CN111023959A - 一种覆冰监测*** - Google Patents

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刘伟
柴晓静
潘化安
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Wuhan Ele Vate Electric Power Technology Co ltd
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明涉及一种覆冰监测***，包括：冰厚检测仪、无线通信模块及监控中心，冰厚检测仪设置在高压输电线的塔架的电气箱上；冰厚检测仪包括：结冰传感器与解算器，结冰传感器设置有电磁振动线圈；解算器与交流放大器电性连接；电磁振动线圈与交流放大器组成闭环振荡电路；当冰厚检测仪结冰时，结冰传感器的固定振动频率发生变化；解算器根据固定振动频率确定结冰厚度；无线通信模块与解算器电性连接，并与监控中心进行无线通信，无线通信模块接收结冰厚度并将其发送给监控中心。该覆冰监测***提高了检测精度，增大了检测范围，能远程监测和控制，及时消除覆冰，保障输电线路安全。

Description

一种覆冰监测***
技术领域
本发明涉及电力设备维护技术领域，特别涉及一种覆冰监测***。
背景技术
输电线路覆冰是雨滴在遇到冷空气后凝结在输电线路上，造成大面积电线被冰包住的现象，输电线路大部分是直接裸露在自然环境中，自然条件对输电线的工作状况有较大影响。风霜雨雪对输电线的侵害常常导致输电线路的瘫痪，线路覆冰是较为严重的一种状况。
线路覆冰会增加输电线路承受的承载力，机械荷载随着覆冰的增加而增大，电线、绝缘子串和杆塔上所承受的冰重量以及覆冰后因受风面积加大而增加了风压。当冰、风综合荷载超过上述部件的强度的允许值时，线路就会损坏。
在风力较大的环境地区还可能造成输电线路的舞动现象，即覆冰电线在风的作用下出现振荡或有节奏、低频率的舞动现象，舞动或振荡的惯性作用使线路和杆塔产生共振，从而对杆塔产生更大的波动，更容易造成杆塔的倒塌倾斜。另外，受地形、地物、风向和风力等因素的影响，线路杆塔两侧电线覆冰可能不均匀冰雪融化时，由于气温回升和风振等条件的差异，也会产生两侧不同期脱冰的现象。当不均匀覆冰和不同期脱冰所引起的荷载出现某种不利的组合情况时，杆塔受到很大扭矩和弯矩而遭到破坏，是比较常见的。不均匀覆冰产生的不平衡张力，还会导致电线在线夹处断股甚至被拉断。
现有技术中输电线路覆冰监测装置的检测精度一般，检测范围较小。
发明内容
本申请提供了一种覆冰监测***，解决了或部分解决了现有技术覆冰监测的检测精度一般，检测范围较小的技术问题，实现了提高检测精度，增大检测范围，能远程监测和控制，及时消除覆冰，保障输电线路安全的技术效果。
本申请提供的一种覆冰监测***，包括：冰厚检测仪、无线通信模块及监控中心，其中，
所述冰厚检测仪设置在高压输电线的塔架的电气箱上；所述冰厚检测仪包括：结冰传感器与解算器，所述结冰传感器设置有电磁振动线圈；所述解算器与交流放大器电性连接；所述电磁振动线圈与所述交流放大器组成闭环振荡电路；当所述冰厚检测仪结冰时，所述结冰传感器的固定振动频率发生变化；所述解算器根据所述固定振动频率确定结冰厚度；
所述无线通信模块与所述解算器电性连接，并与所述监控中心进行无线通信，所述无线通信模块接收所述结冰厚度并将其发送给所述监控中心。
作为优选，还包括温度传感器，设置在所述冰厚检测仪上，以检测所述冰厚检测仪的温度信息；
所述温度传感器与所述无线通信模块电性连接，将所述温度信息发送给所述无线通信模块。
作为优选，还包括湿度传感器，设置在所述冰厚检测仪上，以检测所述冰厚检测仪位置的湿度信息；
所述湿度传感器与所述无线通信模块电性连接，将所述湿度信息发送给所述无线通信模块。
作为优选，还包括风速传感器，设置在所述冰厚检测仪上，以检测所述冰厚检测仪位置的风速信息；
所述风速传感器与所述无线通信模块电性连接，将所述风速信息发送给所述无线通信模块。
作为优选，还包括：防冻开关和加热器，
所述加热器设置在所述冰厚检测仪上，所述加热器与所述防冻开关通过导线连通；
所述防冻开关与所述无线通信模块电性连接；
所述控制中心发送加热指令到所述无线通信模块，所述无线通信模块控制所述防冻开关闭合，使所述加热器工作。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
通过采用由冰厚检测仪、无线通信模块及监控中心组成的覆冰监测***，冰厚检测仪设置在高压输电线的塔架的电气箱上；冰厚检测仪包括：结冰传感器与解算器，结冰传感器设置有电磁振动线圈；解算器与交流放大器电性连接；电磁振动线圈与交流放大器组成闭环振荡电路；当冰厚检测仪结冰时，结冰传感器的固定振动频率发生变化；解算器根据固定振动频率确定结冰厚度；无线通信模块与解算器电性连接，并与监控中心进行无线通信，无线通信模块接收结冰厚度并将其发送给监控中心，以便监控中心及时掌握覆冰情况。解决了或部分解决了现有技术覆冰监测的检测精度一般，检测范围较小的技术问题，实现了提高检测精度，增大检测范围，能远程监测和控制，及时消除覆冰，保障输电线路安全的技术效果。
