《输电线路安全风险多工况智能评估导则》

ICS29.240.20

F29

备案号：

中华人民共和国电力行业标准

DL/Txxx-202X

输电线路安全风险多工况智能评估导则

Guidelinesforintelligentassessmentofsafetyrisksforoverhead

transmissionlinesinmultipleworkingconditions

（征求意见稿）

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

国家能源局发布

DL/Txxx－202x

II

DL/Txxx－202x

输电线路安全风险多工况智能评估导则

1范围

本文件规定了架空输电线路典型工况安全距离风险、数据采集与预处理要求、安全风险智能评估以

及评估报告要求。

本文件适用于110（66）kV及以上交流和直流架空输电线路多工况下安全距离及导线应力风险智能

评估，35kV架空线路可参照使用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB5006166kV及以下架空电力线路设计规范

GB50545110kV~750kV架空线路设计规范

GB506651000KV架空输电线路设计规范

DL/T741架空输电线路运行规程

架空输电线路电气设计规程（报批稿）

3术语和定义

DL/T741界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

多工况multipleworkingconditions

指线路运行的多种典型工况，包括高温、高负荷、大风、覆冰及其组合工况。

3.2

多工况安全风险智能评估intelligentassessmentofsafetyrisksinmultipleworking

conditions

根据输电线路相关信息建立线路矢量化模型，针对多工况，自动计算输电线路相间、导地线与杆塔、

导地线与地物之间安全距离及导地线应力，评估输电线路安全距离及导地线应力存在的风险。

3.3

采集工况scanningcondition

点云数据采集作业时的输电线路环境及运行信息，包括环境温度、风速风向、日照强度、覆冰厚度、

导线温度、电流等。

3.4

模拟工况simulationcondition

模拟的输电线路环境及运行信息，包括环境温度、风速风向、日照强度、覆冰厚度、导线温度、电

流等。

4典型工况安全风险

1

DL/Txxx－202x

典型工况下，线路运行及环境引起的安全风险见表1所示。

表1典型工况及其安全风险

典型工况风险原因风险形式

高温环境高温导致弧垂增大与地物安全距离不足

高负荷线路高负荷运行导致弧垂增大与地物安全距离不足

线路相间、线路与杆塔、线路与地物

风荷载导致线路弧垂增大及导线飘荡

单一工况大风安全距离不足

应力增大超出设计应力范围

冰荷载导致线路弧垂增大与地物安全距离不足

覆冰

应力增大超出设计应力范围

风荷载及环境高温导致线路弧垂增大，大风导线路相间、线路与杆塔、线路与地物

大风高温致导线飘荡安全距离不足

应力增大超出设计应力范围

风荷载及线路高负荷运行导致线路弧垂增大，线路相间、线路与杆塔、线路与地物

组合工况大风高负荷大风导致导线飘荡安全距离不足

应力增大超出设计应力范围

风荷载及冰载荷导致线路弧垂增大，大风导致线路相间、线路与杆塔、线路与地物

大风覆冰导线飘荡安全距离不足

应力增大超出设计应力范围

5数据要求与处理

5.1数据要求

5.1.1点云数据

5.1.1.1宜采用直升机、无人机、地基雷达等作业方式采集线路及通道内点云数据，750kV、1000kV、

±660kV、±800kV、±1100kV架空输电线路的通道范围应自两侧边相导线向外延伸不少于75m，其他电

压等级架空线路通道范围应自两侧边相导线向外延伸不少于50m。

5.1.1.2点云密度不宜低于50点/m2，应完整覆盖杆塔、导地线、交叉跨越、植被等地表以上物体，杆

塔、绝缘子、导地线及挂点、塔基轮廓应完整、清晰，激光扫描获取的点云数据平面及高程绝对精度不

应低于±15cm，平面和高程相对精度不应低于±5cm。

5.1.2台账信息

5.1.2.1多工况分析所需的线路台账信息应包括导地线参数、电压等级、档距、高差、杆塔号、杆塔坐

标、杆塔类型、呼高、分裂数、运行年限。

5.1.2.2导地线参数应包括导线和地线的型号、总截面积、外径、钢芯直径、每千米电阻、计算破断力、

单位长度质量、弹性系数、线胀系数、电阻温度系数。

