架空输电线路覆冰厚度预测技术研究
架空输电线路覆冰问题研究
架空输电线路覆冰问题研究摘要：架空输电线路覆冰对电网有着很大的危害，进而对电网运营和经济发展造成很大的负面影响，导线发生覆冰后易；诱发舞动，其脱冰引发的导线跳跃也容易致使断线、倒塔等事故发生。
为使高压电网安全可靠地运行；对输电线路覆冰形成机理的研究以及覆冰荷栽下的力学研究是一个重要课题。
关键词：架空输电线路；覆冰问题；研究1覆冰形成原因和过程导线覆冰首先是由气象条件决定的，是受温度、湿度、冷暖空气对流、环流以及风等因素决定的综合物理现象。
云中或雾中的水滴在0℃或更低时与输电线路导线表面碰撞并冻结时，覆冰现象就产生了。
覆冰按形成条件及性质可分为A、B、C、D、E五种类型。
A型称雨凇覆冰，是在冻雨期发生于低海拔地区的覆冰，持续时间一般较短，环境温度接近冰点，风相当大，积冰透明，在导线上的粘合力很强，冰的密度很高，雨凇覆冰是混合凇覆冰的初级阶段，由于冻雨持续期一般较短，因此，导线覆冰为纯粹的雨凇覆冰的情况相对较少。
B型称混合凇，当温度在冰点以下，风比较猛时，则形成混合凇。
在混合凇覆冰条件下，水滴冻结比较弱，积冰有时透明，有时不透明，冰在导线上粘合力很强。
导线长期暴露于湿气中，便形成混合凇。
混合凇是一个复合覆冰过程，密度较高，生长速度快，对导线危害特别严重。
C型称软雾凇，是由于山区低层云中含有的过冷水滴，在极低温度与风速较小情况下形成的。
这种积冰呈白色、不透明、晶状结构、密度小，在导线上附着力相当弱。
最初的结冰是单向的，由于导线机械失衡，逐渐围绕导线均匀分布，在此情况下，这种冰对导线一般不构成威胁。
D型和E型分别为白霜、雪，白霜是空气中湿气与0℃以下的物体接触时，湿气往冷物体表面凝合形成的，白霜在导线上的粘结力十分微弱，即使是轻轻地振动，也可以使白霜脱离所粘结导线的表面，与其他类型覆冰相比，白霜基本不对导线构成严重危害。
导线覆冰的基本物理过程是严冬或初春季节，当气温下降至-5～0℃，风速为3～15m/s时，如遇大雾或毛毛雨，首先将在导线上形成雨凇，这时如果气温再升高，雨凇则开始融化，如天气继续转晴，则覆冰过程就停止；这时如果天气骤然变冷，出现雨雪天气，冻雨和雪则在粘结强度较高的雨凇面上迅速增长，形成较厚的冰层；如温度继续下降至-15～-8℃，原有冰层外则积覆雾凇。
电网覆冰研究分析报告
电网覆冰研究分析报告电网覆冰研究分析报告引言2022年，一场百年罕见的大面积覆冰影响了我国南方大局部地区的十几个省。
由于持续的雨雪冰冻天气，导致输电线路大面积覆冰，输电铁塔不堪重负倒塌断线，电力设施遭到前所未有的破坏，供电线路大范围中断，给人民的生产生活造成了巨大的灾害和损失，直接经济损失超过干亿元。
针对我国的覆冰灾害情况，为减少输电线路覆冰事故的发生，有效保障电力系统的平安运行，应加强探索输电线路覆冰机理、覆冰外绝缘故障机理、有效的防冰、除冰方法、大电网覆冰在线监测与诊断方法，开展电网覆冰在线评估、预警与决策方法等方面的研究。
1 架空导线覆冰影响因素研究覆冰往往因为导线截面形状改变以及线路冰、风荷载增加而导致高压输电线舞动、断线、倒塔，引起重大事故。
迄今架空导线外表覆冰机理与防冰措施仍是未得到有效解决的科学技术难题，受到国内外研究者和工程技术人员的广泛关注。
架空导线外表覆冰是受到众多环境、气象和物理因素影响的复杂过程，主要包括：(1)气候和气象条件的不同会导致线路覆冰以雾凇、积雪、雨淞和结霜等不同形式出现，其中雨淞(光滑透明的覆冰)因密度大、附着力强而危害最大，处理最困难。
