蔡宏珂 齊玉磊 李丹煜 楊加倫 陳權(quán)亮

（1成都信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，成都 610225；2 中國電力科學(xué)研究院有限公司，北京 100032）

0 引言

電力是關(guān)系國計(jì)民生的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和公用事業(yè)。安全、穩(wěn)定和充足的電力供應(yīng)，為我國國民經(jīng)濟(jì)健康、穩(wěn)定、持續(xù)快速發(fā)展提供了重要保障。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，各行各業(yè)對電力的需求量越來越大，電網(wǎng)建設(shè)迅速發(fā)展、規(guī)模急劇擴(kuò)大，需要輸電線路覆蓋的區(qū)域日益增多，氣象因素對電網(wǎng)安全的影響越來越明顯。尤其是以世界海拔最高輸變電工程——西藏阿里與藏中電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)工程為代表的青藏聯(lián)網(wǎng)、川藏聯(lián)網(wǎng)、藏中聯(lián)網(wǎng)、“三區(qū)三州”電網(wǎng)建設(shè)、青藏鐵路格爾木至拉薩段電氣化改造、川藏鐵路電氣化建設(shè)等一批重點(diǎn)工程，在氣候條件惡劣的高原地區(qū)實(shí)施，面臨導(dǎo)線重覆冰和強(qiáng)風(fēng)載的電力氣象災(zāi)害考驗(yàn)。電力系統(tǒng)大電網(wǎng)、高電壓發(fā)展趨勢以及全球氣候變化背景，對輸電線路設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)提出了更高要求，使輸電線路安全問題日顯突出。

導(dǎo)線覆冰一直是威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。當(dāng)近地面的過冷卻水滴接觸到架空導(dǎo)線的時候，在合適的溫度、風(fēng)速、水汽條件下，就會形成覆冰。我國是一個電線覆冰災(zāi)害嚴(yán)重的國家，隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，越來越多的輸電線路走廊選址受電源地理位置、土地利用規(guī)劃等條件限制，只能選擇積冰易發(fā)的丘陵山區(qū)，電線覆冰對電網(wǎng)的危害隨之而日益凸顯。2008年冰雪災(zāi)害導(dǎo)致電力線路覆冰過載，引發(fā)大范圍的倒塔事故，不僅造成了巨大的財(cái)產(chǎn)損失，而且為群眾的生活甚至生命安全帶來了一定的威脅。對電力走廊進(jìn)行覆冰監(jiān)測以及導(dǎo)線冰載荷特征分析，已經(jīng)成為電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)的切實(shí)需求。現(xiàn)有的一些導(dǎo)線覆冰觀測試驗(yàn)，采用攝像頭遠(yuǎn)程監(jiān)拍或人工取樣稱重的方法，存在數(shù)據(jù)采集頻率低、不能持續(xù)觀測、夜間微光條件下圖像質(zhì)量差、無人值守條件下難以準(zhǔn)確獲得定量冰重?cái)?shù)據(jù)等缺陷。

導(dǎo)線瞬時風(fēng)載荷是指在風(fēng)激勵下，輸電線路架空導(dǎo)線產(chǎn)生交變力作用在導(dǎo)線和桿塔等輸電線路工程結(jié)構(gòu)上，其會造成導(dǎo)線振動問題，引起結(jié)構(gòu)高應(yīng)變高應(yīng)力點(diǎn)疲勞破壞。隨著西電東送、能源互聯(lián)網(wǎng)等國家戰(zhàn)略的實(shí)施，近幾年我國西北地區(qū)、內(nèi)蒙古等地區(qū)輸電線路得到了迅猛的發(fā)展，由于相關(guān)大部分地區(qū)屬于持續(xù)強(qiáng)風(fēng)作用的區(qū)域，強(qiáng)風(fēng)已經(jīng)成為危害輸電線路安全的一種主要因素，亟需研究持續(xù)強(qiáng)風(fēng)條件下導(dǎo)線風(fēng)載荷的基本特征，提高輸電線路抵御風(fēng)災(zāi)的能力，確保線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行?，F(xiàn)有技術(shù)常采用公式計(jì)算、振幅測量、風(fēng)洞試驗(yàn)等方法對導(dǎo)線瞬時風(fēng)載荷進(jìn)行測量，其存在計(jì)算參數(shù)依賴經(jīng)驗(yàn)值、不直接測量導(dǎo)線受力等缺陷。實(shí)際上，風(fēng)載荷的影響因素繁多，且存在氣動力耦合、結(jié)構(gòu)體系耦合等多項(xiàng)耦合效應(yīng)，同時存在幾何非線性、氣動力非線性等多項(xiàng)非線性效應(yīng)，傳統(tǒng)的方法往往無法精確獲取實(shí)際的強(qiáng)風(fēng)載荷。

