《輸電線路安全風(fēng)險(xiǎn)多工況智能評(píng)估導(dǎo)則》

ICS29.240.20

F29

備案號(hào)：

中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

DL/Txxx-202X

輸電線路安全風(fēng)險(xiǎn)多工況智能評(píng)估導(dǎo)則

Guidelinesforintelligentassessmentofsafetyrisksforoverhead

transmissionlinesinmultipleworkingconditions

（征求意見稿）

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實(shí)施

國(guó)家能源局發(fā)布

DL/Txxx－202x

II

DL/Txxx－202x

輸電線路安全風(fēng)險(xiǎn)多工況智能評(píng)估導(dǎo)則

1范圍

本文件規(guī)定了架空輸電線路典型工況安全距離風(fēng)險(xiǎn)、數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理要求、安全風(fēng)險(xiǎn)智能評(píng)估以

及評(píng)估報(bào)告要求。

本文件適用于110（66）kV及以上交流和直流架空輸電線路多工況下安全距離及導(dǎo)線應(yīng)力風(fēng)險(xiǎn)智能

評(píng)估，35kV架空線路可參照使用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB5006166kV及以下架空電力線路設(shè)計(jì)規(guī)范

GB50545110kV~750kV架空線路設(shè)計(jì)規(guī)范

GB506651000KV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范

DL/T741架空輸電線路運(yùn)行規(guī)程

架空輸電線路電氣設(shè)計(jì)規(guī)程（報(bào)批稿）

3術(shù)語(yǔ)和定義

DL/T741界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

多工況multipleworkingconditions

指線路運(yùn)行的多種典型工況，包括高溫、高負(fù)荷、大風(fēng)、覆冰及其組合工況。

3.2

多工況安全風(fēng)險(xiǎn)智能評(píng)估intelligentassessmentofsafetyrisksinmultipleworking

conditions

根據(jù)輸電線路相關(guān)信息建立線路矢量化模型，針對(duì)多工況，自動(dòng)計(jì)算輸電線路相間、導(dǎo)地線與桿塔、

導(dǎo)地線與地物之間安全距離及導(dǎo)地線應(yīng)力，評(píng)估輸電線路安全距離及導(dǎo)地線應(yīng)力存在的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3

采集工況scanningcondition

點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集作業(yè)時(shí)的輸電線路環(huán)境及運(yùn)行信息，包括環(huán)境溫度、風(fēng)速風(fēng)向、日照強(qiáng)度、覆冰厚度、

導(dǎo)線溫度、電流等。

3.4

模擬工況simulationcondition

模擬的輸電線路環(huán)境及運(yùn)行信息，包括環(huán)境溫度、風(fēng)速風(fēng)向、日照強(qiáng)度、覆冰厚度、導(dǎo)線溫度、電

流等。

4典型工況安全風(fēng)險(xiǎn)

1

DL/Txxx－202x

典型工況下，線路運(yùn)行及環(huán)境引起的安全風(fēng)險(xiǎn)見表1所示。

表1典型工況及其安全風(fēng)險(xiǎn)

典型工況風(fēng)險(xiǎn)原因風(fēng)險(xiǎn)形式

高溫環(huán)境高溫導(dǎo)致弧垂增大與地物安全距離不足

高負(fù)荷線路高負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致弧垂增大與地物安全距離不足

線路相間、線路與桿塔、線路與地物

風(fēng)荷載導(dǎo)致線路弧垂增大及導(dǎo)線飄蕩

單一工況大風(fēng)安全距離不足

應(yīng)力增大超出設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍

冰荷載導(dǎo)致線路弧垂增大與地物安全距離不足

覆冰

應(yīng)力增大超出設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍

風(fēng)荷載及環(huán)境高溫導(dǎo)致線路弧垂增大，大風(fēng)導(dǎo)線路相間、線路與桿塔、線路與地物

大風(fēng)高溫致導(dǎo)線飄蕩安全距離不足

應(yīng)力增大超出設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍

風(fēng)荷載及線路高負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致線路弧垂增大，線路相間、線路與桿塔、線路與地物

組合工況大風(fēng)高負(fù)荷大風(fēng)導(dǎo)致導(dǎo)線飄蕩安全距離不足

應(yīng)力增大超出設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍

風(fēng)荷載及冰載荷導(dǎo)致線路弧垂增大，大風(fēng)導(dǎo)致線路相間、線路與桿塔、線路與地物

大風(fēng)覆冰導(dǎo)線飄蕩安全距離不足

應(yīng)力增大超出設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍

5數(shù)據(jù)要求與處理

5.1數(shù)據(jù)要求

5.1.1點(diǎn)云數(shù)據(jù)

5.1.1.1宜采用直升機(jī)、無(wú)人機(jī)、地基雷達(dá)等作業(yè)方式采集線路及通道內(nèi)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，750kV、1000kV、

