一种人工气候室导线覆冰厚度测量与等值换算方法

一种人工气候室导线覆冰厚度测量与等值换算方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电气工程技术领域，尤其设及一种人工气候室导线覆冰厚度测量与等 值换算方法。
【背景技术】
[0002] 受特殊的地理气候特点影响，中国南方地区及少数北方地区电网冰冻灾害频发， 为掌握电网覆冰特征规律，为电网抗冰工作提供理论依据，国内外的相关学者在人工气候 室开展了输电线路导线覆冰增长试验研究工作。该试验研究的一项基础工作是测量导线的 覆冰厚度。
[0003] 然而，目前常用的导线覆冰厚度的测量主要有两种方法：一种方法为直接用卡尺 等测量工具测量导线的覆冰厚度，该种测量方法忽略了导线的不均匀覆冰，且未考虑雾繼、 混合般密度存在的差别，其厚度非等值冰厚；另一种方法为将单位体积的冰融化，通过测量 融化后的水的体积，换算成冰的体积，然后再计算出导线冰厚，该种测量方法得出的冰厚较 为精确，但是不能进行连续覆冰试验，即；覆冰一次只能测量一次，不能在导线覆冰过程中 不断的测量覆冰厚度的变化。

【发明内容】

[0004] 本发明要解决的技术问题是，针对传统导线覆冰测量方法不能连续测量冰厚的问 题，提供了一种人工气候室导线覆冰厚度测量与等值换算方法，使用该方法可W快速、连续 的测量导线的覆冰厚度，测量方法简便、高效，易于实现。
[0005] 本发明的技术方案为：
[0006] 一种人工气候室导线覆冰厚度测量与等值换算方法，包括W下步骤：
[0007](1)、计算导线半径、测量导线的质量与长度：
[0008] 根据导线的横截面积S。，计算导线的半径r，计算公式如下：
[0009] r二 ;
[0010] 利用天平测量导线质量M。，采用皮卷尺测量导线长度L;
[0011] (2)、对导线实施覆冰；
[0012] 将导线布置在人工气候室的导线架上，将人工气候室的温度调节至预设温度，开 始喷淋o°c的雨水，使导线开始覆冰；
[0013] (3)、测量与换算导线覆冰质量；
[0014] 导线覆冰达到预设时间时，将导线架上的导线取下，测量覆冰后的导线质量Ml,贝。 导线覆冰质量为Ml-M。；
[0015] (4)、计算导线覆冰体积V;
[0016] 根据质量为体积和密度的乘积的关系，计算导线上的覆冰体积V;
[0017] V= (Mi-M〇) /P
[001引式中P为覆冰密度；
[0019] 巧）、计算导线覆冰厚度：
[0020] 根据等值覆冰厚度计算（等值覆冰厚度是指将所覆的冰换算成标准圆柱形后的 厚度）覆冰体积V:
[0021] V = 31 * ((r+d) 2-r2) *L
[0022] 式中d为导线覆冰厚度；
[0023] 将上式和步骤（4)中的覆冰体积V计算公式联立，得到导线覆冰厚度d为：
[0024]
[0025] 上述的人工气候室导线覆冰厚度测量与等值换算方法，还包括W下步骤；将测量 后的导线重新置于人工气候室，重复步骤（2)~步骤巧），对导线实施多次覆冰，记录相关 数据，连续测量导线覆冰厚度。
[0026] 所述步骤（2)中的预设温度和步骤（3)中的预设时间根据所研究的气候条件确 定。
[0027] 所述步骤似中的预设温度为-5 °C。
[0028] 所述步骤（3)中的预设时间为1小时。
[0029] 本发明的有益效果是：
[0030] 1、本发明提出了一种人工气候室导线覆冰厚度测量与等值换算方法，可在覆冰过 程中，连续地测量导线的覆冰厚度，为掌握导线覆冰增长过程提供大量精确、翔实的数据， 并分析导线的覆冰规律、指导电网抗冰工作提供理论依据。
[0031] 2、采用本发明技术可W快速、准确的进行导线等值覆冰厚度的测量与计算工作。
[0032] 3、本发明提出的导线覆冰厚度换算方法与传统的将单位体积的冰融化，通过测量 融化后的水的体积，换算成冰的体积，然后再计算出导线冰厚的测量方法相比，可实现连续 覆冰厚度测量，无需重新覆冰，缩短了覆冰试验时间，具有很强的实用性。
[0033] 4、本发明提出的导线覆冰厚度换算方法，计算量小，现场操作简便易行，为导线覆 冰试验研究提供一种简便的方法。
[0034] 5、本发明提供的方法，大大提高了导线覆冰试验的工作效率，减轻了技术人员的 试验工作强度，对电网防冰技术研究工作起到了重要推动作用。
[00巧]5、本发明提供的方法，能够根据所研究的气候条件确定人工气候室的温度和导线 覆冰时间，能够适用于不同气候条件的研究，为不同地区在不同气候条件下的导线覆冰增 长规律研究提供基础数据。
【具体实施方式】
[0036] W下结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
[0037] 本发明提供了一种人工气候室导线覆冰厚度测量与等值换算方法，包括W下步 骤：
[0038] (1)、计算导线半径、测量导线的质量与长度：
[0039] 根据导线的横截面积S。，计算导线的半径r，计算公式如下：
[0040]
[0041] 利用天平测量导线质量M。，采用皮卷尺测量导线长度L;
[0042] (2)、对导线实施覆冰；
[0043] 将导线布置在人工气候室的导线架上，将人工气候室的温度调节至预设温度，开 始喷淋〇°C的雨水，使导线开始覆冰；
[0044](3)、测量与换算导线覆冰质量：
[0045] 导线覆冰达到预设时间时，将导线架上的导线取下，测量覆冰后的导线质量Ml,贝。 导线覆冰质量为Mi-M。；
