1.一种架空输电导线的载流量计算方法,其特征在于,包括:
获取架空输电导线所在空间的实时环境参数、线路结构参数和导线参数,通过无人机两次采集架空输电导线的点云数据;
基于架空输电导线的实时环境参数,计算安装工况下架空输电导线的温度T1、应力σ01和比载γ1;根据温度T1、应力σ01和比载γ1,计算无人机第一次采集点云数据时架空输电导线的实时导线温度T2和实时导线应力σ02;根据架空输电导线的实时导线温度T2和实时导线应力σ02,计算无人机第二次采集点云数据时架空输电导线的实时应力σ03;通过无人机两次采集的点云数据对实时应力σ03进行参数校正,得到由吸热系数αs、辐射散热系数εs、导线设计安全系数KSecurity组成的最优参数组合(αs, εs, KSecurity);
基于架空输电导线的线路结构参数和导线参数,计算单位长度导线的辐射散热功率Wr、对流散热功率Wc和日照吸热功率Ws;联立辐射散热功率Wr、对流散热功率Wc和日照吸热功率Wr,得到载流量计算模型;
将最优参数组合(αs, εs, KSecurity)输入载流量计算模型得到架空导线的最大允许载流量Imax。
2.如权利要求1所述的一种架空输电导线的载流量计算方法,其特征在于,所述环境参数包括:环境温度、环境风速和风向、大气清洁程度和天气情况;
所述线路结构参数包括:挂线点处海拔高度;
所述导线参数包括:导线外径、导线截面积、导线温度20℃时的直流电阻和导线温度20℃时的电阻温度系数。
3.如权利要求1所述的一种架空输电导线的载流量计算方法,其特征在于,所述计算安装工况下输电导线的应力σ01,其公式为:其中,RTS为导线的额定拉断力,KSecurity为导线设计安全系数,A为导线截面积;
所述计算安装工况下输电导线的比载γ1,其公式为:
其中,m为导线单位长度重量,g为重力加速度,A为导线截面积。
4.如权利要求1所述的一种架空输电导线的载流量计算方法,其特征在于,所述计算无人机第一次采集点云数据时输电导线的实时导线温度T2,其公式为:所述计算无人机第一次采集点云数据时输电导线的实时导线应力σ02,其公式为:根据输电导线的实时导线温度T2和实时导线应力σ02,计算无人机第二次采集点云数据时输电导线的实时应力σ03,其公式为:其中,T1为安装工况下输电导线的温度,σ01为安装工况下输电导线的应力,γ1为安装工况下输电导线的比载,E为导线的弹性模量,α为温度线膨胀系数,σ02为无人机第一次采集点云数据时输电导线的实时导线应力,γ2为无人机第一次采集点云数据时输电导线的比载,σ03为无人机第二次采集点云数据时输电导线的实时应力,fm2为弧垂,T2‑T3为输电导线的温差,β为高差角,L为档距,γ3为无人机第二次采集点云数据时输电导线的比载。
5.如权利要求1所述的一种架空输电导线的载流量计算方法,其特征在于,所述计算单位长度导线的辐射散热功率Wr,其公式为:其中,D为导线外径,σ为Stefan‑Boltzmann常数,εs为辐射散热系数,Ts为导线长期最高允许运行温度,Ta为环境温度,π为圆周率。
6.如权利要求1所述的一种架空输电导线的载流量计算方法,其特征在于,所述计算单位长度导线的对流散热功率Wc,其公式为:自然对流散热功率:
强制对流散热可根据雷诺数Re的不同,进一步细分为低、高风速下的对流散热:当0.1≤Re≤1000时:
当1000<Re≤50000时:
其中,ρair为考虑海拔高度的空气密度,Ts为导线长期最高允许运行温度,Ta为环境温度,Kangle为风向角因子,Re为雷诺数,kair为空气导热系数,D为导线外径;
取3种情况的最大值作为最终的对流散热功率Wc,即:Wc = max (Wc0, WcL, WcH)。
7.如权利要求1所述的一种架空输电导线的载流量计算方法,其特征在于,所述计算单位长度导线的日照吸热功率Ws,其公式为:其中,αs为导线表面的吸热系数,Qse为日照辐射强度,β为太阳光入射的有效角,A’为单位长度导线的投影面积,Weather为天气因子。
8.如权利要求7所述的一种架空输电导线的载流量计算方法,其特征在于,所述导线表面的吸热系数αs的取值为:光亮的新线为0.35~0.46;旧线或涂黑色防腐剂的线为0.9~
0.95;
所述天气因子Weather的取值为:对于晴朗的白天为1,对于阴天、雨天或者夜晚为0;
所述单位长度导线的投影面积A’的计算公式为:
A’=D
其中,D为导线外径。
9.如权利要求1所述的一种架空输电导线的载流量计算方法,其特征在于,所述联立辐射散热功率Wr、对流散热功率Wc和日照吸热功率Ws,其公式为:其中,Wc为单位长度导线的对流散热功率,Wr为单位长度导线的辐射散热功率,Ws为单位长度导线的日照吸热功率,R(T)s 为导线长期最高允许运行温度Ts时的交流电阻。