法，規(guī)避了現(xiàn) 有的試驗(yàn)測量方法由于受到測量設(shè)備、操作人員熟練程度等方面的影響，使得測量數(shù)據(jù)可 信度不高；只根據(jù)部分試驗(yàn)數(shù)據(jù)和工程經(jīng)驗(yàn)對塑性伸長給出粗略的范圍，使得對電力線塑 蠕后參數(shù)的測量缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)；受自然界復(fù)雜環(huán)境影響，無法通過試驗(yàn)方法對受到極端 自然災(zāi)害和人為外力破壞后的電力線進(jìn)行模擬，因而難以預(yù)測電力線的塑蠕特性，使得試 驗(yàn)方法不具有適用性等問題，建立了一種適應(yīng)不同工況（不同的氣象條件）、不同架空線路 電力線材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的架空線路塑蠕后的電力線參數(shù)計(jì)算方法，為架空線路設(shè)計(jì)施工，電網(wǎng)安 全運(yùn)行提供了有利的數(shù)據(jù)支持。
[0103] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明實(shí)施例的各模塊或各步驟可以 用通用的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置 所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它 們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí) 行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè) 模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明實(shí)施例不限制于任何特定的硬 件和軟件結(jié)合。
[0104] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明實(shí)施例可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的 任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種獲取架空線路塑蠕伸長后參數(shù)的方法，其特征在于，包括： 擬合瞬時(shí)工況條件下的機(jī)載激光探測與測量LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)，得到瞬時(shí)工況條件下電 力線的最大弧垂； 依據(jù)電力線的最大弧垂和最低點(diǎn)應(yīng)力的關(guān)系，根據(jù)瞬時(shí)工況條件下的電力線的最大弧 垂，計(jì)算得到瞬時(shí)工況條件下的電力線的最低點(diǎn)應(yīng)力； 依據(jù)電力線狀態(tài)方程，根據(jù)得到的瞬時(shí)工況條件下的電力線的最低點(diǎn)應(yīng)力，計(jì)算得到 待求工況條件下的電力線的最低點(diǎn)應(yīng)力； 根據(jù)得到的待求工況條件下電力線的最低點(diǎn)應(yīng)力，電力線懸鏈線方程，機(jī)載激光探測 與測量LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)，得到待求工況條件下電力線曲線。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電力線的最大弧垂和最低點(diǎn)應(yīng)力的關(guān) 系表達(dá)式如下：其中，f為電力線的最大弧垂，m ; σ。為電力線最低點(diǎn)應(yīng)力，MPa ; g為電力線的比載，N/m. mm2; 1為檔距，m。3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電力線狀態(tài)方程按照如下公式計(jì)算：其中，gmS瞬時(shí)工況條件下的電力線的比載，N/m. mm2; gnS待測工況條件下的電力線的比載，N/m. mm2; 為瞬時(shí)工況條件下的溫度，°C ; tn為待測工況條件下的溫度，°C ; σ "為瞬時(shí)工況條件下的電力線的最低點(diǎn)應(yīng)力，MPa ; 〇 "為待測工況條件下的電力線的最低點(diǎn)應(yīng)力，MPa ; α為電力線的膨脹系數(shù)，1/°C ; E為電力線的彈性系數(shù)，MPa ; 1為檔距，m。4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)得到的待求工況條件下電力線的 最低點(diǎn)應(yīng)力，電力線懸鏈線方程，機(jī)載激光探測與測量LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)，得到待求工況條件 下電力線曲線，按照如下公式計(jì)算：其中，X為電力線的橫坐標(biāo)，m ; y為電力線的縱坐標(biāo)，m ; σ。為電力線最低點(diǎn)應(yīng)力，MPa ; g為電力線的比載，N/m. mm2。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種獲取架空線路塑蠕伸長后參數(shù)的方法，包括：擬合瞬時(shí)工況條件下的機(jī)載激光LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)，得到瞬時(shí)工況條件下電力線的最大弧垂；依據(jù)電力線的最大弧垂和最低點(diǎn)應(yīng)力的關(guān)系，瞬時(shí)工況條件下的電力線的最大弧垂，計(jì)算瞬時(shí)工況條件下的電力線的最低點(diǎn)應(yīng)力；根據(jù)得到的瞬時(shí)工況條件下的電力線的最低點(diǎn)應(yīng)力，計(jì)算待求工況條件下的電力線的最低點(diǎn)應(yīng)力；根據(jù)得到的待求工況條件下電力線的最低點(diǎn)應(yīng)力，電力線懸鏈線方程，機(jī)載激光LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)，得到待求工況條件下電力線曲線。通過本發(fā)明方法獲得的電力線參數(shù)可信度高；使得對塑蠕伸長后參數(shù)的測量具有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；且在不同工況條件下均能夠使用本發(fā)明方法。
【IPC分類】G06F17/50, G06Q50/06
【公開號】CN105160054
【申請?zhí)枴緾N201510393990
【發(fā)明人】汪駿, 王和平, 郭曉冰, 孟小前, 劉寧, 鄒彪, 方平凱, 王浩淼, 沈建, 吳建軍, 譚弘武, 習(xí)培玉
【申請人】國網(wǎng)通用航空有限公司, 北京煜邦電力技術(shù)股份有限公司, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月7日