因此，本文擬設(shè)計(jì)試驗(yàn)觀測裝置，直接測量高寒高濕和持續(xù)強(qiáng)風(fēng)條件下作用于輸電導(dǎo)線上的冰載荷和風(fēng)載荷，為塔線體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及輸電線路的運(yùn)行維護(hù)提供理論與技術(shù)支撐。

1 觀測裝置

高寒地區(qū)惡劣的氣候環(huán)境對試驗(yàn)觀測儀器的溫度調(diào)節(jié)能力、剛度、精度和可靠度而言都是一個巨大的挑戰(zhàn)。另外，對于支持觀測設(shè)備正常運(yùn)行的供電設(shè)備和數(shù)據(jù)收集裝置也提出了較高的要求。本試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)指標(biāo)要求：1）適應(yīng)-30～50 ℃、RH的溫濕環(huán)境在0～100%的，確保在極端低溫情況下正常工作的能力；2）拉力傳感器、三維測力天平與導(dǎo)線連接位置具備防護(hù)屏蔽，在導(dǎo)線引出位置設(shè)計(jì)氣動吹沙通道，防護(hù)等級達(dá)到IP65標(biāo)準(zhǔn)，防止雨水冰雪的侵入；3）采用太陽能加蓄電池方式供電；4）采用2G/4G遠(yuǎn)程實(shí)時傳輸與定期U盤讀取相結(jié)合的方式收集數(shù)據(jù)。

1.1 基于拉力傳感器的導(dǎo)線覆冰重量觀測試驗(yàn)裝置

本試驗(yàn)裝置是針對在惡劣天氣條件下電線覆冰監(jiān)測而設(shè)計(jì)開發(fā)的一款自動氣象監(jiān)測站。本觀測裝置主要由氣象要素傳感器、重量傳感器、數(shù)據(jù)采集器、無線通訊部件、太陽能供電控制系統(tǒng)組成，組件結(jié)構(gòu)示意圖（圖1）。

圖1 高寒地區(qū)室外導(dǎo)線覆冰稱重試驗(yàn)平臺組件結(jié)構(gòu)示意圖（虛線為連接供電組件和數(shù)據(jù)采集傳輸組件的電源線，點(diǎn)線為連接數(shù)據(jù)采集傳輸組件和氣象，拉力傳感器的電源-數(shù)據(jù)線）Fig.1 The structure diagram of the outdoor conductor ice weighing experimental platform component(the dashed line is the transmission line connecting the power supply component and the data acquisition and transmission component,and the dotted line is the power-data line connecting the data acquisition and transmission component and the meteorology sensor and tension sensor)

氣象觀測組件用于監(jiān)測與導(dǎo)線覆冰有直接關(guān)系的常規(guī)氣象要素，包括溫度、氣壓、相對濕度、風(fēng)向、風(fēng)速和雨量。導(dǎo)線稱重組件包括東西向和南北向兩組，每組包含一根受測導(dǎo)線和兩個拉力傳感器，受測導(dǎo)線兩端懸掛于拉力傳感器下方，當(dāng)導(dǎo)線重量發(fā)生變化時，拉力傳感器發(fā)生形變，其電阻發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致輸出電流的變化。導(dǎo)線覆冰和氣象要素觀測的性能指標(biāo)由表1所示。攝像組件為具有夜視功能的高清監(jiān)拍攝像頭，間隔10 min定時上傳監(jiān)拍圖像，獨(dú)立供電。導(dǎo)線稱重組件、氣象觀測組件和攝像組件均通過獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集傳輸組件實(shí)時向云服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)。在本試驗(yàn)中，兩組受測導(dǎo)線相互垂直，主要用于對比研究不同風(fēng)向?qū)?dǎo)線覆冰的影響。此外由于導(dǎo)線覆冰多發(fā)生在光照微弱的夜間，受攝像頭夜視性能的局限，監(jiān)拍圖像信噪比低，僅用來作為驗(yàn)證覆冰發(fā)生的輔助觀測手段。

