CN207066494U - 输电线路覆冰监测*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种输电线路覆冰监测***，与所述输电线路平行设置的同型号、同材质的模拟导线，用于固定模拟导线端部的支架，采集模拟导线覆冰情况参数的数据采集装置，将数据采集到的数据发送至控制中心的DTU装置，为***提供电力的太阳能充电装置；所述太阳能充电装置包括太阳能电池板、蓄电池、用于放置蓄电池的机箱，所述机箱为带间隙的双层结构，所述间隙内填充着保温棉，所述太阳能电池板与水平面的最小倾斜角度大于45度且小于90度。本实用新型一体化设计，功能模块化，具有良好的监测效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及输电线路覆冰在线监测***。
背景技术
输电线路设置在户外，受环境影响较大，例如输电线路覆冰有可能导致输电线路过荷载、绝缘子串覆冰闪络、导线舞动以及发生不均匀覆冰或不同期脱冰事故, 从而造成巨大的经济损失和严重的社会影响。由于输电线路覆冰受局部微地形气候条件影响大，而有些线路架设在人烟稀少、交通不便的地区，极大地增加了巡视人员的劳动强度。目前国内的覆冰在线装置种类繁多，其主要覆冰监测方式为以下几种：
1. 视频图像法：这个方案是通过安装在杆塔上摄像机拍摄图片, 并通过GPRS /GSM 传输, 人工依据图片判断现场覆冰的情况。缺点是只能观测到输电线路覆冰的情况，这种方法无法准确判断出覆冰的严重程度。
2.称重法：通过拉力传感器测量垂直档内导线的质量, 并根据风速、风向、绝缘子串倾角等数据, 计算出风阻系数和绝缘子串的倾斜分量, 最终得出覆冰质量。在算法上主要依据输电线路状态方程。其缺点是基于电阻应变片的拉力传感器方法存在装置长期工作稳定性和可靠性的问题，最重要的是其测量的误差也大，造成结果很不准确。
3.水平张力——倾角法：通过拉力传感器测量耐张段绝缘子串轴向张力和悬挂点倾角数据, 得出覆冰质量。其缺点是只能测量稳态时的覆冰情况, 安装时需要改变耐张段绝缘子串的结构, 有可能带来结构上的隐患。
4. 基于热力学机理的数学模型。通过建立导线覆冰热力学能量平衡关系, 获得导线表面结冰的判据、冰厚计算式和冰重增长率等参数。忽略了导线表面粗糙度、已有覆冰形状对覆冰过程的影响。其缺点是不能揭示覆冰过程的特性和细节, 不能体现相关作用因素的影响, 仅是用于结果分析的"黑箱"仿真。
由此可知现有的覆冰在线监测技术稳定性有待提高，机械传动部件容易冻结，监测参数不全，尤其在恶劣气候条件下降低了监测结果的时效性和准确性。因此在加强对输电线路覆冰灾祸的实时监测，及时做出防止覆冰灾祸的应对办法十分有必要。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述现有技术存在的技术问题，提供一种输电线路覆冰监测***，与所述输电线路平行设置的同型号、同材质的模拟导线，用于固定模拟导线端部的支架，采集模拟导线覆冰情况参数的数据采集装置，将数据采集到的数据发送至控制中心的DTU装置，为***提供电力的太阳能充电装置；
所述太阳能充电装置包括太阳能电池板、蓄电池、用于放置蓄电池的机箱，所述机箱为带间隙的双层结构，所述间隙内填充着保温棉，所述太阳能电池板与水平面的最小倾斜角度大于45度且小于90度。
在本技术方案中，所述数据采集装置包括：测量所述模拟导线覆冰荷载的应变式称重传感器，采集模拟导线覆冰视频的摄像机，测量温湿度的温湿度传感器、空气质量传感器和气象传感器。
优选的，所述摄像机安装在模拟导线上方，且摄像机的镜头与模拟导线的距离小于1m。
支架有两种结构，一种是所述支架包括一支撑杆，所述支撑杆的一端与用于固定输电线路的杆塔连接，另一端与模拟导线连接。另一种是所述支架包括连接杆和与连接杆垂直连接的两根平行设置的支撑杆，所述连接杆与用于固定输电线路的杆塔连接，所述两根支撑杆与模拟导线的一端连接。