±660kV、±800kV、±1100kV架空輸電線路的通道范圍應(yīng)自兩側(cè)邊相導(dǎo)線向外延伸不少于75m，其他電

壓等級(jí)架空線路通道范圍應(yīng)自兩側(cè)邊相導(dǎo)線向外延伸不少于50m。

5.1.1.2點(diǎn)云密度不宜低于50點(diǎn)/m2，應(yīng)完整覆蓋桿塔、導(dǎo)地線、交叉跨越、植被等地表以上物體，桿

塔、絕緣子、導(dǎo)地線及掛點(diǎn)、塔基輪廓應(yīng)完整、清晰，激光掃描獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)平面及高程絕對(duì)精度不

應(yīng)低于±15cm，平面和高程相對(duì)精度不應(yīng)低于±5cm。

5.1.2臺(tái)賬信息

5.1.2.1多工況分析所需的線路臺(tái)賬信息應(yīng)包括導(dǎo)地線參數(shù)、電壓等級(jí)、檔距、高差、桿塔號(hào)、桿塔坐

標(biāo)、桿塔類型、呼高、分裂數(shù)、運(yùn)行年限。

5.1.2.2導(dǎo)地線參數(shù)應(yīng)包括導(dǎo)線和地線的型號(hào)、總截面積、外徑、鋼芯直徑、每千米電阻、計(jì)算破斷力、

單位長(zhǎng)度質(zhì)量、彈性系數(shù)、線脹系數(shù)、電阻溫度系數(shù)。

5.1.3工況參數(shù)

2

DL/Txxx－202x

多工況安全風(fēng)險(xiǎn)智能評(píng)估包括采集工況和模擬工況，典型多工況參數(shù)需求見表2。

表2典型多工況參數(shù)需求

典型多工況

工況參數(shù)

高溫高負(fù)荷大風(fēng)覆冰大風(fēng)覆冰大風(fēng)高溫大風(fēng)高負(fù)荷

電流/導(dǎo)線溫度●●○○○●●

線路應(yīng)力○○○○○○○

覆冰厚度○○○●●○○

環(huán)境溫度●●●●●●●

環(huán)境日照強(qiáng)度●●○○○●●

風(fēng)速風(fēng)向●●●○●●●

注：“●”表示必選；“○”表示可選；“/”表示或者。

5.2數(shù)據(jù)處理

5.2.1點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理

5.2.1.1應(yīng)對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括去噪點(diǎn)、去重影、缺失值處理等。

5.2.1.2應(yīng)以線路臺(tái)賬為參照進(jìn)行桿塔號(hào)標(biāo)記，宜以兩基桿塔之間的自然檔為基本區(qū)段，并按基本區(qū)段

進(jìn)行分檔，一條線路的完整點(diǎn)云數(shù)據(jù)可由多個(gè)基本區(qū)段組成。

5.2.1.3應(yīng)對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，分類類型應(yīng)包括桿塔、導(dǎo)線、地線、絕緣子、交叉跨越線路、地面、

植被、建筑物、鐵路、公路、橋梁、河流。

5.2.2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理

應(yīng)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的缺失值、異常值、突變值進(jìn)行剔除或校正，并按時(shí)序關(guān)系進(jìn)行匹配。缺失值可采

用均值、中位數(shù)等進(jìn)行插補(bǔ)，異常值處理可采用3σ原則等進(jìn)行剔除，突變值可采用均值濾波等方法進(jìn)

行平滑處理。

5.2.3數(shù)據(jù)校驗(yàn)

應(yīng)利用點(diǎn)云、可見光等數(shù)據(jù)與臺(tái)賬數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)校驗(yàn)，若數(shù)據(jù)不匹配，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況校正相應(yīng)數(shù)

據(jù)。

6安全風(fēng)險(xiǎn)多工況智能評(píng)估

6.1評(píng)估流程

輸電線路安全風(fēng)險(xiǎn)多工況智能評(píng)估流程應(yīng)包括多工況分析模型建立、多工況模擬計(jì)算、分析評(píng)估，

詳細(xì)流程可參見附錄A。

6.2多工況分析模型建立

6.2.1多工況分析模型包含矢量化模型和預(yù)測(cè)模型，相關(guān)公式參見附錄B。

3

DL/Txxx－202x

6.2.2矢量化模型應(yīng)包括導(dǎo)地線及絕緣子等關(guān)鍵部件的矢量化模型，可采用點(diǎn)云數(shù)據(jù)、線路信息、環(huán)境

信息，通過(guò)線路逆向建模方式構(gòu)建。逆向建模過(guò)程中可采用懸鏈線方程等公式擬合導(dǎo)地線，獲取導(dǎo)地線

的空間位置。

6.2.3預(yù)測(cè)模型可采用斜拋物線近似狀態(tài)方程構(gòu)建，當(dāng)數(shù)據(jù)精度要求較高時(shí)，宜采用懸鏈線狀態(tài)方程構(gòu)