不同的覆冰形式具有不同物性，其中最重要的是密度，造成架空导线不同程度的附加载荷和危害。
覆冰本身物性的差异还会对覆冰形成过程的结冰速率、冰形以及融冰所需能量等产生重要影响。
(2)自然条件下，自然风除了会造成覆冰线路的舞动和驰振外，对覆冰形成过程以及最终的冰形也存在重要影响。
(3)对于高压输电线路而言，除了电流产生的焦耳热效应对导线热平衡的影响外，不同电场强度对极性过冷水滴在导线附近的运动轨迹存在复杂的影响，进而影响到导线覆冰的结构和冰形。
研究说明，电场对导线覆冰的影响和电场强度有关。
由于电场的极化，电场强度越高，碰撞率越高，造成导线覆冰增加，冰的密度增大。
2 覆冰导致输变电设备外绝缘故障的机理研究覆冰等自然灾害导致输变电设备外绝缘闪络机理的研究始于污秽放电的研究。
一种架空输电线覆冰厚度的传感监测方案和实验验证
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输电导线覆冰预测模型的理论与试验研究
输电导线覆冰预测模型的理论与试验研究
该项目为国家自然科学基金、国家中小企业科技创新基金、中国博士后科学基金、中国博士后科学基金等资助项目。
覆冰作为一种特殊的气象条件，曾给世界各地许多架空线路的安全运行造成严重影响。
课题组首次开展了输电线路覆冰雪预警系统的总体设计、并在力传感器设计、覆冰雪力学计算模型等方面取得了创新性成果，实现了对线路覆冰雪的定量测量，且通过输电线路覆冰雪远程图像监测，直观给出现场的覆冰雪情况，实现了对线路覆冰雪的定性分析。
项目依托人工气候室、覆冰区安装运行覆冰融冰监控系统和雨淞塔覆冰参数综合测试平台等条件开展覆冰机理研究。
提出了覆冰影响深度分析法，量化分析了导线覆冰的突出影响因素；基于现场覆冰数据和覆冰突出因素分析，建立了基于模糊逻辑理论的覆冰厚度预测模型；利用覆冰实验数据建立液滴、气象条件与导线覆冰之间的流体分析模型，提出一种能够预测导线覆冰形状、密度及重量的覆冰生长预测模型；通过人工气候室和各种现场覆融冰监测平台，实现对覆冰生长预测模型的验证。
研究成果为导线覆冰机理研究、线路覆冰监测、线路融冰抗冰设计等提供基础理论支持，出不应用到基于气象条件的冰灾预测和各大电网冰区图绘制工作。
项目组在国内外发表学术论文20余篇，获得国家发明专利授权3项。
翻译出版《电网的大气覆冰(AtmosphericIcingofPowerNetwork)》一书。
实际覆冰与预测覆冰数据
覆冰在线监测系统安装现场。
架空输电线路导线覆冰厚度计算
架空输电线路导线覆冰厚度计算摘要：随着我的锅电力企业的不断发展，输电线路安全问题日益突出。
对无冰状态下导线的各个参量以及最大弧垂和悬挂点倾角的进行计算，得出在覆冰条件下垂直线路的竖向垂直比载，分析悬挂点导线施加到杆塔上的张力，得出导线覆冰的截面积，进而得出作用于杆塔的导线垂直荷载和杆塔所承受的导线覆冰冰重以及导线覆冰标准冰厚。
该算法所需测量数据少，可为输电线路覆冰分析提供数据。
关键词：架空线路；杆塔；导线覆冰引言架空输电线路从低压到高压，乃至现在的超高压、特高压，经历了一个不断升压的过程。
在电网电压等级不断升高的过程中，电网频繁受到了恶劣天气影响，发生大大小小的无数次电网事故，严重影响了电网安全运行。
2008年的冰灾事故导致大面积停电和部分电网解列，使得湘赣、云贵、江浙等地电网出现不同程度的冰闪跳闸和断线倒塔。