本实用新型采用模拟导线和摄像机结构的模式，安装方便、测量原理简单，无须改变线路原有结构，在线路覆冰监测上实现了数据监测和视频画面相结合，改进称重测量装置的安装方式，无须在杆塔和绝缘子的连接处安装拉力传感器，无须停电作业，并且由于设置了气象传感器，可以使数据的采集在无风情况下进行，使得测量结构不受风影响，不受输电线路档距大小影响，不受一个耐张段内不均匀覆冰影响。通过温湿度的变化相关人员可以进行覆冰生长预测，还可以直接测算出覆冰的生长厚度，能实时监测覆冰的生长厚度，精度±2mm。通过双层保温机箱对蓄电池进行保护，提高供电单元的稳定性和寿命。同时从结构的创新设计上解决了太阳能电池板被覆雪、覆冰、风沙遮挡，丧失充电的问题。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的***结构示意图。
图2是本实用新型支架的第一实施例。
图3是本实用新型支架的第二实施例。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步进行说明。
如图1所示，本实用新型的一实施例提出的输电线路覆冰监测***，采用的是模拟导线与智能摄像机以及其他传感器相结合的线路覆冰测量方式。本实用新型在用于固定输电线路的杆塔上悬挂一根与输电线路的导线同型号、同材质的平行模拟导线，用来模拟与输电线路同样的气象条件下的线路的覆冰情况，通过测量模拟导线重量从而间接确定覆冰的厚度。
本实用新型通过数据采集装置来采集模拟导线覆冰情况参数。数据采集装置包括应变式称重传感器、摄像机、温湿度传感器、空气质量传感器和气象传感器。通过高精度的应变式称重传感器可以检测模拟导线覆冰荷载，为了精准地测量覆冰厚度，高精度应变式传感器与模拟导线的安装链接方式需尽量减少风力对其造成的结果。通过智能摄像机拍摄的现场画面实现对现场的监测，从而保证了对现场覆冰情况有充分的了解，智能摄像机的安装位置为在模拟导线的上方且镜头与模拟导线的距离应在在1m以内，这样通过摄像机便可清楚地观测的线路覆冰的现场情景。在线路覆冰形成、发展及融化过程中，温湿度变化是最敏感的因素之一，通过高精度的温湿度传感器获得的监测区域的温湿度变化，可推测线路覆冰是处于形成、生长或融化的哪一阶段，与计算的等值覆冰厚度进行对比分析，可在一定程度上判断覆冰严重程度的趋势。通过空气质量传感器获取监测地点的空气质量并将数据传到控制中心。因为风力对模拟导线的影响也会造成覆冰测量的不够准确，故正确的测量应在无风状态。通过微气象站的协助，即使在冰雪天气也能确定监测区域的无风状态。
数据采集装置采集到的各种数据将通过一个DTU装置发送至控制中心，DTU装置广泛应用于气象、水文水利、地质等行业。DTU(Data Transfer unit)是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。DTU装置可以实现间接链接的方式，除此之外DTU装置也能够用一个固定的公共网络IP地址或者域名自动连接到控制中心并保持这一通信链路。此时，DTU装置需要主动连接到控制中心。在无GPRS区域或双塔距离较近时，可以使用小无线自主组网，并接力传输，将相关数据传递到GPRS转接站，汇总传回控制中心。
模拟导线通过支架来固定其端部，支架具有两种结构，一种是单支架结构，如图2所示，支架包括一支撑杆2，支撑杆2的一端与用于固定输电线路的杆塔连接，另一端与模拟导线1连接，单支架结构固定的模拟导线容易受到风力的影响造成晃动而导致测量不够准确。另一种是双支架结构，如图3所示，支架包括连接杆和与连接杆垂直连接的两根平行设置的支撑杆，连接杆与用于固定输电线路的杆塔连接，两根支撑杆与模拟导线的一端连接。两根支撑杆上分别用来固定两个高精度应变式称重传感器，同时将模拟导线对应的位置分别连接到两个传感器上，这样的方式使测量的精准度大大的得到提高。
