基于BP神經網絡的懸垂絕緣子串風偏角預測模型

眭嘉里，嚴 波，林 翔，伍 川，呂中賓，張 博

(1.重慶大學 航空航天學院，重慶 400044；2.河南省電力公司電力科學研究院，鄭州 450052)

輸電線路懸垂絕緣子串在風荷載作用下會發生偏擺，若風偏角度太大，絕緣子串懸掛的導線與桿塔之間的間隙可能小于絕緣間隙容許值，從而導致風偏閃絡、跳閘和導線燒傷等事故[1,2]。在輸電線路設計時，計算懸垂絕緣串在設計風速下的風偏角極為重要。

我國架空高壓輸電線路設計中，通常采用將懸垂絕緣子串簡化為剛性直桿，按靜力平衡計算懸垂絕緣串的風偏角[3]。該方法計算簡單，但是忽略了實際風場脈動風的動態特性對絕緣子串風偏角的影響。

Annestrand等[4]在真型試驗線路中對懸垂絕緣子串的風偏角進行了實測記錄，基于這些實測結果Hileman[5]通過曲線擬合方式，給出了與風速相關的風偏角計算公式，該公式于1999年引入了IEEE標準中[6]。另外，澳大利亞和新西蘭的設計標準中也給出了一個類似于我國規程中的計算公式[7]，該公式也沒有考慮動態風載荷對風偏角的影響。嚴波等[8-9]考慮脈動風的影響，采用有限元數值方法模擬了不同結構參數兩檔線路在隨機風場作用下的響應，得到懸垂絕緣子串風偏角的隨機響應時程，通過引入風載荷調整系數給出了考慮脈動風慣性影響的風偏角計算公式，然而風載荷調整系數的確定需要求解非線性方程，且該系數受線路結構因素影響明顯，使用不便。

筆者采用有限元數值方法，模擬研究輸電線路在不同導線型號、導線初始應力、檔距和高差等參數條件下，線路在不同基本風速隨機風場中的動態響應，獲得不同參數下懸垂絕緣子串風偏角的隨機響應，得到在不同保證率下的風偏角。……