附图说明
图1为本申请实施例提供的覆冰监测***的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
参见附图1，本申请提供的一种覆冰监测***，包括：冰厚检测仪、无线通信模块及监控中心，其中，
冰厚检测仪设置在高压输电线的塔架的电气箱上；冰厚检测仪包括：结冰传感器与解算器，结冰传感器设置有电磁振动线圈；解算器与交流放大器电性连接；电磁振动线圈与交流放大器组成闭环振荡电路；当冰厚检测仪结冰时，结冰传感器的固定振动频率发生变化；解算器根据固定振动频率确定结冰厚度。
无线通信模块与解算器电性连接，并与监控中心进行无线通信，无线通信模块接收结冰厚度并将其发送给监控中心。
冰厚检测仪与高压输电线路所处的自然环境几乎完全相同，当冰厚检测仪结冰时，可表征高压输电线上的结冰厚度。解算器根据固定振动频率确定结冰厚度；无线通信模块与结冰解算器电性连接，并与监控中心进行无线通信，无线通信模块接收结冰厚度并将其发送给监控中心，以便监控中心及时掌握覆冰情况。
进一步的，还包括：防冻开关和加热器，加热器设置在冰厚检测仪上，加热器与防冻开关通过导线连通；防冻开关与无线通信模块电性连接；控制中心发送加热指令到无线通信模块，无线通信模块控制防冻开关闭合，使加热器工作。解算器计算出当前的结冰速率，并判断上结冰传感器是否有冰，同时根据温度传感器的信号打开防冰开关，并向外发送数据。测量完结冰速率后，自动接通结冰传感器上的加热器，给结冰传感器加热除冰，以便结冰传感器循环工作。
对于冰厚检测仪的供电：可以采用交流电源供电以及太阳能光伏供电。主要由太阳能光伏电池板、充放电控制器、储能电池组成，供电容量主要和连续工作阴雨天数、每天工作时间以及***功耗相关。
该覆冰监测***工作时，一般会设置结冰等级，结冰传感器结冰，当检测到冰厚为0.5mm时，解算器得出当前结冰速率：(弱结冰：＜0.6mm/min，中度结冰：(0.6～1.0)mm/min，强结冰：(1.1～2.0)mm/min，极强结冰：＞2.0mm/min)。通过解算器计算得出结冰厚度(结冰速率*结冰时间)，自动接通加热器，给结冰传感器加热除冰，以便结冰传感器循环工作，通过累加得出总的结冰厚度：(弱结冰：0.1mm～5.0mm，中度结冰：5.1mm～15.0mm，强结冰：15.1mm～30.0mm，极强结冰：＞30mm)。
进一步的，还包括温度传感器，设置在冰厚检测仪上，以检测冰厚检测仪位置的温度信息；温度传感器与无线通信模块电性连接，将温度信息发送给无线通信模块。还包括湿度传感器，设置在冰厚检测仪上，以检测冰厚检测仪位置的湿度信息；湿度传感器与无线通信模块电性连接，将湿度信息发送给无线通信模块。还包括风速传感器，设置在冰厚检测仪上，以检测冰厚检测仪位置的风速信息；风速传感器与无线通信模块电性连接，将风速信息发送给无线通信模块。可以通过监测点的风速与温度、湿度一起，来预测监测点覆冰状态。
该覆冰监测***通过冰厚检测仪、温度传感器、湿度传感器及风速传感器，能够采集线路的覆冰速率、覆冰厚度、环境温度、湿度等信息，并且同时兼容线路覆冰历史数据信息和风速信息，后期可构建覆冰风险评估模型，能够对输电线路覆冰状态进行实时监测及预警，提前预判输电线路覆冰趋势，更好的保障了输电线路的安全稳定运行。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种覆冰监测***，其特征在于，包括：冰厚检测仪、无线通信模块及监控中心，其中，
所述冰厚检测仪设置在高压输电线的塔架的电气箱上；所述冰厚检测仪包括：结冰传感器与解算器，所述结冰传感器设置有电磁振动线圈；所述解算器与交流放大器电性连接；所述电磁振动线圈与所述交流放大器组成闭环振荡电路；当所述冰厚检测仪结冰时，所述结冰传感器的固定振动频率发生变化；所述解算器根据所述固定振动频率确定结冰厚度；
所述无线通信模块与所述解算器电性连接，并与所述监控中心进行无线通信，所述无线通信模块接收所述结冰厚度并将其发送给所述监控中心。
2.如权利要求1所述的覆冰监测***，其特征在于，还包括温度传感器，设置在所述冰厚检测仪上，以检测所述冰厚检测仪的温度信息；
所述温度传感器与所述无线通信模块电性连接，将所述温度信息发送给所述无线通信模块。
3.如权利要求1所述的覆冰监测***，其特征在于，还包括湿度传感器，设置在所述冰厚检测仪上，以检测所述冰厚检测仪位置的湿度信息；
所述湿度传感器与所述无线通信模块电性连接，将所述湿度信息发送给所述无线通信模块。
4.如权利要求1所述的覆冰监测***，其特征在于，还包括风速传感器，设置在所述冰厚检测仪上，以检测所述冰厚检测仪位置的风速信息；
所述风速传感器与所述无线通信模块电性连接，将所述风速信息发送给所述无线通信模块。
5.如权利要求1所述的覆冰监测***，其特征在于，还包括：防冻开关和加热器，
所述加热器设置在所述冰厚检测仪上，所述加热器与所述防冻开关通过导线连通；
所述防冻开关与所述无线通信模块电性连接；
所述控制中心发送加热指令到所述无线通信模块，所述无线通信模块控制所述防冻开关闭合，使所述加热器工作。
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