一種人工氣候室導(dǎo)線覆冰厚度測(cè)量與等值換算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種人工氣候室導(dǎo)線覆冰厚度測(cè)量與等 值換算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 受特殊的地理氣候特點(diǎn)影響，中國(guó)南方地區(qū)及少數(shù)北方地區(qū)電網(wǎng)冰凍災(zāi)害頻發(fā)， 為掌握電網(wǎng)覆冰特征規(guī)律，為電網(wǎng)抗冰工作提供理論依據(jù)，國(guó)內(nèi)外的相關(guān)學(xué)者在人工氣候 室開展了輸電線路導(dǎo)線覆冰增長(zhǎng)試驗(yàn)研究工作。該試驗(yàn)研究的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作是測(cè)量導(dǎo)線的 覆冰厚度。
[0003] 然而，目前常用的導(dǎo)線覆冰厚度的測(cè)量主要有兩種方法：一種方法為直接用卡尺 等測(cè)量工具測(cè)量導(dǎo)線的覆冰厚度，該種測(cè)量方法忽略了導(dǎo)線的不均勻覆冰，且未考慮霧繼、 混合般密度存在的差別，其厚度非等值冰厚；另一種方法為將單位體積的冰融化，通過測(cè)量 融化后的水的體積，換算成冰的體積，然后再計(jì)算出導(dǎo)線冰厚，該種測(cè)量方法得出的冰厚較 為精確，但是不能進(jìn)行連續(xù)覆冰試驗(yàn)，即；覆冰一次只能測(cè)量一次，不能在導(dǎo)線覆冰過程中 不斷的測(cè)量覆冰厚度的變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)傳統(tǒng)導(dǎo)線覆冰測(cè)量方法不能連續(xù)測(cè)量冰厚的問 題，提供了一種人工氣候室導(dǎo)線覆冰厚度測(cè)量與等值換算方法，使用該方法可W快速、連續(xù) 的測(cè)量導(dǎo)線的覆冰厚度，測(cè)量方法簡(jiǎn)便、高效，易于實(shí)現(xiàn)。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0006] 一種人工氣候室導(dǎo)線覆冰厚度測(cè)量與等值換算方法，包括W下步驟：
[0007](1)、計(jì)算導(dǎo)線半徑、測(cè)量導(dǎo)線的質(zhì)量與長(zhǎng)度：
[0008] 根據(jù)導(dǎo)線的橫截面積S。，計(jì)算導(dǎo)線的半徑r，計(jì)算公式如下：
[0009] r二 ;
[0010] 利用天平測(cè)量導(dǎo)線質(zhì)量M。，采用皮卷尺測(cè)量導(dǎo)線長(zhǎng)度L;
[0011] (2)、對(duì)導(dǎo)線實(shí)施覆冰；
[0012] 將導(dǎo)線布置在人工氣候室的導(dǎo)線架上，將人工氣候室的溫度調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)溫度，開 始噴淋o°c的雨水，使導(dǎo)線開始覆冰；
[0013] (3)、測(cè)量與換算導(dǎo)線覆冰質(zhì)量；
[0014] 導(dǎo)線覆冰達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，將導(dǎo)線架上的導(dǎo)線取下，測(cè)量覆冰后的導(dǎo)線質(zhì)量Ml,貝。 導(dǎo)線覆冰質(zhì)量為Ml-M。；
[0015] (4)、計(jì)算導(dǎo)線覆冰體積V;
[0016] 根據(jù)質(zhì)量為體積和密度的乘積的關(guān)系，計(jì)算導(dǎo)線上的覆冰體積V;
[0017] V= (Mi-M〇) /P
[001引式中P為覆冰密度；
[0019] 巧）、計(jì)算導(dǎo)線覆冰厚度：
[0020] 根據(jù)等值覆冰厚度計(jì)算（等值覆冰厚度是指將所覆的冰換算成標(biāo)準(zhǔn)圓柱形后的 厚度）覆冰體積V:
[0021] V = 31 * ((r+d) 2-r2) *L
[0022] 式中d為導(dǎo)線覆冰厚度；
[0023] 將上式和步驟（4)中的覆冰體積V計(jì)算公式聯(lián)立，得到導(dǎo)線覆冰厚度d為：
[0024]