表1 高寒地區(qū)室外導(dǎo)線覆冰稱重試驗(yàn)平臺觀測性能指標(biāo)Table 1 Observation performance of outdoor traverse icecovered weighing experimental platform

該裝置監(jiān)測溫度、相對濕度等氣象要素以及導(dǎo)線覆冰重量，輔助相關(guān)部門掌握導(dǎo)線覆冰狀態(tài)，以及時預(yù)警、提前調(diào)度，盡量規(guī)避災(zāi)害天氣所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。其具有低成本建設(shè)、獨(dú)立安裝運(yùn)行、部署靈活等特點(diǎn)，適合電力走廊沿線的覆冰觀測組網(wǎng)使用，為電網(wǎng)安全提供可靠的監(jiān)測產(chǎn)品。

1.2 基于三維測力天平的導(dǎo)線風(fēng)載荷觀測試驗(yàn)裝置

本試驗(yàn)裝置是針對在強(qiáng)風(fēng)天氣條件下三維風(fēng)場和導(dǎo)線三維風(fēng)載荷監(jiān)測而設(shè)計(jì)開發(fā)的一款自動監(jiān)測站。本觀測裝置主要由風(fēng)載荷測量組件、架空風(fēng)速測量組件、地面氣象觀測組件、基礎(chǔ)座和立柱、供電組件、數(shù)據(jù)采集傳輸組件組成，組件結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 導(dǎo)線風(fēng)載荷觀測裝置組件結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 The structure diagram of the wire wind loading observation device assembly

本試驗(yàn)利用基礎(chǔ)座和立桿支撐觀測裝置，將受測導(dǎo)線架空至5 m高度，以模擬輸電線路運(yùn)行狀態(tài)。供電組件和數(shù)據(jù)采集傳輸組件固定在堅(jiān)固基礎(chǔ)座上，以提高觀測試驗(yàn)裝置在持續(xù)強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下的生存能力。

為保證架空導(dǎo)線風(fēng)載荷數(shù)據(jù)的全面性、完整性和可靠性，本試驗(yàn)裝置選取了三根不同直徑導(dǎo)線按Z字型布局，分別是9-1粗導(dǎo)線、9-2細(xì)導(dǎo)線、9-3細(xì)導(dǎo)線。9-2和9-3兩根細(xì)導(dǎo)線互相垂直，分別測量東西向和南北向風(fēng)載荷，可用于對比研究不同風(fēng)向?qū)?dǎo)線風(fēng)載荷的影響；9-1粗導(dǎo)線和9-3細(xì)導(dǎo)線相互平行，可用于對比研究不同直徑導(dǎo)線的同風(fēng)向風(fēng)載荷。本試驗(yàn)使用長度2 m、30 mm和47.35 mm兩種不同直徑的受測導(dǎo)線。為獲得直導(dǎo)線，減少導(dǎo)線形狀對風(fēng)載荷測量的干擾，本試驗(yàn)采用了3D打印技術(shù)制備導(dǎo)線。

風(fēng)載荷測量組件和架空風(fēng)速測量組件是本試驗(yàn)裝置的核心組件，分別由三維動態(tài)測力天平和三維超聲測風(fēng)儀組成，通過高頻數(shù)據(jù)記錄儀實(shí)現(xiàn)10 Hz頻率的數(shù)據(jù)采集。受測導(dǎo)線兩端固定在測力天平上，由測力天平測量受測導(dǎo)線的三維受力，由超聲測風(fēng)儀測量受測導(dǎo)線相同高度上的三維風(fēng)場。地面氣象觀測組件為多要素微氣象站，通過低頻數(shù)據(jù)記錄儀實(shí)現(xiàn)10 min一次的常規(guī)氣象要素觀測。高頻和低頻數(shù)據(jù)均經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸單元，存儲于云服務(wù)器。觀測數(shù)據(jù)流向如圖3所示。

圖3 導(dǎo)線風(fēng)載荷測量裝置組件連接示意圖（箭頭指向?yàn)橛^測數(shù)據(jù)流向）Fig.3 The connection diagram of wind loading measuring device assembly of traverse,with the arrow pointing to the flow direction of observation data

