关键词： 输电线路   覆冰厚度   除冰方法   预防措施  

摘要： 输电线路覆冰事故在湖南地区频频发生，对电力的安全生产造成很大影响。论文从输电线路覆冰的形成机理及影响因素出发，指出了混合冻结对湖南地区输电线路危害最为严重，气象、高度、线路、电场均是影响线路覆冰的因素。建立输电线路覆冰厚度的计算模型，通过对弧垂的受力分析得出了一种计算冰层厚度的算法。论文提出了输电线路除冰方法和预防结冰的措施，指出了采取合理的抗冰设计是防止输电线路覆冰的最有效措施，并对不同除冰方法进行了技术经济分析，为电网的安全运行和改造工作提供了理论基础。

关键词： 模糊控制   覆冰状态   多变量模糊控制  

摘要： 极端寒冷天气对输电线路造成很大威胁，其中线路覆冰持续时间长、覆冰厚度大对输电线路的影响最为明显，为分析输电线路覆冰状态可能对输电线路造成的危害，需要寻求一种可以进行影响评估的方法，本文根据多种因素提出采用多变量模糊控制理论对输电线路状态研究，对覆冰状态进行评估。

关键词： 输电线路   覆冰   在线监测系统   形态  

摘要： 基于在线监测系统的覆冰监测数据,对南方电网输电线路4种覆冰形态进行研究,分析这些覆冰形态和覆冰量与气温、湿度等气象条件间的关系及其对输电线路的影响。分析结果表明,在一定的风速、云中冰晶含量等条件下,温度只要达到约-5℃就有可能产生雾凇覆冰;云南、贵州高海拔山区由于低温雨雪天气较长,覆冰过程容易向混合淞覆冰发展,对输电线路危害极大。

关键词： 复合绝缘子   冰闪电压   带电覆冰   电场   伞裙结构   优化  

摘要： 复合绝缘子在我国20多年的使用表明:与瓷和玻璃绝缘子相比,其防污闪性能优异,但防冰闪性能较差;伞裙结构是影响其冰闪电压的重要因素。基于此,模拟实际输电线路运行中的复合绝缘子覆冰情况,选取数种伞裙结构的35kV和110kV复合绝缘子进行了带运行电压覆冰试验。试验表明,同电压等级、不同伞裙结构的复合绝缘子其冰闪电压差别很大。根据试验数据进行了仿真计算,从电场角度分析了伞裙结构对冰闪电压的影响,计算结果与试验结果比较相符。最后,对该2种电压等级的绝缘子伞裙结构分别进行了优化。仿真分析表明,在相同覆冰条件下,优化后的绝缘子电场特性比优化前有了明显改善。

关键词： 输电线路   塔-线体系   抗冰能力   评估指标   冰灾预警   有限元法  

摘要： 输电线路覆冰对电网的安全稳定运行构成了严重威胁，国内外学者对输电线路覆冰及其防御技术做了大量的研究工作。但是，如何在控制成本的情况下开展有效的输电线路抗冰改造工作，如何解决覆冰在线监测设备安装的盲目性，如何确定输电线路冰灾预警阈值仍然是亟待解决的问题。为此，本文以架空输电线路为研究对象，旨在研究一种能够定位线路薄弱环节并计算其极限承载能力的输电线路塔-线体系抗冰能力评估方法；同时作为覆冰灾害预警的基础，开发了一种辅助人工实现线路覆冰厚度快速准确测量的方法。本文的主要工作有：\n ①开发了输电塔-线体系有限元模型快速建模系统。\n 建立了我国冰区典型500kV输电杆塔、导线、地线及光缆有限元模型库，结合参数化设计方法开发出能够快速准确建立输电塔-线体系有限元模型的建模系统，该系统的建立为实现全线路抗冰能力评估提供支撑。\n ②提出了输电塔-线体系抗冰能力评估方法。\n 基于有限元仿真分析的方法，考虑导线及地线的几何非线性特性，以及微地形微气象因素，研究输电塔-线体系的抗冰能力评估方法，得到了一种能够定位塔-线体系薄弱环节并计算其极限承载能力的输电塔-线体系抗冰能力评估方法。该方法结合输电塔-线体系有限元模型快速建模系统可以相对高效地实现输电线路全线路的抗冰能力评估。\n ③提出了一种新型的输电线路覆冰灾害预警方法。\n 对我国冰区典型输电线路进行抗冰能力评估，根据输电塔-线体系抗冰能力评估的结果，确定了输电塔-线体系的极限承载能力，及其薄弱环节，在抗冰能力评估的基础上研究了覆冰灾害预警阈值的精细化划分方法，同时针对冰灾预警中覆冰观测环节存在的不足，提出了一种能够在人工巡查线路时，辅助实现线路覆冰厚度快速准确测量的方法，为冰灾预警提供更加准确的观冰数据。\n 综上所述，本文采用参数化设计方法研究并开发了输电塔-线体系快速建模系统，基于有限元法研究了输电塔-线体系抗冰能力评估的方法，应用塔-线体系快速建模系统实现了全线路的抗冰能力评估，基于抗冰能力评估结果研究了覆冰灾害预警阈值的划分方法，研制了一种便携式的覆冰观测仪器和方法，为输电线路抗冰改造、覆冰在线监测设备的安装以及冰灾预警提供了参考依据。