这些事故往往都伴随着恶劣的天气、困难的交通，加之停电导致通信中断，抢修难度大，严重时甚至会造成区域电网崩溃、长时间停电，不仅给人们的生活带来极大不便，而且给电网的建设、维护带来极大的经济损失。
鉴于此，本文对导线覆冰的力学模型进行论述分析，并结合分析出的覆冰数据和在线监测系统所测数据对湖南地区已运行线路的抗冰、防护进行研究分析，从而为湖南电网的抗冰工作提供参考。
1覆冰在线监测装置技术比较1.1图像等效判别法在杆塔上安装视频装置，拍摄导线上的覆冰形状，利用GPRSCDMA或自建无线数据接力传输系统等方式将图片传输到后台，利用导线固有的几何尺寸，采用微积分的方法计算覆冰面积，再换算到等效覆冰厚度。
这种方法简单易行，但不能真实反映导线等值覆冰状况，例如：导线不同部位覆冰的不均匀性，冰的密度（0.9g/cm3）换算等。
1.2称重法将拉力传感器替换球头挂环，直接测量在一个垂直档距内导线的质量，利用风速、风向和倾角传感器，计算出风阻系数和绝缘子串的倾斜分量，采用排除法，最终得出覆冰质量，再用0.9g/cm3的密度换算为等值覆冰厚度。
输电线路绝缘子覆冰预测及防护方法综述
输电线路绝缘子覆冰预测及防护方法综述摘要：架空输电线路是电力输送的重要通道。
随着我国电网规模的不断扩大，架空输电线路的数量日益增长。
近年来，极端恶劣天气频繁，输电线路覆冰灾害事故频发，据统计，覆冰灾害引起的线路故障占比高达３７％。
因此，对输电线路覆冰预测模型进行研究，利用覆冰预测模型对输电线路覆冰厚度进行准确预测，对于减少覆冰灾害损失和提高供电可靠性具有重要意义。
本文对输电线路绝缘子覆冰预测及防护方法进行分析，以供参考。
关键词：输电线路；覆冰监测；覆冰风险预测引言输电线路覆冰会引起闪络、舞动、断线、倒塔等事故，威胁电力系统的安全稳定运行，由于我国地形地貌多样，输电线路多数要通过严寒地区。
因此，开展输电线路覆冰厚度预测研究对于减少线路遭受覆冰灾害，提高电力系统稳定性具有重要意义。
国内外研究人员针对覆冰预测模型开展了深入研究。
覆冰模型主要分为基于覆冰机理的数学物理模型，如Makkonen模型雾凇覆冰模型等，此类方法在预测精度上较高，但某些参数在实际观测中不易测量。
另一类是基于实际历史数据的统计模型，如BP神经网络、支持向量机回归模型及其优化算法等，但人工神经网络对样本需求量大，易陷入局部最优解，支持向量机适用于小样本且泛化能力较强，得到许多学者的重视。
采用粒子群算法优化SVM参数，并预测覆冰厚度，但模型误差较高，预测精度不足。
上述模型虽然能较准确地预测线路的覆冰厚度，但都没有考虑各影响因素的权重，不能准确地预测覆冰现象。
1覆冰厚度预测模型1.1数据预处理（1）去除异常数据依据输电线路形成覆冰的条件去除实测数据中的异常数据。
（2）线性插值对于缺失数据，利用线性插值使数据具有更好的连续性与平滑性，保证预测结果的准确性。
（3）数据归一化由于影响输电线路覆冰厚度的因素众多，且各因素数据的单位量纲不同，为避免不同数据集的值相距较大。
1.2数据选取及灰色关联度分析线路覆冰现实情况比较复杂，如果根据实际情况选择输入变量，则预测模型影响因素较多，使模型效率下降，学习时间变长；若过于简化输入量的个数，则导致模型预测准确性降低等问题。
架空输电线路覆冰生长模型及其关键参数研究
架空输电线路覆冰生长模型及其关键参数研究架空输电线路覆冰生长模型及其关键参数研究摘要：架空输电线路在寒冷地区经常遭遇冰雪的覆盖，这会导致输电线路的安全性和可靠性下降。
为了确保架空输电线路的正常运行，研究人员需要深入了解冰雪覆盖对输电线路的影响。