[0025] 上述的人工氣候室導(dǎo)線覆冰厚度測(cè)量與等值換算方法，還包括W下步驟；將測(cè)量 后的導(dǎo)線重新置于人工氣候室，重復(fù)步驟（2)~步驟巧），對(duì)導(dǎo)線實(shí)施多次覆冰，記錄相關(guān) 數(shù)據(jù)，連續(xù)測(cè)量導(dǎo)線覆冰厚度。
[0026] 所述步驟（2)中的預(yù)設(shè)溫度和步驟（3)中的預(yù)設(shè)時(shí)間根據(jù)所研究的氣候條件確 定。
[0027] 所述步驟似中的預(yù)設(shè)溫度為-5 °C。
[0028] 所述步驟（3)中的預(yù)設(shè)時(shí)間為1小時(shí)。
[0029] 本發(fā)明的有益效果是：
[0030] 1、本發(fā)明提出了一種人工氣候室導(dǎo)線覆冰厚度測(cè)量與等值換算方法，可在覆冰過 程中，連續(xù)地測(cè)量導(dǎo)線的覆冰厚度，為掌握導(dǎo)線覆冰增長(zhǎng)過程提供大量精確、翔實(shí)的數(shù)據(jù)， 并分析導(dǎo)線的覆冰規(guī)律、指導(dǎo)電網(wǎng)抗冰工作提供理論依據(jù)。
[0031] 2、采用本發(fā)明技術(shù)可W快速、準(zhǔn)確的進(jìn)行導(dǎo)線等值覆冰厚度的測(cè)量與計(jì)算工作。
[0032] 3、本發(fā)明提出的導(dǎo)線覆冰厚度換算方法與傳統(tǒng)的將單位體積的冰融化，通過測(cè)量 融化后的水的體積，換算成冰的體積，然后再計(jì)算出導(dǎo)線冰厚的測(cè)量方法相比，可實(shí)現(xiàn)連續(xù) 覆冰厚度測(cè)量，無需重新覆冰，縮短了覆冰試驗(yàn)時(shí)間，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
[0033] 4、本發(fā)明提出的導(dǎo)線覆冰厚度換算方法，計(jì)算量小，現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)便易行，為導(dǎo)線覆 冰試驗(yàn)研究提供一種簡(jiǎn)便的方法。
[0034] 5、本發(fā)明提供的方法，大大提高了導(dǎo)線覆冰試驗(yàn)的工作效率，減輕了技術(shù)人員的 試驗(yàn)工作強(qiáng)度，對(duì)電網(wǎng)防冰技術(shù)研究工作起到了重要推動(dòng)作用。
[00巧]5、本發(fā)明提供的方法，能夠根據(jù)所研究的氣候條件確定人工氣候室的溫度和導(dǎo)線 覆冰時(shí)間，能夠適用于不同氣候條件的研究，為不同地區(qū)在不同氣候條件下的導(dǎo)線覆冰增 長(zhǎng)規(guī)律研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
【具體實(shí)施方式】
[0036] W下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0037] 本發(fā)明提供了一種人工氣候室導(dǎo)線覆冰厚度測(cè)量與等值換算方法，包括W下步 驟：
[0038] (1)、計(jì)算導(dǎo)線半徑、測(cè)量導(dǎo)線的質(zhì)量與長(zhǎng)度：
[0039] 根據(jù)導(dǎo)線的橫截面積S。，計(jì)算導(dǎo)線的半徑r，計(jì)算公式如下：
[0040]
[0041] 利用天平測(cè)量導(dǎo)線質(zhì)量M。，采用皮卷尺測(cè)量導(dǎo)線長(zhǎng)度L;
[0042] (2)、對(duì)導(dǎo)線實(shí)施覆冰；
[0043] 將導(dǎo)線布置在人工氣候室的導(dǎo)線架上，將人工氣候室的溫度調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)溫度，開 始噴淋〇°C的雨水，使導(dǎo)線開始覆冰；
[0044](3)、測(cè)量與換算導(dǎo)線覆冰質(zhì)量：
[0045] 導(dǎo)線覆冰達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，將導(dǎo)線架上的導(dǎo)線取下，測(cè)量覆冰后的導(dǎo)線質(zhì)量Ml,貝。 導(dǎo)線覆冰質(zhì)量為Mi-M。；
