(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111462594.4 (22)申请日 2021.12.02 (71)申请人 国网甘肃省电力公司 地址 730030 甘肃省兰州市城关区北滨河 东路8号 申请人 国网甘肃省电力公司经济技 术研究 院 (72)发明人 李惠庸　薛国斌　胡安龙　夏懿　 冯燕军　魏勇　李婧　靳攀润　 李麟鹤　平常　李万伟　张建辉　 张伟　陈庆胜　尚志鹏　孙长昊　 万小花　李敏　孙亚璐　梁魁　 曹喆　王小文　 (74)专利代理 机构 北京高文律师事务所 1 1359 代理人 高超(51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种用于 输电线荷载监测的计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于输电线荷载监测的 计算方法， 具体包括以下步骤： 确定架空输电线 的物理力学参数及材料参数， 并定义坐标系； 安 装分布式光纤， 记录两个的光纤初始安装长度 λ0、 初始安装温度T0及安装位置等初始参数； 通 过两个分布式光纤实时测量其对应的2段局部输 电线的温度T和 变形Δv1、 Δv2等原始输入参量； 修正输入参量； 将修正后的输入参量ΔvE1、 ΔvE2 代入本发明模型得a、 b、 c、 ε等四个参数； 根据求 解的四个参数， 求解出输电线的风荷载qw和冰荷 载qs。 本发明模型考虑因素全面， 故精度和计算 效率较高， 且可实时监测。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 114139421 A 2022.03.04 CN 114139421 A 1.一种用于 输电线荷载监测的计算方法， 其特 征在于， 所述计算模型包括以下步骤： 步骤S1， 首 先确定架空输电线的物理力学参数及材 料参数， 并定义 坐标系； 步骤S2， 安装分布式光纤， 记录两个的光纤初始安装长度λ0、 初始安装温度T0及安装位 置x1、 x11、 x12、 x2、 x21、 x22； 步骤S3， 通过两个分布式光纤实时监测任意时刻t其对应的2段局部输电线的温度T和 变形Δv1、 Δv2； 步骤S4， 修正输入参量。 对测得的Δv1、 Δv2进行修正去除由于温度变化引起的部分Δ vT1、 ΔvT2， 从而得出本发明模型的直接 输入参量ΔvE1、 ΔvE2； 步骤S5， 将修 正后的输入参 量ΔvE1、 ΔvE2及初始参数x1、 x2、 Δx1、 Δx2代入下式： 式中： L为输电线水平跨距； h为竖直高差； ΔvE1、 ΔvE2为两个修正后得输入 参量， 其表示 两个分布光纤测得的变形 中的弹性变形部分； x1、 x2为两个光纤的水平坐标， Δx1、 Δx2为两 个光纤的水平长度； 而a、 b、 c为悬链线系数； 此外， 其中： H为悬链线上任一 点的水平力； E为输电线弹性模量； A为输电线横截面积； 求解上式方程组4元4次方程组， 解得a、 b、 c、 ε 四个未知参数； 步骤S6， 基于本发明模型求得的a、 b、 c、 ε， 将其分别代入 公式求出输电线的等效 总均布荷载q； 步骤S7， 根据S6中求解的总荷载q结合S3中实时监测的输电线风偏角 η得出风荷载qw和 覆冰荷载qs。 2.如权利要求1所述的一种用于输电线荷载监测的计算方法， 其特征在于， 所述物理力 学参数及材料参数包括软导线的水平档距L， 垂直高差h， 导线初始横截面积A， 弹性模量E， 导线的线膨胀系数R。 3.如权利要求2所述的一种用于输电线荷载监测的计算方法， 其特征在于， 所述步骤S2 中， Δx1＝x12‑x11权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114139421 A 2Δx2＝x22‑x21。 4.如权利要求3所述的一种用于输电线荷载监测的计算方法， 其特征在于， 所述的步骤 S3中， 分布式光纤实时监测的变形Δv1、 Δv2包含弹性变形与温度变化引起的变形两部分， 即Δv1＝ΔvE1+ΔvT1,Δv2＝ΔvE2+ΔvT2， 式中： ΔvE1、 ΔvE2为两个分布式光纤测得的局部变 形中的弹性变形部分； ΔvT1、 ΔvT2为两个分布式光纤测得的局部变形中的温度 变化引起的 变形部分。 5.如权利要求4所述的一种用于输电线荷载监测的计算方法， 其特征在于， 所述的步骤 S4中， 对测得的Δv1、 Δv2进行修正,去除ΔvT1、 ΔvT2， 得出输入参量ΔvE1、 ΔvE2， 即ΔvE1＝ Δv1‑ΔvT1,ΔvE2＝Δv2+ΔvT2； 温度引起的局部变形的计算公式为： ΔvT＝ λ0R(T‑T0)； 则修正Δv1、 Δv2为ΔvE1、 ΔvE2所利用的计算公式为： ΔvE1＝Δv1‑λ0R(T‑T0)、 ΔvE2＝Δ v2‑λ0R(T‑T0)； 式中： λ0为光纤初始安装长度； R为输电线的线膨胀系数； T为任意时刻 输电线的温度； T0 为光纤安装时输电线温度。 6.如权利要求5所述的一种用于输电线荷载监测的计算方法， 其特征在于， 所述步骤S7 中， 根据总荷载q结合 风偏角 η得 出风荷载qw和覆冰荷载qs， 其具体求 解公式包括： 当无风无雪天气时， 总荷载即自重荷载qg： qg＝q1； 式中： q1为无风雪天气下反馈的总平面荷载； 无风有雪时， 覆冰荷载qs为： qs＝q2‑qg； 式中： q2为无风有雪天气下反馈的总平面荷载； qg为输电线的自重荷载； 风雪天气下， 风荷载qw为： qw＝q3cos η； 式中： q3为风雪天气下反馈的总平面荷载； η表示 风雪天气时输电线的风偏角； 覆冰荷载qs为： qs＝q3sin η‑qg； 式中： q3为风雪天气下反馈的总平面荷载； qg为输电线的自重荷载； η表示风雪 天气时输 电线的风偏角。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114139421 A 3