建，實(shí)現(xiàn)采集工況信息到模擬工況信息的轉(zhuǎn)換：

a)高溫、高負(fù)荷模擬工況下預(yù)測(cè)模型構(gòu)建可采用狀態(tài)方程、熱平衡方程公式等方法；

b)大風(fēng)、覆冰模擬工況下預(yù)測(cè)模型構(gòu)建可采用狀態(tài)方程、比載、風(fēng)偏公式等方法。

6.3多工況預(yù)測(cè)

6.3.1模擬工況安全距離預(yù)測(cè)

6.3.1.1導(dǎo)地線空間位置預(yù)測(cè)

通過(guò)矢量化模型獲得采集工況下的導(dǎo)地線位置信息，利用預(yù)測(cè)模型換算得到模擬工況下的導(dǎo)地線空

間位置信息，可采用懸鏈線方程及空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)化等方法。

6.3.1.2輸電線路安全距離計(jì)算

在點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成的三維空間模型中疊加模擬工況導(dǎo)地線空間位置信息，結(jié)合點(diǎn)云數(shù)據(jù)中地物空間位

置信息，計(jì)算多工況下輸電線路之間，導(dǎo)線與地面、建筑物、樹木、交叉跨越線路、交通設(shè)施等地物的

凈空距離，可采用切片搜索等方法。

6.3.2模擬工況應(yīng)力預(yù)測(cè)

可根據(jù)矢量化模型計(jì)算采集工況下的導(dǎo)地線應(yīng)力，結(jié)合線路工況信息，利用預(yù)測(cè)模型換算得到模擬

工況下的導(dǎo)線應(yīng)力。

6.4分析評(píng)估

6.4.1評(píng)估依據(jù)

6.4.1.1應(yīng)按照DL/T741中線路導(dǎo)線對(duì)地物安全距離的規(guī)定，評(píng)估采集工況及多工況下輸電線路與地

物的距離是否滿足要求。

6.4.1.2應(yīng)按照GB50545和GB50665（或《架空輸電線路電氣設(shè)計(jì)規(guī)程（報(bào)批稿）》）中導(dǎo)線、地線及

材料等規(guī)定，評(píng)估采集工況及多工況下輸電線路運(yùn)行應(yīng)力是否滿足許用應(yīng)力要求，判斷線路最大應(yīng)力是

否超過(guò)設(shè)計(jì)值。

6.4.2風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)警

應(yīng)根據(jù)多工況分析結(jié)果，結(jié)合輸電線路模型和環(huán)境因素進(jìn)行線路安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)警。

a)應(yīng)依據(jù)風(fēng)速監(jiān)測(cè)和風(fēng)速預(yù)測(cè)信息，結(jié)合線路設(shè)計(jì)風(fēng)速和微地形情況，對(duì)線路桿塔進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

及安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警；

b)應(yīng)依據(jù)溫度監(jiān)測(cè)和溫度預(yù)測(cè)信息，結(jié)合線路設(shè)計(jì)溫度和微地形情況，對(duì)線路桿塔進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

及安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警；

c)應(yīng)依據(jù)覆冰監(jiān)測(cè)和覆冰預(yù)測(cè)信息，結(jié)合線路設(shè)計(jì)覆冰厚度數(shù)據(jù)，對(duì)覆冰線路桿塔進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

及安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警；

6.4.3評(píng)估報(bào)告

4

DL/Txxx－202x

根據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，輸出輸電線路安全風(fēng)險(xiǎn)多工況智能評(píng)估報(bào)告。安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)提供經(jīng)緯度坐

標(biāo)、桿塔區(qū)間、距小號(hào)塔距離等，格式參見附錄C。

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DL/Txxx－202x

附錄A

（資料性）

輸電線路安全風(fēng)險(xiǎn)多工況智能評(píng)估流程

輸電線路安全風(fēng)險(xiǎn)多工況智能評(píng)估流程如圖A.1。

圖A.1輸電線路安全風(fēng)險(xiǎn)多工況智能評(píng)估

6

DL/Txxx－202x

附錄B

（資料性）

相關(guān)計(jì)算公式

A.1比載計(jì)算公式見表A.1。

表A.1比載計(jì)算公式

序號(hào)比載名稱符號(hào)計(jì)算公式

qg3

1自重比載1(0,0)10

1A

Vgb(db)g

2冰重比載2(b,0)

2AA

3垂直總比載33(b,0)1(0,0)2(b,0)