[0046] (4)、计算导线覆冰体积V:
[0047] 根据质量为体积和密度的乘积的关系，计算导线上的覆冰体积V:
[0048]V= (Mi-M〇) /P
[0049] 式中P为覆冰密度；
[0050] 巧）、计算导线覆冰厚度：
[0051] 根据等值覆冰厚度计算（等值覆冰厚度是指将所覆的冰换算成标准圆柱形后的 厚度）覆冰体积V;
[0052] V= 31 * ((r+d) 2-r2) *1
[0053] 式中d为导线覆冰厚度；
[0054] 将上式和步骤（4)中的覆冰体积V计算公式联立，得到导线覆冰厚度d为：
[00巧]
[0056] 上述的人工气候室导线覆冰厚度测量与等值换算方法，还包括W下步骤；将测量 后的导线重新置于人工气候室，重复步骤（2)~步骤巧），对导线实施多次覆冰，记录相关 数据，连续测量导线覆冰厚度。
[0057] 所述步骤（2)中的预设温度和步骤（3)中的预设时间根据所研究的气候条件确 定。
[0058] 实施例1;
[0059]W电网常用的LGJ-400/50型导线进行覆冰试验为例。
[0060] (1)、导线半径的换算。
[0061] 根据导线的横截面积S。为400平方毫米，计算出导线的半径r为：
[0062]
[0063] 导线质量与长度测量。
[0064] 采用天平测量试验用LGJ-400/50型导线质量M。为1. 511千克。采用皮卷尺测量 导线的长度L为1.00米。
[0065](2)、对导线实施覆冰。
[0066] 将导线布置在人工气候的导线架上，调节温度至-5°C左右，开始喷淋0°C左右的 雨水，使导线开始覆冰。
[0067](3)、导线覆冰质量测量与换算。
[0068] 导线覆冰达1小时左右，将导线架上的导线取下，测量覆冰后的导线质量Ml为 3. 245千克，则导线覆冰质量为Mb= 3. 245 - 1.511 = 1.734千克。
[0069] (4)、导线覆冰体积换算。
[0070] 由于质量为体积和密度的乘积，因此导线上的覆冰体积为：
[0071] V= 1. 7：34/900 = 0. 00193 立方米。
[0072] 巧）、导线覆冰厚度换算。
[0073] 根据等值覆冰厚度的计算原则；等值覆冰厚度为将所覆的冰换算成标准圆柱形后 的厚度。由此计算出导线的覆冰厚度为：
[0074]
[00巧](6)重复进行导线覆冰和覆冰厚度换算。
[0076] 将测量后的导线重新置于人工气候室进行覆冰，重复上述（2)~（5)步骤，每隔1 小时测量继续覆冰后的导线质量，记录相关数据、换算新的导线覆冰厚度，为导线覆冰增长 规律研究提供基础数据。
【主权项】
1. 一种人工气候室导线覆冰厚度测量与等值换算方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 、计算导线半径、测量导线的质量与长度： 根据导线的横截面积\，计算导线的半径r，计算公式如下： r ~; 利用天平测量导线质量凡，采用皮卷尺测量导线长度L; (2) 、对导线实施覆冰： 将导线布置在人工气候室的导线架上，将人工气候室的温度调节至预设温度，开始喷 淋〇°C的雨水，使导线开始覆冰； (3) 、测量与换算导线覆冰质量： 导线覆冰达到预设时间时，将导线架上的导线取下，测量覆冰后的导线质量札，则导线 覆冰质量为札-M。； (4) 、计算导线覆冰体积V: 根据质量为体积和密度的乘积的关系，计算导线上的覆冰体积V: V = (M「M0)/p 式中P为覆冰密度； (5) 、计算导线覆冰厚度： 根据等值覆冰厚度计算（等值覆冰厚度是指将所覆的冰换算成标准圆柱形后的厚度） 覆冰体积V: V =ji* ((r+d) 2_r2)*L 式中d为导线覆冰厚度； 将上式和步骤（4)中的覆冰体积V计算公式联立，得到导线覆冰厚度d为：2. 根据权利要求1所述的人工气候室导线覆冰厚度测量与等值换算方法，其特征在 于，还包括以下步骤：将测量后的导线重新置于人工气候室，重复步骤（2)~步骤（5)，对导 线实施多次覆冰，记录相关数据，连续测量导线覆冰厚度。3. 根据权利要求1所述的人工气候室导线覆冰厚度测量与等值换算方法，其特征在 于，所述步骤（2)中的预设温度和步骤（3)中的预设时间根据所研宄的气候条件确定。4. 根据权利要求1~3中任一项所述的人工气候室导线覆冰厚度测量与等值换算方 法，其特征在于，所述步骤（2)中的预设温度为-5°C。5. 根据权利要求1~3中任一项所述的人工气候室导线覆冰厚度测量与等值换算方 法，其特征在于，所述步骤（3)中的预设时间为1小时。
【专利摘要】本发明公开了一种人工气候室导线覆冰厚度测量与等值换算方法，包括以下步骤：(1)、计算导线半径、测量导线质量与长度；(2)、对导线实施覆冰；(3)、测量与换算导线覆冰质量；(4)、计算导线覆冰体积；(5)、计算导线覆冰厚度；(6)重复步骤(2)～(5)连续计算导线覆冰厚度。本发明方法可以快速、连续地测量导线的覆冰厚度，测量方法简便、高效，易于实现。
【IPC分类】G01B21/08
【公开号】CN104949642
【申请号】CN201510408183
【发明人】陆佳政, 张红先, 李波, 方针
【申请人】国家电网公司, 国网湖南省电力公司, 国网湖南省电力公司防灾减灾中心
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月13日