CN202305052U - 输电线路的在线温度监测装置 - Google Patents

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CN202305052U CN2011203546442U CN201120354644U CN202305052U CN 202305052 U CN202305052 U CN 202305052U CN 2011203546442 U CN2011203546442 U CN 2011203546442U CN 201120354644 U CN201120354644 U CN 201120354644U CN 202305052 U CN202305052 U CN 202305052U
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monitoring device
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戴沅
程养春
林介东
齐波
聂铭
詹花茂
梁永纯
孔健良
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North China Electric Power University
Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
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North China Electric Power University
Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
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Abstract

一种输电线路的在线温度监测装置，其特征是包括：一屏蔽外壳，内设有无线收发器和电源模块；一段与输电线路的导线型号一致、方向平行的参考导线；所述的参考导线和输电线路的导线穿过所述的屏蔽外壳，且在屏蔽外壳内的参考导线和输电线路的导线上设有多个温度传感器，各温度传感器与所述的无线收发器以数据线电连接，所述的电源模块通过从输电导线上取能给所述的无线收发器供电。本装置结构合理，使用简便，通过无线收发器来进行温度数据传输，从而达到远距离检测，屏蔽外壳能够起到防止电晕对装置内部器件正常工作影响的作用。

Description

输电线路的在线温度监测装置
技术领域
本实用新型涉及一种温度监测设备，尤其是涉及一种输电线路的在线温度监测装置。 
技术背景
对于架空输电电路来说，其允许运行载流量与环境风速、风向、环境温度、环境湿度和日照辐射等环境气象条件、以及与导线的直径、新旧程度和电阻等导线本身的物理性质所相关。我国在设计架空输电线路的时候，是按照十分恶劣的气象条件来计算线路的允许载流量的，即晴天（环境温度40℃）、风速低（平均风速0.5m/s）、太阳直射等这样的极端气象条件来计算。但实际上，出现这样极端的天气状况的时间很少，这种保守的计算方法虽然能够把导线运行的温度限制在安全范围，从而保证架空导线对地安全距离足够大；但是当气象条件处于一般情况而不是恶劣的条件下时，线路仍按极端气象条件设计的允许载流量来运行，会浪费掉一部分输电线路的送电能力，这是由于线路在一般情况下的允许载流量比在极端气象条件下的载流量要大。在计算输电线路允许载流量时，一般使用热平衡公式，，其中MCp是导线的比热容，Tc是导线温度，t是时间，I2R（Tc）是导线的通电发热，Qs是日照辐射吸热，Qc是对流散热，Qr是导线的辐射散热。当输电线路达到热平衡稳态时，dTc/dt = 0。 
在日照辐射的获取上，一种方法是通过取定值或者考虑太阳高度、太阳方位角、线路的方位角、海拔高度和地理位置等因素去计算得到日照强度。进而进一步得到日照辐射量Qs。但是，这种方法得出的只是晴天或者日照最强烈时刻的日照强度，与实际情况相差甚大，当遇到阴雨天气的时候，这个结果取值就不准确了（日照强度为0.1W/cm2）。另一种方法就是利用日照辐射传感器来获取实时的日照强度；但该方法的缺点也很明显，过分依赖日照辐射传感器，当传感器故障时，就会影响实时气象数据的获取，进而影响输电线路允许载流量的计算。 
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种输电线路的在线温度监测装置，其无需日照辐射传感器、通过直接测量输电导线和参考导线温度来获取准确的实时温度数据，通过计算获取实时日照辐射量以及气象条件对导线对流散热的影响。 
本实用新型的技术问题是通过以下技术方案解决的： 
一种输电线路的在线温度监测装置，其特征是包括：
一屏蔽外壳，内设有无线收发器和电源模块；
一段与输电线路的导线型号一致、方向平行的参考导线；
所述的参考导线和输电线路的导线穿过所述的屏蔽外壳，且在屏蔽外壳内的参考导线和输电线路的导线上设有多个温度传感器，各温度传感器与所述的无线收发器以数据线电连接，所述的电源模块通过从输电导线上取能给所述的无线收发器供电。
所述的屏蔽外壳为方形，由上下两部分组成，安装的时候，用连接件组合固定在一起构成一个整体。 
所述的屏蔽外壳内设有两条平行的线槽，以便容纳参考导线和输电线路的导线。 
所述的参考导线和输电线路的导线分别用固定喉箍固定在两个线槽上。 
所述的参考导线和输电线路的导线穿过外壳的开孔处设有垫圈。 
所述的参考导线和输电线路的导线用固定支臂固定好两导线之间的相对位置，使两者平行，固定支臂的两端设有支臂环用来固定导线。 
本实用新型通过加入一段参考导线（参考导线型号与输电导线一致），参考导线与输电导线所处的环境相同、新旧程度相同、表面老化相同，参考导线与输电导线相平行。由于参考导线与输电导线的各种条件相一致，因此它们的单位日照吸热量会相等。利用温度传感器实时测量参考导线的温度变化，可以得出有关于参考导线的暂态热平衡方程；最后再对输电导线使用暂态热平衡方程和稳态热平衡方程确定输电导线的实时允许载流量。这种方法可以免去日照辐射传感器的使用，同时也能根据实际的气象条件计算出日照强度和热传递系数，有利于克服采用保守的日照强度值和采用太阳高度角日照强度计算载流量所带来的与实际情况的误差，既适用于晴天时，也适用于阴雨天时的允许载流量计算。 
有益效果：本装置结构合理，使用简便，通过无线收发器来进行温度数据传输，从而达到远距离检测，屏蔽外壳能够起到防止电晕对装置内部器件正常工作影响的作用。 
附图说明
图1为本实用新型实施例1示意图； 
图2为本实用新型实施例2示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明：
如图1所示，本实用新型的实例一安装在需要动态增容和温度检测的输电线路上的导线上，本实施例包括与输电线路的导线型号一致、方向平行的参考导线1、待测输电导线2、方形屏蔽外壳3、电源模块4、温度传感器5、无线收发器6、固定支臂7、支臂固定环8、线槽9、固定喉箍10、垫圈11，其中，参考导线1和待测输电导线2分别用固定喉箍10固定在两个线槽9上，一同穿过方形屏蔽外壳3和垫圈11，在参考导线1的两端先分别安装上固定支臂7的一端和支臂环8，然后再把支臂7的另一端和支臂环8与待测输电导线2组合起来，固定参考导线1与输电导线2的相对位置，并使两者相平行。多个温度传感器5分别放置在两个线槽10上，与参考导线1和待测输电导线2的表面均有充分的接触。电源模块4设置在待测输电导线2的下方。各温度传感器5与无线收发器6相连。无线收发器6把数据传送到输电线路杆塔附近的接收基站处。
所采用的参考导线1型号与待测输电导线型号一致，新旧程度相同，长度在1m～1.5m之间，其所处的环境要与待测输电导线相一致，参考导线始终不通电流；支臂固定环8由绝缘材料制成，垫圈11由橡胶材料制成。 
方形屏蔽外壳，还带有防电晕的作用，保护装置内部电子元件的正常运行。 
支臂由复合材料制成，使参考导线不通电，电源模块装设在方形屏蔽外壳内，通过导线取电，为维持装置正常的运行进行供电。 
如图2 所示，实施例二包括参考导线1、待测输电导线2、方形屏蔽外壳3、组合螺栓12。所述的方形屏蔽外壳3由上下两部分组成，安装的时候，用组合螺丝12组合固定在一起构成一个整体。
本实用新型的参考导线相当于在两个杆塔之间架设一条不通电的平行导线，其型号、新旧程度一样，所处的大气环境中的风速、风向、环境温度、湿度等气象条件相同，单位长度吸收的日照辐射量相等，因而可以同时不断地测量参考导线和输电导线两者的温度值。参考导线的温度是仅受气象环境中的风速风向湿度日照等因素所影响的，而输电导线的温度除了受气象环境的因素影响之外，还受流经的电流产生的热量所影响。通过测得不断测得参考导线和输电导线的温度，可以得到参考导线和输电导线的两个热平衡稳态方程，并组成方程组，解方程组可以得到某个时刻的日照辐射量以及气象环境对导线散热有影响的对流散热系数。得到上述的两个数值量之后，再通过计算得到输电导线在该时刻环境影响下的允许载流量。整个计算过只需用到温度传感器测量参考导线和输电导线的温度，既可消除只按保守值固定日照辐射密度或者按太阳高度角计算日照辐射密度的局限性，也可减少日照辐射传感器的使用，准去地实现输电线路最大输送容量的计算。 