[0046] (4)、計(jì)算導(dǎo)線覆冰體積V:
[0047] 根據(jù)質(zhì)量為體積和密度的乘積的關(guān)系，計(jì)算導(dǎo)線上的覆冰體積V:
[0048]V= (Mi-M〇) /P
[0049] 式中P為覆冰密度；
[0050] 巧）、計(jì)算導(dǎo)線覆冰厚度：
[0051] 根據(jù)等值覆冰厚度計(jì)算（等值覆冰厚度是指將所覆的冰換算成標(biāo)準(zhǔn)圓柱形后的 厚度）覆冰體積V;
[0052] V= 31 * ((r+d) 2-r2) *1
[0053] 式中d為導(dǎo)線覆冰厚度；
[0054] 將上式和步驟（4)中的覆冰體積V計(jì)算公式聯(lián)立，得到導(dǎo)線覆冰厚度d為：
[00巧]
[0056] 上述的人工氣候室導(dǎo)線覆冰厚度測(cè)量與等值換算方法，還包括W下步驟；將測(cè)量 后的導(dǎo)線重新置于人工氣候室，重復(fù)步驟（2)~步驟巧），對(duì)導(dǎo)線實(shí)施多次覆冰，記錄相關(guān) 數(shù)據(jù)，連續(xù)測(cè)量導(dǎo)線覆冰厚度。
[0057] 所述步驟（2)中的預(yù)設(shè)溫度和步驟（3)中的預(yù)設(shè)時(shí)間根據(jù)所研究的氣候條件確 定。
[0058] 實(shí)施例1;
[0059]W電網(wǎng)常用的LGJ-400/50型導(dǎo)線進(jìn)行覆冰試驗(yàn)為例。
[0060] (1)、導(dǎo)線半徑的換算。
[0061] 根據(jù)導(dǎo)線的橫截面積S。為400平方毫米，計(jì)算出導(dǎo)線的半徑r為：
[0062]
[0063] 導(dǎo)線質(zhì)量與長(zhǎng)度測(cè)量。
[0064] 采用天平測(cè)量試驗(yàn)用LGJ-400/50型導(dǎo)線質(zhì)量M。為1. 511千克。采用皮卷尺測(cè)量 導(dǎo)線的長(zhǎng)度L為1.00米。
[0065](2)、對(duì)導(dǎo)線實(shí)施覆冰。
[0066] 將導(dǎo)線布置在人工氣候的導(dǎo)線架上，調(diào)節(jié)溫度至-5°C左右，開始噴淋0°C左右的 雨水，使導(dǎo)線開始覆冰。
[0067](3)、導(dǎo)線覆冰質(zhì)量測(cè)量與換算。
[0068] 導(dǎo)線覆冰達(dá)1小時(shí)左右，將導(dǎo)線架上的導(dǎo)線取下，測(cè)量覆冰后的導(dǎo)線質(zhì)量Ml為 3. 245千克，則導(dǎo)線覆冰質(zhì)量為Mb= 3. 245 - 1.511 = 1.734千克。
[0069] (4)、導(dǎo)線覆冰體積換算。
[0070] 由于質(zhì)量為體積和密度的乘積，因此導(dǎo)線上的覆冰體積為：
[0071] V= 1. 7：34/900 = 0. 00193 立方米。
[0072] 巧）、導(dǎo)線覆冰厚度換算。
[0073] 根據(jù)等值覆冰厚度的計(jì)算原則；等值覆冰厚度為將所覆的冰換算成標(biāo)準(zhǔn)圓柱形后 的厚度。由此計(jì)算出導(dǎo)線的覆冰厚度為：
[0074]
[00巧](6)重復(fù)進(jìn)行導(dǎo)線覆冰和覆冰厚度換算。
[0076] 將測(cè)量后的導(dǎo)線重新置于人工氣候室進(jìn)行覆冰，重復(fù)上述（2)~（5)步驟，每隔1 小時(shí)測(cè)量繼續(xù)覆冰后的導(dǎo)線質(zhì)量，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)、換算新的導(dǎo)線覆冰厚度，為導(dǎo)線覆冰增長(zhǎng) 規(guī)律研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種人工氣候室導(dǎo)線覆冰厚度測(cè)量與等值換算方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 、計(jì)算導(dǎo)線半徑、測(cè)量導(dǎo)線的質(zhì)量與長(zhǎng)度： 根據(jù)導(dǎo)線的橫截面積\，計(jì)算導(dǎo)線的半徑r，計(jì)算公式如下： r ~; 利用天平測(cè)量導(dǎo)線質(zhì)量凡，采用皮卷尺測(cè)量導(dǎo)線長(zhǎng)度L; (2) 