高頻動態(tài)測力天平（High Frequency Force Balance，HFFB）由彈性元件、電阻應(yīng)變片、測量電路、穩(wěn)定電源、信號調(diào)理放大器組成，是通過測量敏感元件——電阻應(yīng)變片的輸出電壓來測量受測模型空氣動力的一種裝置。測力天平可應(yīng)用于高層建筑抗風(fēng)、輸電線路抗風(fēng)、船艦和航空航天空氣動力研究等領(lǐng)域，此前常見于風(fēng)洞試驗(yàn)，本試驗(yàn)將其應(yīng)用于野外真實(shí)風(fēng)場模擬導(dǎo)線的觀測試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖4所示。

在管理過程中，班主任與家長之間造成誤會，大部分是因?yàn)闇贤ú粫?，信息不對等造成的。在與家長溝通時，盡可能創(chuàng)造機(jī)會讓家長來說，認(rèn)真聆聽他們的想法，同時真誠地提出自己的建議，但一定要注意溝通的態(tài)度，要把尊重家長放在首位。

圖4 高頻動態(tài)天平測力試驗(yàn)流程圖Fig.4 Flow chart of force measurement test of high frequency dynamic balance

對于高頻測力天平而言，測力模型設(shè)計(jì)與制作是試驗(yàn)成功的重要前提，模型必須滿足幾個重要條件：1）要求幾何相似：由于得到的荷載最終必須轉(zhuǎn)換到原型，只有保證模型的相似性準(zhǔn)則，才能在分析中進(jìn)行模型與原型之間的各個參數(shù)的轉(zhuǎn)換。2）要求剛度足夠大：由于測力試驗(yàn)測得的是模型基底的荷載，因此必須保證模型有足夠的剛度，在受到風(fēng)力作用時，不會產(chǎn)生較大的變形，將荷載較為真實(shí)地傳遞到基底，以反映真實(shí)情況。3）要求質(zhì)量足夠輕：只有提高天平模型系統(tǒng)的基階固有頻率，使其遠(yuǎn)離受測物體結(jié)構(gòu)響應(yīng)的頻率范圍，才可以避免天平輸出信號產(chǎn)生畸變，同時，只有天平具有高剛度，也才能減少模型的運(yùn)動效應(yīng)，從而滿足“高頻動態(tài)天平”試驗(yàn)技術(shù)中無氣動反饋的基本假設(shè)。本試驗(yàn)裝置的高頻測力天平，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)要求：三分量天平，精度0.1 N，量程100 N，響應(yīng)頻率≥10 Hz；架設(shè)支撐點(diǎn)在最大設(shè)計(jì)風(fēng)速下位移＜1 mm，振動頻率大于4倍的導(dǎo)線振動頻率。

本試驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)了三維風(fēng)場和風(fēng)載荷的野外實(shí)地觀測，為評估實(shí)際風(fēng)場環(huán)境中導(dǎo)線力學(xué)模型積累觀測資料；結(jié)合三維測力天平和超聲測風(fēng)儀的高頻觀測，計(jì)算風(fēng)阻系數(shù)等導(dǎo)線性能參數(shù)，為評估導(dǎo)線風(fēng)振響應(yīng)特性積累觀測資料。

2 試驗(yàn)方案

導(dǎo)線覆冰重量觀測試驗(yàn)選取了7個高寒山區(qū)站點(diǎn)分別進(jìn)行。各站點(diǎn)建設(shè)時間不等（表2），自建成起各站點(diǎn)的導(dǎo)線覆冰觀測試驗(yàn)均持續(xù)自動開展。而導(dǎo)線風(fēng)載荷觀測試驗(yàn)為驗(yàn)證性試驗(yàn)，試驗(yàn)?zāi)康臑樵u估三維測力天平野外試驗(yàn)方法的可行性，試驗(yàn)時間僅為2018年6—9月，未開展持續(xù)觀測。

表2 導(dǎo)線覆冰觀測試驗(yàn)站概況Table 2 Survey of conductor icing observation and test station

在電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)維中，將不同密度、不同形狀的覆冰厚度統(tǒng)一換算為密度0.9 g/cm的均勻裹覆在導(dǎo)線周圍的覆冰厚度，此覆冰厚度定義為標(biāo)準(zhǔn)冰厚。標(biāo)準(zhǔn)冰厚是電力氣象領(lǐng)域重要的觀測要素，用于冰區(qū)分布和冰區(qū)分級，可通過覆冰冰重、直徑、長短徑等不同方法進(jìn)行換算。本試驗(yàn)根據(jù)《冰區(qū)分級標(biāo)準(zhǔn)和冰區(qū)分布圖繪制規(guī)則》的要求，利用標(biāo)準(zhǔn)冰厚轉(zhuǎn)換公式將觀測獲取的覆冰重量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為特定電纜導(dǎo)線直徑上的標(biāo)準(zhǔn)冰厚數(shù)據(jù)。

