一种金具内部线股损伤程度分析方法及相关装置制造方法及图纸

本申请公开了一种金具内部线股损伤程度分析方法及相关装置，1)通过对比不同温度下的线股力学性能和实际受力之间的数值关系，确定对应不同损伤程度的线股特征温度，根据线股本体的特征温度，结合有限元仿真方法计算对应的金具表面温度，从而明确检测装置感温阈值；2)以不同温度下的线股最小破断力和线路的最大允许轴向拉力之间的关系作为判断依据，以此找出线路不同断股程度的特征温度；3)判定短时热缺陷的热量来自于金具和线路接触位置的接触电阻焦耳热、击穿放电的电弧热，排列的断股顺序是从最贴近金具的线股开始，从外到内。解决了现有技术无法判断金具内部线股损伤程度和定点判断金具内部的线股局部缺陷情况、且准确性较差的问题。性较差的问题。性较差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种金具内部线股损伤程度分析方法及相关装置


[0001]本申请涉及电力电缆状态分析
，尤其涉及一种金具内部线股损伤程度分析方法及相关装置。

技术介绍

[0002]架空输电线路通过接续金具、连接金具悬挂于杆塔上。由于金具内部接触面脏污和铜铝电化学腐蚀等原因，接触电阻较大，有异常电流流过或者接触状态恶劣的情况下，容易造成连接部位局部温度过高，形成输电线路的热缺陷。热缺陷容易造成导线、地线损伤断股等事故。对于输电线路热缺陷，电网运维部门主要运用无人机红外巡线和人工巡检方式进行检测。而现行的无人机红外测温与人工检测方法都是定期巡检，无法做到对输电线路热缺陷实时的长周期在线监测。
[0003]为实现对线路热缺陷的全方位检测，排查架空输电线路潜在安全风险，需要研发一种针对于金具内部短时热缺陷的检测装置，使装置能够感知金具内部出现的短时高温，并且对线股在短时高温作用下的损伤程度作出相应的判断。目前，已有应用于输电螺栓、悬垂线夹等金具的热缺陷感温检测产品，但是这些产品的感温动作值是按照传统的输电线路热缺陷的相关规程来确定，只能对规程当中认为的、规定的热缺陷温度做出响应，不能实现对于热缺陷造成的线股损伤程度的检测。进一步地，现有的线股损伤检测方法主要为振动检测法，依靠线路本体的力学特性实现检测功能，主要应用于一个甚至多个线路档距的线路本体力学损伤情况检测，无法确切捕捉线股的具体损伤位置，无法应用于力学条件复杂的金具内部的损伤检测。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种金具内部线股损伤程度分析方法及相关装置，用于解决现有技术无法判断金具内部线股损伤程度、无法定点判断金具内部的线股局部缺陷情况、且准确性较差的技术问题。
[0005]有鉴于此，本申请第一方面提供了一种金具内部线股损伤程度分析方法，所述方法包括：
[0006]S1、计算包含n根线股的线路整体和单根线股在常温常态下的最小破断力F
A
和F
a
，基于最小破断力F
A
和F
a
计算线路整体的断股数量m，以及计算单根线股的最大允许平均受力F
b(m)
；
[0007]S2、计算温度T对应的线股抗拉强度R
T
，从而计算单根线股在温度T时的最小破断力F
a,T
；
[0008]S3、对最大允许平均受力F
b(m)
和最小破断力F
a,T
进行比较分析，当最小破断力F
a,T
大于最大允许平均受力F
b(m)
，则调整温度T后返回步骤S2，当最小破断力F
a,T
不大于最大允许平均受力F
b(m)
，则判定线股为拉断状态，并将温度T作为特征温度T
c(m)
；
[0009]S4、根据断股数量m对断股所在位置进行标记；并建立线路
‑
金具局部几何模型，设
置短时激励I(t)输入到有限元仿真模型计算，得到标记的断股m所在线股截面平均温度T
avr(m)
；
[0010]S5、比较线股截面平均温度T
avr(m)
和特征温度T
c(m)
，当线股截面平均温度T
avr(m)
小于特征温度T
c(m)
，则重新调整短时激励I(t)后返回步骤S4进行仿真计算，当线股截面平均温度T
avr(m)
不小于特征温度T
c(m)
，则得到特征激励I
m
(t)，并计算检测装置感温阈值T
m
；
[0011]S6、输出断股数量m、特征激励I
m
(t)和检测装置感温阈值T
m
。
[0012]可选地，所述计算包含n根线股的线路整体和单根线股在常温常态下的最小破断力F
A
和F
a
，基于最小破断力F
A
和F
a
计算线路整体的断股数量m，以及计算单根线股的最大允许平均受力F
b(m)
，具体包括：
[0013]计算包含n根线股的线路整体和单根线股在常温常态下的最小破断力F
A
和F
a
，根据线路整体的最小破断力F
A
计算线路整体的最大允许轴向拉力F
B
，根据线路整体的最大允许轴向拉力F
B
计算线路的最大允许断股数量N；
[0014]基于所述最大允许断股数量N确定线路整体的断股数量m；并根据所述断股数量m、所述最大允许轴向拉力F
B
计算单根线股的最大允许平均受力F
b(m)
。
[0015]可选地，所述计算温度T对应的线股抗拉强度R
T
，从而计算单根线股在温度T时的最小破断力F
a,T
，具体包括：
[0016]根据折减系数计算温度T对应的线股抗拉强度R
T
，根据线股抗拉强度R