、對(duì)導(dǎo)線實(shí)施覆冰： 將導(dǎo)線布置在人工氣候室的導(dǎo)線架上，將人工氣候室的溫度調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)溫度，開始噴 淋〇°C的雨水，使導(dǎo)線開始覆冰； (3) 、測(cè)量與換算導(dǎo)線覆冰質(zhì)量： 導(dǎo)線覆冰達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，將導(dǎo)線架上的導(dǎo)線取下，測(cè)量覆冰后的導(dǎo)線質(zhì)量札，則導(dǎo)線 覆冰質(zhì)量為札-M。； (4) 、計(jì)算導(dǎo)線覆冰體積V: 根據(jù)質(zhì)量為體積和密度的乘積的關(guān)系，計(jì)算導(dǎo)線上的覆冰體積V: V = (M「M0)/p 式中P為覆冰密度； (5) 、計(jì)算導(dǎo)線覆冰厚度： 根據(jù)等值覆冰厚度計(jì)算（等值覆冰厚度是指將所覆的冰換算成標(biāo)準(zhǔn)圓柱形后的厚度） 覆冰體積V: V =ji* ((r+d) 2_r2)*L 式中d為導(dǎo)線覆冰厚度； 將上式和步驟（4)中的覆冰體積V計(jì)算公式聯(lián)立，得到導(dǎo)線覆冰厚度d為：2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工氣候室導(dǎo)線覆冰厚度測(cè)量與等值換算方法，其特征在 于，還包括以下步驟：將測(cè)量后的導(dǎo)線重新置于人工氣候室，重復(fù)步驟（2)~步驟（5)，對(duì)導(dǎo) 線實(shí)施多次覆冰，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，連續(xù)測(cè)量導(dǎo)線覆冰厚度。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工氣候室導(dǎo)線覆冰厚度測(cè)量與等值換算方法，其特征在 于，所述步驟（2)中的預(yù)設(shè)溫度和步驟（3)中的預(yù)設(shè)時(shí)間根據(jù)所研宄的氣候條件確定。4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的人工氣候室導(dǎo)線覆冰厚度測(cè)量與等值換算方 法，其特征在于，所述步驟（2)中的預(yù)設(shè)溫度為-5°C。5. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的人工氣候室導(dǎo)線覆冰厚度測(cè)量與等值換算方 法，其特征在于，所述步驟（3)中的預(yù)設(shè)時(shí)間為1小時(shí)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種人工氣候室導(dǎo)線覆冰厚度測(cè)量與等值換算方法，包括以下步驟：(1)、計(jì)算導(dǎo)線半徑、測(cè)量導(dǎo)線質(zhì)量與長(zhǎng)度；(2)、對(duì)導(dǎo)線實(shí)施覆冰；(3)、測(cè)量與換算導(dǎo)線覆冰質(zhì)量；(4)、計(jì)算導(dǎo)線覆冰體積；(5)、計(jì)算導(dǎo)線覆冰厚度；(6)重復(fù)步驟(2)～(5)連續(xù)計(jì)算導(dǎo)線覆冰厚度。本發(fā)明方法可以快速、連續(xù)地測(cè)量導(dǎo)線的覆冰厚度，測(cè)量方法簡(jiǎn)便、高效，易于實(shí)現(xiàn)。
【IPC分類】G01B21/08
【公開號(hào)】CN104949642
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510408183
【發(fā)明人】陸佳政, 張紅先, 李波, 方針
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司, 國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司防災(zāi)減災(zāi)中心
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年7月13日