5.1.3工况参数

2

DL/Txxx－202x

多工况安全风险智能评估包括采集工况和模拟工况，典型多工况参数需求见表2。

表2典型多工况参数需求

典型多工况

工况参数

高温高负荷大风覆冰大风覆冰大风高温大风高负荷

电流/导线温度●●○○○●●

线路应力○○○○○○○

覆冰厚度○○○●●○○

环境温度●●●●●●●

环境日照强度●●○○○●●

风速风向●●●○●●●

注：“●”表示必选；“○”表示可选；“/”表示或者。

5.2数据处理

5.2.1点云数据处理

5.2.1.1应对点云数据进行数据预处理，包括去噪点、去重影、缺失值处理等。

5.2.1.2应以线路台账为参照进行杆塔号标记，宜以两基杆塔之间的自然档为基本区段，并按基本区段

进行分档，一条线路的完整点云数据可由多个基本区段组成。

5.2.1.3应对点云数据进行分类，分类类型应包括杆塔、导线、地线、绝缘子、交叉跨越线路、地面、

植被、建筑物、铁路、公路、桥梁、河流。

5.2.2监测数据处理

应对监测数据中的缺失值、异常值、突变值进行剔除或校正，并按时序关系进行匹配。缺失值可采

用均值、中位数等进行插补，异常值处理可采用3σ原则等进行剔除，突变值可采用均值滤波等方法进

行平滑处理。

5.2.3数据校验

应利用点云、可见光等数据与台账数据进行核对校验，若数据不匹配，应根据实际情况校正相应数

据。

6安全风险多工况智能评估

6.1评估流程

输电线路安全风险多工况智能评估流程应包括多工况分析模型建立、多工况模拟计算、分析评估，

详细流程可参见附录A。

6.2多工况分析模型建立

6.2.1多工况分析模型包含矢量化模型和预测模型，相关公式参见附录B。

3

DL/Txxx－202x

6.2.2矢量化模型应包括导地线及绝缘子等关键部件的矢量化模型，可采用点云数据、线路信息、环境

信息，通过线路逆向建模方式构建。逆向建模过程中可采用悬链线方程等公式拟合导地线，获取导地线

的空间位置。

6.2.3预测模型可采用斜抛物线近似状态方程构建，当数据精度要求较高时，宜采用悬链线状态方程构

建，实现采集工况信息到模拟工况信息的转换：

a)高温、高负荷模拟工况下预测模型构建可采用状态方程、热平衡方程公式等方法；

b)大风、覆冰模拟工况下预测模型构建可采用状态方程、比载、风偏公式等方法。

6.3多工况预测

6.3.1模拟工况安全距离预测

6.3.1.1导地线空间位置预测

通过矢量化模型获得采集工况下的导地线位置信息，利用预测模型换算得到模拟工况下的导地线空

间位置信息，可采用悬链线方程及空间坐标转化等方法。

6.3.1.2输电线路安全距离计算

在点云数据生成的三维空间模型中叠加模拟工况导地线空间位置信息，结合点云数据中地物空间位

置信息，计算多工况下输电线路之间，导线与地面、建筑物、树木、交叉跨越线路、交通设施等地物的

净空距离，可采用切片搜索等方法。

6.3.2模拟工况应力预测

可根据矢量化模型计算采集工况下的导地线应力，结合线路工况信息，利用预测模型换算得到模拟

工况下的导线应力。

6.4分析评估

6.4.1评估依据

6.4.1.1应按照DL/T741中线路导线对地物安全距离的规定，评估采集工况及多工况下输电线路与地

物的距离是否满足要求。

6.4.1.2应按照GB50545和GB50665（或《架空输电线路电气设计规程（报批稿）》）中导线、地线及

材料等规定，评估采集工况及多工况下输电线路运行应力是否满足许用应力要求，判断线路最大应力是

否超过设计值。

6.4.2风险评估与预警

应根据多工况分析结果，结合输电线路模型和环境因素进行线路安全风险评估与预警。

a)应依据风速监测和风速预测信息，结合线路设计风速和微地形情况，对线路杆塔进行风险评估

及安全风险预警；

b)应依据温度监测和温度预测信息，结合线路设计温度和微地形情况，对线路杆塔进行风险评估

及安全风险预警；

c)应依据覆冰监测和覆冰预测信息，结合线路设计覆冰厚度数据，对覆冰线路杆塔进行风险评估

及安全风险预警；

6.4.3评估报告

4

DL/Txxx－202x

根据安全风险评估结果，输出输电线路安全风险多工况智能评估报告。安全风险点应提供经纬度坐

标、杆塔区间、距小号塔距离等，格式参见附录C。

5

DL/Txxx－202x

附录A

（资料性）

输电线路安全风险多工况智能评估流程

输电线路安全风险多工况智能评估流程如图A.1。

图A.1输电线路安全风险多工况智能评估

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DL/Txxx－202x