T
和线股截面积和线股数量计算单根线股在温度T时的最小破断力F
a,T
。
[0017]可选地，所述根据断股数量m对断股所在位置进行标记，具体包括：
[0018]假设：线路短时热缺陷的温度特征是从最贴近金具的线股开始升温，越接近金具接触面的线股温度越高，越靠近中间的线股温度越低，最中心的一根线股温度最低；且在短时热缺陷这一情况下，线路断股顺序是从外圈最靠近金具的线股开始，越靠中心断股越晚，最中心的一根线股最晚断裂；
[0019]则：基于上述假设，并根据断股数量m对断股所在位置进行标记，得到断股m。
[0020]本申请第二方面提供一种金具内部线股损伤程度分析系统，所述系统包括：
[0021]第一计算单元，用于计算包含n根线股的线路整体和单根线股在常温常态下的最小破断力F
A
和F
a
，基于最小破断力F
A
和F
a
计算线路整体的断股数量m，以及计算单根线股的最大允许平均受力F
b(m)
；
[0022]第二计算单元，用于计算温度T对应的线股抗拉强度R
T
，从而计算单根线股在温度T时的最小破断力F
a,T
；
[0023]第一分析单元，用于对最大允许平均受力F
b(m)
和最小破断力F
a,T
进行比较分析，当最小破断力F
a,T
大于最大允许平均受力F
b(m)
，则调整温度T后触发第二计算单元，当最小破断力F
a,T
不大于最大允许平均受力F
b(m)
，则判定线股为拉断状态，并将温度T作为特征温度T
c(m)
；
[0024]第三计算单元，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金具内部线股损伤程度分析方法，其特征在于，包括：S1、计算包含n根线股的线路整体和单根线股在常温常态下的最小破断力F
A
和F
a
，基于最小破断力F
A
和F
a
计算线路整体的断股数量m，以及计算单根线股的最大允许平均受力F
b(m)
；S2、计算温度T对应的线股抗拉强度R
T
，从而计算单根线股在温度T时的最小破断力F
a,T
；S3、对最大允许平均受力F
b(m)
和最小破断力F
a,T
进行比较分析，当最小破断力F
a,T
大于最大允许平均受力F
b(m)
，则调整温度T后返回步骤S2，当最小破断力F
a,T
不大于最大允许平均受力F
b(m)
，则判定线股为拉断状态，并将温度T作为特征温度T
c(m)
；S4、根据断股数量m对断股所在位置进行标记；并建立线路
‑
金具局部几何模型，设置短时激励I(t)输入到有限元仿真模型计算，得到标记的断股m所在线股截面平均温度T
avr(m)
；S5、比较线股截面平均温度T
avr(m)
和特征温度T
c(m)
，当线股截面平均温度T
avr(m)
小于特征温度T
c(m)
，则重新调整短时激励I(t)后返回步骤S4进行仿真计算，当线股截面平均温度T
avr(m)
不小于特征温度T
c(m)
，则得到特征激励I
m
(t)，并计算检测装置感温阈值T
m
；S6、输出断股数量m、特征激励I
m
(t)和检测装置感温阈值T
m
。2.根据权利要求1所述的金具内部线股损伤程度分析方法，其特征在于，所述计算包含n根线股的线路整体和单根线股在常温常态下的最小破断力F
A
和F
a
，基于最小破断力F
A
和F
a
计算线路整体的断股数量m，以及计算单根线股的最大允许平均受力F
b(m)
，具体包括：计算包含n根线股的线路整体和单根线股在常温常态下的最小破断力F
A
和F
a
，根据线路整体的最小破断力F
A
计算线路整体的最大允许轴向拉力F
B
，根据线路整体的最大允许轴向拉力F
B
计算线路的最大允许断股数量N；基于所述最大允许断股数量N确定线路整体的断股数量m；并根据所述断股数量m、所述最大允许轴向拉力F
B
计算单根线股的最大允许平均受力F
b(m)
。3.根据权利要求1所述的金具内部线股损伤程度分析方法，其特征在于，所述计算温度T对应的线股抗拉强度R
T
，从而计算单根线股在温度T时的最小破断力F
a,T
，具体包括：根据折减系数计算温度T对应的线股抗拉强度R
T
，根据线股抗拉强度R
T
和线股截面积和线股数量计算单根线股在温度T时的最小破断力F
a,T
。4.根据权利要求1所述的金具内部线股损伤程度分析方法，其特征在于，所述根据断股数量m对断股所在位置进行标记，具体包括：假设：线路短时热缺陷的温度特征是从最贴近金具的线股开始升温，越接近金具接触面的线股温度越高，越靠近中间的线股温度越低，最中心的一根线股温度最低；且在短时热缺陷这一情况下，线路断股顺序是从外圈最靠近金具的线股开始，越靠中心断股越晚，最中心的一根线股最晚断裂；则：基于上述假设，并根据断股数量m对断股所在位置进行标记，得到断股m。5.一种金具内部线股损伤程度分析系统，其特征在于，包括：第一计算单元，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红发，程绍兵，王荣鹏，陈清江，董志聪，周华敏，戴征献，王金城，吴毅江，齐国良，罗应文，聂文翔，夏敏，黄哲，关伟良，周一，丘思华，胡小慢，王灵坤，陈佳健，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司中山供电局，
类型：发明
国别省市：