本文通过对架空输电线路覆冰生长模型及其关键参数的研究进行了详细介绍，并提出了一种有效的方法来评估覆冰对输电线路的潜在影响。
1. 引言架空输电线路是将电能从发电厂输送到消费者的重要部分。
然而，在寒冷地区，架空输电线路常常遭遇冰雪的覆盖，这会导致线路载荷能力降低、导线与地面的安全间距减小以及冰覆盖带来的负荷振动等问题。
因此，对于架空输电线路的冰雪覆盖的生长模型及其关键参数的研究对确保输电线路的安全运行至关重要。
2. 架空输电线路覆冰生长模型通过研究冰雪的物理特性以及架空输电线路的结构特点，可以建立起合理的覆冰生长模型。
覆冰生长模型可以帮助我们预测冰雪在输电线路上的分布和生长速度，为运维人员提供准确的决策依据。
在研究中，我们采用了融雪过程的数学方程和冰雪覆盖的平衡公式来构建覆冰生长模型。
3. 架空输电线路覆冰关键参数的研究在覆冰生长模型中，关键参数的准确度对模型的预测能力起到决定性的作用。
因此，本文对覆冰关键参数进行了详细的研究。
关键参数包括环境温度、湿度、风速、节点构型等。
通过实地观测和实验室测试，我们测量了这些参数，并将其应用于模型中进行验证和校准。
4. 关键参数对覆冰生长模型的影响通过研究关键参数对覆冰生长模型的影响，我们发现不同的参数对覆冰生长具有不同的作用。
例如，环境温度对冰雪生长速度有着显著的影响，温度越低，冰雪生长速度越快。
风速对冰雪的形态和分布也具有重要影响。
这些发现对于制定合理的防冰措施和提高输电线路的抗冰能力具有重要意义。
5. 架空输电线路覆冰模型的应用通过对覆冰生长模型和关键参数的研究，我们可以对架空输电线路的覆冰状况进行准确预测，并制定相应的防冰措施。
架空输电线路覆冰观测研究
架空输电线路覆冰观测研究摘要：当前电力行业发展速度较快，架空输电线路安全稳定运行与供电系统运行效果之间具有密切联系，由于架空输电线路运行过程中，其自身具备特殊性特点，经常会遭受到覆冰闪络问题影响。
所以，电力企业在实际发展过程中，为加强架空输电线路运行水平与安全性，需相关部门与工作人员提高对覆冰闪络问题重视程度，开展覆冰观测工作，研究覆冰自身特点，提高电网系统自身防冰闪能力与水平，避免覆冰闪络问题对架空输电线路正常运行造成影响。
因此，本文主要针对架空输电线路覆冰观测工作进行分析和研究，并提出科学合理的建议。
关键词：架空形式；输电线路；覆冰观测；控制措施；分析研究现阶段各个地区在实际发展过程中，普遍会出现冰雪灾害问题，但针对覆冰现象，会对电网建设和电网系统安全运行造成严重影响，导致电网系统运行过程中，出现安全方面问题，这在电网建设工作中占据重要位置。
但依照相关调查数据显示，我国当前虽针对覆冰问题开展观测和记录工作，但由于相关数据经常会遭受到地形因素影响，导致数据出现不准确问题，不能够满足电网建设和运行工作需求和标准。
在这样的情况下，需国家相关部门与工作人员提高对架空输电线路覆冰观测工作重视程度，采取科学合理优化措施，加强观测数据准确性，避免对架空输电线路稳定运行造成影响，促进架空输电线路能够安全运行，充分发挥其自身的作用和价值，满足人们日常生活中需求和标准。
1.观冰点选址工作人员在明确观冰点位置时，需依照工程设计方案中标准和自然环境发展的特点，设置先进化观测仪器设备，并在观冰点位置设立观冰架，配备可移动式气象观测仪。
依照相关调查数据显示，我国当前多数企业在开展覆冰观测工作时，普遍会将观冰点选择在覆冰区域。
针对观测资料，体现出当地地区地形覆冰特点，由于观测设施操作非常简单，能够促进观冰点位置调整也非常容易，促进架空输电线路覆冰观测能够顺利开展。