本***是通过太阳能充电装置来提供电力，太阳能充电装置包括太阳能电池板、蓄电池、用于放置蓄电池的机箱，造成输电线路在线监测***低温环境下在线率低的主要原因是供电***在覆冰低温环境下使用效果的大幅下降。通常户外输电线路在线监测装置的供电方式为太阳能+蓄电池，而在低温环境下，蓄电池的容量大幅下降，再加上如果太阳能电池板覆雪而造成不能充电，供电***基本就处于瘫痪状态，也就直接造成了设备掉线。为解决该问题，本实用新型通过对供电单元结构的改变来达到提高监测装置低温稳定性的目的。首先放置蓄电池的机箱采用带间隙的双层结构，间隙内填充保温棉，也可以给蓄电池套上一个“棉外衣”，其次将太阳能电池板从传统的45°倾斜方式改为接近90°的倾斜方式，即太阳能电池板与水平面的最小倾斜角度大于45度且小于90度，可以防止太阳能电池板上面积雪。
本实用新型的测量方法合理，算法简单，结果准确，而且安装简单安全，不涉及线路带电部分，能方便准确地实现对输电线路覆冰的实时监测，可满足电力部门对输电线路覆冰预警、监测的要求。
以上的具体实施例仅用以举例说明本实用新型的构思，本领域的普通技术人员在本实用新型的构思下可以做出多种变形和变化，这些变形和变化均包括在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种输电线路覆冰监测***，其特征在于，与所述输电线路平行设置的同型号、同材质的模拟导线，用于固定模拟导线端部的支架，采集模拟导线覆冰情况参数的数据采集装置，将数据采集到的数据发送至控制中心的DTU装置，为***提供电力的太阳能充电装置；
所述太阳能充电装置包括太阳能电池板、蓄电池、用于放置蓄电池的机箱，所述机箱为带间隙的双层结构，所述间隙内填充着保温棉，所述太阳能电池板与水平面的最小倾斜角度大于45度且小于90度。
2.如权利要求1所述的输电线路覆冰监测***，其特征在于，所述数据采集装置包括：测量所述模拟导线覆冰荷载的应变式称重传感器，采集模拟导线覆冰视频的摄像机，测量温湿度的温湿度传感器。
3.如权利要求2所述的输电线路覆冰监测***，其特征在于，所述数据采集装置还包括空气质量传感器和气象传感器。
4.如权利要求2所述的输电线路覆冰监测***，其特征在于，所述摄像机安装在模拟导线上方，且摄像机的镜头与模拟导线的距离小于1m。
5.如权利要求1所述的输电线路覆冰监测***，其特征在于，所述支架包括一支撑杆，所述支撑杆的一端与用于固定输电线路的杆塔连接，另一端与模拟导线连接。
6.如权利要求1所述的输电线路覆冰监测***，其特征在于，所述支架包括连接杆和与连接杆垂直连接的两根平行设置的支撑杆，所述连接杆与用于固定输电线路的杆塔连接，所述两根支撑杆与模拟导线的一端连接。
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| CN201720757330.4U CN207066494U (zh) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | 输电线路覆冰监测*** |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109781181A (zh) * | 2019-02-02 | 2019-05-21 | 深圳市恺恩科技有限公司 | 一种可视化移动式覆冰在线监测设备及*** |
| CN109959576A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-02 | 贵州电网有限责任公司 | 一种线路覆冰检测设备 |
| CN110132145A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-08-16 | 深圳市裕阳讯科技有限公司 | 一种可视化输电线路覆冰厚度测量及自动预警的装置 |
| CN110160448A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-08-23 | 安徽久壬电气科技有限公司 | 一种输电线路模拟导线覆冰在线监测*** |
| CN110470348A (zh) * | 2019-09-18 | 2019-11-19 | 浙江大学 | 一种输电线路覆冰重量近地面无线监测*** |
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