Claims (6)

1.一种输电线路的在线温度监测装置，其特征是包括：
一屏蔽外壳，内设有无线收发器和电源模块；
一段与输电线路的导线型号一致、方向平行的参考导线；
所述的参考导线和输电线路的导线穿过所述的屏蔽外壳，且在屏蔽外壳内的参考导线和输电线路的导线上设有多个温度传感器，各温度传感器与所述的无线收发器以数据线电连接，所述的电源模块通过从输电导线上取能给所述的无线收发器供电。
2.根据权利要求1所述的输电线路的在线温度监测装置，其特征是：所述的屏蔽外壳内设有两条平行的线槽。
3.根据权利要求2所述的输电线路的在线温度监测装置，其特征是：所述的参考导线和输电线路的导线分别用固定喉箍固定在所述的两条平行的线槽上。
4.根据权利要求3所述的输电线路的在线温度监测装置，其特征是：所述的参考导线和输电线路的导线穿过所述的屏蔽外壳处设有垫圈。
5.根据权利要求4所述的输电线路的在线温度监测装置，其特征是：所述的屏蔽外壳为方形，由上下两部分组成，用连接件组合固定构成一个整体。
6.根据权利要求5所述的输电线路的在线温度监测装置，其特征是：所述的参考导线和输电线路的导线用固定支臂固定好两导线之间的相对位置，使两者平行，固定支臂的两端设有支臂环用来固定导线。
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