另外，观冰点能够建立在不同位置，所以，在设置观冰点时，工作人员需依照当地地区地形发展状况和特点，明确准确观冰点位置。
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架空输电线路覆冰厚度预测技术研究
架空输电线路覆冰厚度预测技术研究
摘要：架空输电线路由于恶劣的天气条件往往会出现覆冰现象，这给线路的正常运行带来了严重的影响。
因此，研究架空输电线路覆冰厚度的预测技术对于确保电网的安全运行至关重要。
本文通过对现有的架空输电线路覆冰厚度预测技术的综述，总结出常见的预测方法，并结合实际应用，提出了新的改进方法。
一、引言
架空输电线路的覆冰是指线路导线上附着的覆冰层。
当遇到寒冷的气候条件时，导线表面上的悬挂水滴会冷冻成冰。
如果冰不能迅速融化，导线上将形成覆冰层，增加了导线的重量和风力作用。
严重的覆冰会导致导线过弯、断裂或者断路，进而造成输电线路的故障。
二、常见的架空输电线路覆冰厚度预测方法
1. 数学模型方法：通过建立数学模型，根据气象条件、导线
材料、线路参数等因素，预测覆冰厚度。
这种方法可以提供较为准确的预测结果，但需要准确的输入参数和复杂的计算过程。
2. 统计方法：通过历史数据和统计分析，探索覆冰厚度与气
象条件之间的关系，并使用统计方法进行预测。
该方法简单易行，但受到历史数据可靠性和适用性的限制。
3. 基于人工智能的方法：利用人工智能技术，通过大量的样
本数据学习和分析，建立覆冰厚度预测模型。
这种方法可以自动提取相关特征，并能适应不同的环境条件，但对于样本数据的需求较高。
三、改进架空输电线路覆冰厚度预测技术
在现有的预测方法的基础上，我们提出了一种改进的技术，以提高覆冰厚度预测的准确性和实用性。
1. 结合气象雷达数据：利用气象雷达数据可以实时获取大范
围的降水信息，包括降雨类型、降水强度等。
将气象雷达数据与输电线路信息结合起来，可以更准确地预测覆冰厚度。
2. 引入机器学习方法：利用机器学习算法，对大量的历史数
据进行分析学习，建立覆冰厚度预测模型。
通过引入气象数据、导线材料信息等多种因素，可以提高预测的准确性。
3. 实时监测和反馈：利用现代无线通信技术，结合传感器和
监测设备，实时监测覆冰厚度，并将数据传输到中央控制中心。
根据实时监测结果，及时采取措施，减轻覆冰对线路的影响。
四、测试结果与分析
通过实际线路的覆冰测试数据与预测结果进行对比分析，验证了我们提出的改进技术的有效性。
结果表明，改进技术能够更准确地预测覆冰厚度，为电网运营提供了有力的支持。
五、结论
本文通过对现有的架空输电线路覆冰厚度预测技术的综述，提出了一种新的改进方法。
该方法结合气象雷达数据、机器学习算法和实时监测反馈技术，能够提高覆冰厚度的预测准确性。
进一步的研究可以通过优化算法和增加样本数据来进一步改善预测模型的性能，为确保电网运行安全提供更可靠的预测技术支持
综合以上研究和分析结果，本文提出的改进方法结合气象雷达数据、机器学习算法和实时监测反馈技术，能够提高架空输电线路覆冰厚度的预测准确性。
通过实时获取大范围的降水信息以及引入多种因素的考虑，预测模型能够更准确地预测覆
冰厚度，为电网运营提供有力的支持。
此外，通过与实际测试数据进行对比分析，验证了改进技术的有效性。
进一步的研究可以进一步优化算法和增加样本数据，以提升预测模型的性能和可靠性。
本文的研究成果具有实际应用价值，为确保电网运行安全提供了更可靠的预测技术支持。