关键词： 层次型网络   取能电源   数据融合   输电线路覆冰   在线监测系统   无线传感器网络  

摘要： 输电线路是电力系统中最重要的组成部分之一，它的运行状况直接决定着整个电力系统的稳定和安全。随着智能电网建设的加快推进，旨在保证输电线路可靠运行的输电线路在线监测技术也得到了快速的发展和应用。特别是多发的冰雪灾害对电网造成的严重影响，促使输电线路覆冰在线监测技术成为近年来社会各界的研究热点。\n 本文以输电线路覆冰情况的监测为目标，在分析现有输电线路覆冰在线监测系统不足的基础上，提出了一种基于Zigbee技术的层次型无线传感器网络作为输电线路覆冰在线监测系统数据传输与通讯网络。其主要内容包括:\n 首先对基于无线传感器网络的覆冰在线监测系统进行整体结构设计，并分析了该网络在整个系统中的主要功能和工作方式。然后对网络中传感器节点进行软、硬件设计，其中硬件部分包括节点上微处理器模块、Zigbee无线通讯模块、数据采集模块和基于双电源的供电模块的电路及接口设计:软件部分首先利用C语言对各节点数据采集、接收和发送过程进行程序设计，接着设计了层次型无线传感器网络的中各层网络组网及节点入网过程、并分析了网络中节点地址分配机制和节点间的通讯机制。在完成硬件和软件设计的基础之上，在实验室利用Zigbee节点和PC搭建网络测试平台对所设计网络的组网进行组网测试，并通过测试平台可视化界面对网络中数据传输结果的进行查看。最后根据网络特点及系统监测数据要求设计了簇内先分类后融合、簇间采用融合数组的数据融合方法，并通过网络测试平台和Matlab软件对所设计的数据融合方法进行实验仿真。\n 通过组网测试和数据融合仿真的结果可知，本文设计的层次型无线传感器网络能够成功组网并传输数据，网络中数据融合的方法能提高数据采集的有效性和降低数据采集的延时。将该网络应用于输电线路覆冰监测系统可以降低系统的运行成本，扩大系统的网络覆盖范围从而提高系统数据传输的可靠性。

关键词： 输电线路   覆冰状态监测   遗传算法   优化BP神经网络   MATLAB仿真  

摘要： 输电线路覆冰一直是威胁电网安全稳定运行的重要因素。近些年来，北美和欧洲等地区均多次发生输电线路覆冰灾害。2008年我国南方出现大范围的雨雪冰冻天气。恶劣的低温雨雪冰冻天气过程给电网带来了巨大的影响和冲击，全国有13个省（区、市）电力系统运行受到影响，170个县（市）停电，造成国家电网公司直接财产损失达104.5亿元。其主要原因是输电线路覆冰厚度太大以及无法及时预测输电线路覆冰的厚度。\n 本文首先介绍了输电线路覆冰的机理以及影响覆冰的因素。其次分析了主要融冰的技术及措施，并以陕西电网为例介绍了融冰技术的实际应用，在以上基础上建立了输电线路覆冰预测模型，并提出了基于优化BP神经网络的输电线路覆冰预测模型和基于优化支持向量机的输电线路覆冰预测模型，并利用Matlab对上述模型进行仿真，将其预测效果进行了比较，得出了GA-SVR模型不管在预测精度、预测时间和建模时间上都优于其他模型，能有效提高输电线路覆冰预测的精度。论文最后设计了输电线路覆冰状态监测系统，监测的内容有绝缘子串拉力、绝缘子串倾斜角、温度、湿度、雨量、风速、风向、大气压力和视频图片等。利用本文设计的输电线路覆冰状态监测系统及预测模型能给融冰工作提供及时有效的依据，从而降低覆冰对输电线路的危害以及损失。