Wv23

4無(wú)冰風(fēng)壓比載4(0,v)dsin10

4cfscA

覆冰風(fēng)壓比載

Wv23

555(b,v)cfsc(d2b)sin10

(指覆冰后整根導(dǎo)線受的風(fēng)力)A

22

6無(wú)冰綜合比載66(0,v)1(0,0)4(0,v)

22

7覆冰綜合比載77(b,v)3(b,0)5(b,v)

式中：

g——架空線的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg/km；

A——架空線的截面積，mm2；

g——重力加速度，g9.80665m/s2；

b——覆冰厚度，mm；

d——架空線的外徑，mm；

——風(fēng)速時(shí)的風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值，2或；

WvvN/mPa

v——風(fēng)速，m/s；

——空氣密度，kg/m3；

——風(fēng)速不均勻系數(shù)；

af

——500kV線路架空線風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)；

c

——風(fēng)載體型系數(shù)（空氣動(dòng)力系數(shù)）；

sc

——風(fēng)向與線路方向的夾角。

7

DL/Txxx－202x

A.2風(fēng)速不均勻系數(shù)見表A.2。

表A.2風(fēng)速不均勻系數(shù)

風(fēng)速（v）

v10v1520v3030v35v35

m/s

f1.000.750.610.610.61

A.3風(fēng)載體型系數(shù)見表A.3。

表A.3風(fēng)載體型系數(shù)

1.2b0,d17mm

風(fēng)載體型系數(shù)sc1.1b0,d17mm

1.2b0

A.4架空線弧垂、線長(zhǎng)、應(yīng)力公式見表A.4。

表A.4架空線弧垂、線長(zhǎng)、應(yīng)力公式一覽表

參數(shù)

類別斜拋物線公式平拋物線公式

懸鏈線公式

（大高差0.1h/l0.25）（小高差h/l0.1）

(xa)a

y0[chch]

00

2x(x2a)

0shsh

2020rx(lx)rx(lx)

懸掛曲線方程yxtgyxtg

h2x(lx)2cos2

[0shch]00

Lh02020

h2x(lx)

1()2[0sinsh]

Lh02a020

hx(lx)x(lx)

fxyff

xlx2cosx2

任一點(diǎn)弧垂00

2x(x2a)

xtg0shshx（x）2x（x）2

4fm[]4fm[]

2020llll

h20l

中央弧垂fl1()(ch1)

2Lh020

0hhh

fmfl{(arcsharcsh)

2llLh0

l2l2

hhff=ff=

[1()21()2]}mlml

280cos280

lLh0

最大弧垂發(fā)生在發(fā)生在檔距中央發(fā)生在檔距中央

h

xa0arcsh

ml

lhh

0(arcsharcsh)

2lLh0

223

222lr(l2a)hl

LLh0shchLl

h0222l242

00l2l3cos0

檔內(nèi)線長(zhǎng)L2

cos24023

20lll

LshL

h02

20cos240

8

DL/Txxx－202x

式中:

——架空線的水平應(yīng)力，；

0MPa

——綜合比載，MPa/m；

a——架空線最低點(diǎn)至左側(cè)低懸掛點(diǎn)的水平距離，m；

h——高差，m；

l——檔距，m；

——高差角，rad。

A.5風(fēng)偏公式見表A.3。

表A.5風(fēng)偏公式一覽表

'

'x(lx)

1風(fēng)偏平面內(nèi)任一點(diǎn)弧垂fx

20cos

'2

'l

2風(fēng)偏平面內(nèi)檔距中央最大弧垂fm

80cos

'22'

'0(l2x)(l2x)

3風(fēng)偏平面內(nèi)任一點(diǎn)軸向應(yīng)力xtancos

cos80cos2

vx(lx)

4垂直投影面任一點(diǎn)弧垂fvx

20cos

2

vl

5垂直投影面最大弧垂fvm

80cos

hx(lx)

6水平投影面任一點(diǎn)弧垂fhx

20cos

2

hl

7水平投影面最大弧垂fhm

80cos

式中：

——架空線的水平應(yīng)力，；

0MPa

'——風(fēng)偏下綜合比載，MPa/m；

——高差角，rad；

——高差角，rad；

——垂直投影面綜合比載，；

vMPa/m

——水平投影面綜合比載，。

hMPa/m

9

DL/Txxx－202x

A.6狀態(tài)方程見表A.6。

表A.6狀態(tài)方程

av1av2

L11t1t0L21t2t0

懸鏈線狀態(tài)方程EE

l2l3cos12l2cos

11111111

212(t1t0)

cos1241Ecos1241cos1

斜拋物線近似狀態(tài)方程

l2l3cos12l2cos

22222222

212(t2t0)

cos2242Ecos2242cos2

式中：

——兩種狀態(tài)下的檔距，；

L1,L2m

——兩種狀態(tài)下的整檔電線的平均應(yīng)力，；

av1,av2MPa