附录B

（资料性）

相关计算公式

A.1比载计算公式见表A.1。

表A.1比载计算公式

序号比载名称符号计算公式

qg3

1自重比载1(0,0)10

1A

Vgb(db)g

2冰重比载2(b,0)

2AA

3垂直总比载33(b,0)1(0,0)2(b,0)

Wv23

4无冰风压比载4(0,v)dsin10

4cfscA

覆冰风压比载

Wv23

555(b,v)cfsc(d2b)sin10

(指覆冰后整根导线受的风力)A

22

6无冰综合比载66(0,v)1(0,0)4(0,v)

22

7覆冰综合比载77(b,v)3(b,0)5(b,v)

式中：

g——架空线的单位长度质量，kg/km；

A——架空线的截面积，mm2；

g——重力加速度，g9.80665m/s2；

b——覆冰厚度，mm；

d——架空线的外径，mm；

——风速时的风压标准值，2或；

WvvN/mPa

v——风速，m/s；

——空气密度，kg/m3；

——风速不均匀系数；

af

——500kV线路架空线风荷载调整系数；

c

——风载体型系数（空气动力系数）；

sc

——风向与线路方向的夹角。

7

DL/Txxx－202x

A.2风速不均匀系数见表A.2。

表A.2风速不均匀系数

风速（v）

v10v1520v3030v35v35

m/s

f1.000.750.610.610.61

A.3风载体型系数见表A.3。

表A.3风载体型系数

1.2b0,d17mm

风载体型系数sc1.1b0,d17mm

1.2b0

A.4架空线弧垂、线长、应力公式见表A.4。

表A.4架空线弧垂、线长、应力公式一览表

参数

类别斜抛物线公式平抛物线公式

悬链线公式

（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)

悬挂曲线方程yxtgyxtg

h2x(lx)2cos2

[0shch]00

Lh02020

h2x(lx)

1()2[0sinsh]

Lh02a020

hx(lx)x(lx)

fxyff

xlx2cosx2

任一点弧垂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

最大弧垂发生在发生在档距中央发生在档距中央

h

xa0arcsh

ml

lhh

0(arcsharcsh)

2lLh0

223

222lr(l2a)hl

LLh0shchLl

h0222l242

00l2l3cos0

档内线长L2

cos24023

20lll

LshL

h02

20cos240

8

DL/Txxx－202x

式中:

——架空线的水平应力，；

0MPa

——综合比载，MPa/m；

a——架空线最低点至左侧低悬挂点的水平距离，m；

h——高差，m；

l——档距，m；

——高差角，rad。

A.5风偏公式见表A.3。

表A.5风偏公式一览表

'

'x(lx)

1风偏平面内任一点弧垂fx

20cos

'2

'l

2风偏平面内档距中央最大弧垂fm

80cos

'22'

'0(l2x)(l2x)

3风偏平面内任一点轴向应力xtancos

cos80cos2

vx(lx)

4垂直投影面任一点弧垂fvx

20cos

2

vl

5垂直投影面最大弧垂fvm

80cos

hx(lx)

6水平投影面任一点弧垂fhx

20cos

2

hl

7水平投影面最大弧垂fhm

80cos

式中：

——架空线的水平应力，；

0MPa

'——风偏下综合比载，MPa/m；

——高差角，rad；

——高差角，rad；

——垂直投影面综合比载，；

vMPa/m

——水平投影面综合比载，。

hMPa/m

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DL/Txxx－202x

A.6状态方程见表A.6。

表A.6状态方程

av1av2

L11t1t0L21t2t0

悬链线状态方程EE

l2l3cos12l2cos

11111111

212(t1t0)

cos1241Ecos1241cos1

斜抛物线近似状态方程

l2l3cos12l2cos

22222222

212(t2t0)

cos2242Ecos2242cos2

式中：

——两种状态下的档距，；

L1,L2m

——两种状态下的整档电线的平均应力，；

av1,av2MPa