关键词： 覆冰荷载   输电线路   结构可靠性   力学特性  

摘要： 近年来，覆冰灾害事故在全国各地时有发生，给电网公司和国民经济带来了不可估量的损失，为了确保输电系统的正常运行，研究输电塔-线体系在可能发生的极端覆冰天气下输电杆塔的可靠性以及断线工况下杆塔动力特性具有一定的实用价值。\n 本文采用了有限元法来研究覆冰环境下输电塔的力学特性，运用ANSYS软件进行结构分析，建立了塔架的有限元模型，考虑了材料非线性来研究结构在弹塑性阶段的力学性能，也考虑结构几何非线性来研究结构的大变形对结构力学性能的影响，分析得到了杆塔的极限承载冰厚。\n 针对目前输电杆塔结构可靠性分析存在的难点，本文将基于有限元非线性屈曲分析得到的结构极限承载力与杆塔可靠性分析结合起来，从结构整体响应出发去评估覆冰作用下杆塔的安全性。结构可靠度分析选取南方某段输电线路为分析对象，建立了该段线路的输电塔-线体系有限元模型并进行极限承载力分析，找出该段线路的薄弱杆塔，以材料的弹性模量和强度的样本值为基础循环计算得到了薄弱杆塔极限承载力的样本，以该样本得到了杆塔的极限承载能力的分布类型及其参数，最后运用一次二阶矩法，结合极限状态方程计算了薄弱杆塔在不同工况下的可靠度。\n 针对断线分析，本文建立了单个耐张段模型，并进行了覆冰有风环境下的单根导线断线分析，提取了耐张段中每基杆塔的位移响应及底座的支座顺线向反力，并选取了每一基杆塔上的主材提取了轴力时间曲线，最后进行了冲击系数的计算分析。通过对数据进行整理分析，分析了断线后各基杆塔的变形趋势，比较了各基塔的动力响应。\n 综上所述，通过本文的研究将有助于设计人员在设计时让杆塔布置更加经济合理，同时在线路改造时也能提供一些有益的参考。

关键词： 输电线路覆冰   模糊系统   神经网络   模糊神经网络   覆冰预测  

摘要： 随着全球极端气候现象频繁发生，我国电网覆冰灾害不断加剧，覆冰影响范围也日益扩大，造成的危害也越来越严重。为此，论文以国家自然科学基金项目输电导线覆冰预测模型的理论与试验研究为依托，选定输电线路导线覆冰生长预测模型的理论研究为课题。通过对该课题的研究，提高输电线路覆冰厚度预测的精度，为覆冰厚度的预测提供必要的理论依据。实时掌握输电线路的覆冰状况对保障电网的安全、稳定以及可靠运行具有重要的实际意义和指导作用。 首先，论文分析了导线覆冰的成因、条件和过程；介绍了覆冰的种类；研究了影响输电线路覆冰的主要因素以及覆冰对输电线路的危害。 其次，模糊系统和神经网络都是对人的智能的一种模拟，它们均可从给定的系统输入——输出数据中建立系统的非线性模型。论文针对导线覆冰的复杂性、非线性结构等特点，根据模糊系统和神经网络的相关原理和学习算法，分别建立了基于模糊系统和神经网络的覆冰生长预测模型，并通过MATLAB仿真分析和预测验证了这两种方法的有效性。从预测结果来看在导线覆冰生长预测模型中，单纯依靠模糊系统或神经网络并不能达到很好的预测效果，因此将模糊系统与神经理论结合，建立了基于模糊神经网络的覆冰生长预测模型。该模型克服了模糊系统本身没有自适应能力和神经网络不能很好表达人脑推理功能的缺点，从而具备了较高的可靠性。 最后，对比分析了论文中建立的四种模型的预测结果，结果表明：基于模糊神经网络生长预测模型的预测精度最高，其实际覆冰厚度与覆冰厚度预测值之间的误差小于2.5mm；RBF网络次之，其预测误差小于4mm；模糊系统的预测误差小于5mm；BP网络相对而言最差，预测误差小于6mm。因此模糊神经网络是最适合预测输电线路导线覆冰生长的模型，可以较真实地反映输电线路现场覆冰情况。

关键词： 架空输电线路   大跨越工程   跨越塔   施工   工艺导则   安全措施  

标准号: DL/T 5288-2013

摘要： 本导则适用于220kV及以上架空输电线路大跨越工程全高在100m及以上的自立式钢结构跨越塔组立施工。