式中：

b

是標(biāo)準(zhǔn)冰厚（單位：mm）；

r

為導(dǎo)線半徑（單位：mm）；

L

為覆冰體長度（單位：m）；

G

為冰重（單位：g）。本試驗(yàn)通過分析冰重與氣象要素的關(guān)系，可進(jìn)一步推知工程實(shí)踐中常用的標(biāo)準(zhǔn)冰厚受氣象要素的影響。

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 基于拉力傳感器的導(dǎo)線覆冰重量觀測試驗(yàn)

以西昌大菁梁子桿塔站2019—2020年冬季觀測試驗(yàn)為例，本文討論覆冰與氣象要素的相關(guān)關(guān)系。該站地處陰冷潮濕的山區(qū)，冬季相對濕度維持在80%以上，導(dǎo)線覆冰期間相對濕度無顯著變化特征，覆冰重量與相對濕度的相關(guān)性不顯著。計(jì)算結(jié)果顯示，整個觀測試驗(yàn)時段內(nèi)，導(dǎo)線載荷與氣溫?zé)o顯著相關(guān)性。與吳息等的研究結(jié)果相似，本試驗(yàn)研究結(jié)果也認(rèn)為：覆冰發(fā)生和增長與單一氣象要素之間的相關(guān)性并不顯著，單一氣象要素不足以預(yù)報(bào)覆冰發(fā)生。

圖5 四川西昌大菁梁子桿塔試驗(yàn)觀測結(jié)果（a）氣溫；（b）南北向?qū)Ь€載荷；（c）東西向?qū)Ь€載荷（b和c中虛線為導(dǎo)線載荷的覆冰重量識別閾值）Fig.5 According to the test results of Dajingliangzi tower in Xichang,Sichuan Province(a) air temperature,(b) North-South guide line load,(c)East-West guide line load(the dotted line in b and c is the ice weight identification threshold of conductor load)

覆冰時段內(nèi)導(dǎo)線載荷與氣溫的關(guān)系呈指數(shù)相關(guān)，并通過顯著性水平

α

=0.01的顯著性檢驗(yàn)，表明0 ℃以下環(huán)境中覆冰隨氣溫降低而迅速增長（圖6a）。覆冰事件也表現(xiàn)出與前期積溫的相關(guān)性，經(jīng)顯著性檢驗(yàn)的指數(shù)模型擬合結(jié)果顯示，離覆冰發(fā)生時間越近則溫度影響約顯著，前4 h積溫可能導(dǎo)致覆冰事件發(fā)生，而5 h前氣溫對覆冰發(fā)生無顯著影響（圖6b）。因此，在排除無覆冰發(fā)生的低溫過程的前提下，氣溫是覆冰增長的重要參數(shù)，在輸電線路設(shè)計(jì)冰厚的計(jì)算模型中具有工程實(shí)用性。

圖6 覆冰時段內(nèi)導(dǎo)線載荷與氣溫的關(guān)系（a）導(dǎo)線載荷與氣溫的指數(shù)擬合模型；（b）導(dǎo)線載荷與積溫的指數(shù)擬合模型的置信水平（橫坐標(biāo)為積溫時間，即覆冰發(fā)生時間前的小時數(shù)）Fig.6 The relationship between conductor loading and air temperature during icing period(a) exponential fitting model of conductor load and air temperature,(b) confidence level of exponential fitting model of conductor loading and accumulated temperature,abscissa is accumulated temperature time (hours before icing)

3.2 基于三維測力天平的導(dǎo)線風(fēng)載荷觀測試驗(yàn)

從受測導(dǎo)線在風(fēng)場中水平受力的時間序列圖（圖7a）可以看出，小于儀器精度0.1 N的水平拉力觀測值意味著低風(fēng)速，表明在靜風(fēng)和微風(fēng)環(huán)境下，儀器受噪聲干擾明顯。在試驗(yàn)時段內(nèi)，天氣較晴朗平靜，噪聲比例為23.2%。在觀測試驗(yàn)中，水平拉力表現(xiàn)出較大的動態(tài)范圍，南北向、東西向水平拉力分量的最大值可達(dá)7.1 N、7.6 N，對應(yīng)瞬時風(fēng)速12.6 m/s、13.1 m/s，由二維分量做矢量合成得到的水平拉力最大值為6.4 N。

在觀測時段內(nèi)，從受測導(dǎo)線的風(fēng)場水平受力各小時平均值（圖7b）來看，夜間水平拉力變小，在09時左右達(dá)到一天之中的最小值0.3 N，白天水平拉力變大，在20時達(dá)到最大值1.6 N。水平拉力的日變化呈單峰單谷變化特征，與風(fēng)速日變化表現(xiàn)出良好的相關(guān)性。

圖7 受測導(dǎo)線在風(fēng)場中的水平受力（a）逐時觀測值；（b）各小時平均值Fig.7 The horizontal force of the measured conductor in the wind field(a) hourly observation value,(b) hourly average value

為簡化計(jì)算，空氣密度

ρ

取為1.29 kg/m，未做溫度、濕度、氣壓和水汽訂正。風(fēng)阻系數(shù)的大小取決于障礙物的外形。風(fēng)阻系數(shù)愈大，則風(fēng)場中導(dǎo)線所受拉力愈大。通常，風(fēng)阻系數(shù)通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)確定。在本試驗(yàn)中，利用野外環(huán)境下實(shí)測的導(dǎo)線拉力和氣象要素計(jì)算風(fēng)阻系數(shù)，更能反映架空輸電線路真實(shí)運(yùn)行情況。計(jì)算結(jié)果顯示，置信水平99.7%條件下，計(jì)算得到的風(fēng)阻系數(shù)

C

=1.152±0.046，即其置信區(qū)間為1.106～1.198，與其典型值相當(dāng)。

受測導(dǎo)線風(fēng)阻系數(shù)的逐時觀測值時間變化曲線（圖8a）顯示，風(fēng)阻系數(shù)時間序列表現(xiàn)出隨機(jī)波動特征，其日平均值、最大值、最小值的時間序列均表現(xiàn)出無明顯規(guī)律的波動特征，也沒有明顯的變化趨勢，本試驗(yàn)認(rèn)為波動主要由隨機(jī)噪聲引起。從風(fēng)阻系數(shù)的日變化（圖8b）來看，試驗(yàn)觀測時段內(nèi)得到的日變化在1.154～1.148間波動，波動幅度較小。全天的波動包含22—05時、05—11時、11—15時、15—22時四個周期，可近似看作周期為6 h的波動，其產(chǎn)生原因有待進(jìn)一步分析。

圖8 受測導(dǎo)線的風(fēng)阻系數(shù)（a）黑色為逐時觀測值。紅色、橙色、藍(lán)色為逐日平均值、最大值、最小值；（b）各小時平均值Fig.8 The wind resistance coefficient of the measured conductor(a) black is the hourly observation value.red,orange and blue are the daily average,maximum and minimum value,(b) the hourly average value

4 結(jié)論

通過對基于拉力傳感器的導(dǎo)線覆冰重量觀測試驗(yàn)和基于三維測力天平的導(dǎo)線風(fēng)載荷觀測試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，可以得出以下初步結(jié)論：

1）覆冰發(fā)生和增長與單一氣象要素之間的相關(guān)性并不顯著，單一氣象要素不足以預(yù)報(bào)覆冰發(fā)生。3σ方法能有效地篩選覆冰事件，全天候監(jiān)測覆冰的發(fā)生—增長—消融過程。

2）在置信水平99.7%條件下，導(dǎo)線風(fēng)載荷觀測試驗(yàn)計(jì)算得到的風(fēng)阻系數(shù)

C

=1.152±0.046，即其置信區(qū)間為1.106～1.198，與典型值相當(dāng)。

3）本試驗(yàn)的觀測數(shù)據(jù)有效驗(yàn)證了觀測裝置和試驗(yàn)方案的可行性，實(shí)現(xiàn)了無人值守條件下電網(wǎng)覆冰和強(qiáng)風(fēng)事件的監(jiān)測，能夠?yàn)檫M(jìn)一步評估和建立覆冰增長模型和導(dǎo)線力學(xué)模型積累觀測資料；野外風(fēng)阻系數(shù)驗(yàn)證了架空導(dǎo)線在真實(shí)風(fēng)場中的風(fēng)振響應(yīng)特性；氣溫對覆冰增長的顯著影響表明其在4 h內(nèi)預(yù)警中具有工程應(yīng)用潛力。