專利名稱：架空輸電線路覆冰的模擬導(dǎo)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及架空輸電線路導(dǎo)線覆冰的監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及架空輸電線路覆冰
的模擬導(dǎo)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特別適用于輸電線路覆冰的預(yù)警、監(jiān)測(cè)和防治領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國(guó)地域遼闊氣象環(huán)境多變，是世界上輸電線路覆冰較多的國(guó)家之一，2005年和 2008年初的2次較大冰雪災(zāi)害天氣造成嚴(yán)重的線路覆冰、跳閘、斷線、倒塔等事故，給國(guó)民 經(jīng)濟(jì)和工農(nóng)業(yè)、人民生活用電帶來(lái)重大損失。這2次冰雪災(zāi)害的主要原因是多年一遇的大 范圍、長(zhǎng)時(shí)間低溫雨雪冰凍氣候，但也反映出我國(guó)電網(wǎng)抵御惡劣氣象條件的能力不足，缺乏 在第一時(shí)間掌握線路覆冰后綜合荷載情況的手段。 線路覆冰是否會(huì)造成的斷線、倒塔等事故的關(guān)鍵在于架空輸電線路覆冰導(dǎo)線綜 合荷載是否超出導(dǎo)線或桿塔能承受的應(yīng)力，預(yù)警、監(jiān)測(cè)的目的主要是能得到準(zhǔn)確的冰導(dǎo)線 綜合荷載，判斷是否采取措施，以避免斷線、倒塔等事故事故發(fā)生。 過(guò)去對(duì)輸電線路覆冰情況的監(jiān)測(cè)主要是靠線路運(yùn)行人員的現(xiàn)場(chǎng)觀察測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn) 的，但人工現(xiàn)場(chǎng)觀察測(cè)量的方式存在以下缺點(diǎn)一、人工成本巨大，勞動(dòng)效率低下；二、肉眼 只能觀察到輸電線路覆冰的表面情況，只能是目領(lǐng)U，不能提供準(zhǔn)確科學(xué)的數(shù)據(jù)，也無(wú)法計(jì)算 出架空輸電線路覆冰導(dǎo)線綜合荷載。 本申請(qǐng)人在2009年3月26日申請(qǐng)，專利申請(qǐng)名稱架空輸電線路導(dǎo)線覆冰實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)方法及系統(tǒng)，專利申請(qǐng)?zhí)?00910097184. 7的專利申請(qǐng)，該專利采用的技術(shù)方案是根據(jù) 實(shí)時(shí)測(cè)定的線路導(dǎo)線懸掛點(diǎn)傾角、導(dǎo)線溫度、懸垂絕緣子串偏移角和線路基本參數(shù)來(lái)確定 和計(jì)算線路覆冰導(dǎo)線綜合荷載和導(dǎo)線覆冰厚度，該方法在理論上合理、正確，結(jié)果精確，但 需要的配套的測(cè)量設(shè)備不少，需要確定的參數(shù)多，計(jì)算公式復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供架空輸電線路覆冰的模擬導(dǎo)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)通過(guò)對(duì)安裝在線路桿塔上模擬導(dǎo)線測(cè)量能方便準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對(duì)架空輸電線路導(dǎo)線覆冰 的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的架空輸電線路覆冰的模擬導(dǎo)線實(shí) 時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括圓筒型測(cè)量量頭、控制裝置、模擬導(dǎo)線、主站的控制主機(jī)；模擬導(dǎo)線為一 段與線路導(dǎo)線同型號(hào)、同材質(zhì)的已知長(zhǎng)度的模擬導(dǎo)線，懸掛在圓筒型測(cè)量量頭下；所述的圓 筒型測(cè)量量頭內(nèi)設(shè)有拉力傳感器，拉力傳感器最大量程為5、10、20、50kg可選，用于測(cè)量模 擬導(dǎo)線的重量，圓筒型測(cè)量量頭與控制裝置通過(guò)電纜相連，控制裝置用于將測(cè)量頭傳輸來(lái) 的重量信息進(jìn)行運(yùn)算和處理，再通過(guò)無(wú)線方式與主站的控制主機(jī)相連接。 所述的控制裝置包括太陽(yáng)能電池板和蓄電池、控制模塊、通信模i央，太陽(yáng)能電池板
和蓄電池為整個(gè)控制裝置提供電源，圓筒型測(cè)量量頭內(nèi)設(shè)的拉力傳感器與控制模塊相連， 控制模塊與通信模塊相連，通信模塊通過(guò)無(wú)線方式與主站的控制主機(jī)相連接。[0009] 圓筒型測(cè)量頭中還裝有攝像頭，用于獲取模擬導(dǎo)線上的圖像信息，以觀察模擬導(dǎo) 線上覆冰的形成和發(fā)展過(guò)程，攝像頭與控制模塊相連接。 本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型采用安裝在線路桿塔上由測(cè)量頭測(cè)量與線路 導(dǎo)線同型號(hào)、同材質(zhì)的一段模擬導(dǎo)線來(lái)確定和計(jì)算線路覆冰導(dǎo)線的綜合荷載和覆冰厚度， 且測(cè)量合理、正確，算法簡(jiǎn)單，結(jié)果精確，能適用于線路覆冰的綜合荷載和覆冰厚度計(jì)算，這 樣就可以在綜合荷載未超出導(dǎo)線或桿塔能承受的應(yīng)力時(shí)，及早采取措施，避免因線路覆冰 造成的跳閘、斷線、倒塔等事故，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和工農(nóng)業(yè)、人民生活用電帶來(lái)重大損失，方便準(zhǔn) 確地實(shí)現(xiàn)了對(duì)架空輸電線路覆冰導(dǎo)線的監(jiān)測(cè)，滿足電力部門預(yù)警、監(jiān)測(cè)的要求。

圖1是圓筒型測(cè)量頭和模擬導(dǎo)線的安裝示意圖； 圖2是架空輸電線路覆冰的模擬導(dǎo)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理圖；具體實(shí)施方式實(shí)施例1 :下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本實(shí)用新型的 保護(hù)范圍并不僅限于此 以某500kV線路覆冰導(dǎo)線為例，導(dǎo)線型號(hào)為4*LGJ-630/45，第4檔的檔距為352m、 高差為39. 0m、安裝弧垂為9. 27m，第5檔的檔距為437m、高差為1. 0m、安裝弧垂為14. 20m。 單根導(dǎo)線基本參數(shù)為計(jì)算截面666. 55mm2 ;外徑33. 60mm ;單位質(zhì)量2. 06kg/m ;彈 性系數(shù)63000N/mm2 ;線膨脹系數(shù)20. 9 X 10—61/°C 。 如圖2所示，架空輸電線路覆冰的模擬導(dǎo)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括圓筒型測(cè)量量頭 1、控制裝置7、模擬導(dǎo)線6、主站的控制主機(jī)；模擬導(dǎo)線6為一段與線路導(dǎo)線同型號(hào)、同材質(zhì) 的已知長(zhǎng)度的模擬導(dǎo)線，懸掛在圓筒型測(cè)量量頭1下，圓筒型測(cè)量量頭1通過(guò)鉸鐵2、3、4、5 安裝在架空輸電線路桿塔上，如圖1所示，所述的圓筒型測(cè)量量頭1內(nèi)設(shè)有拉力傳感器，拉 力傳感器最大量程為5、10、20、50kg可選，用于測(cè)量模擬導(dǎo)線的重量，圓筒型測(cè)量量頭1與 控制裝置7通過(guò)電纜相連，控制裝置7用于將測(cè)量頭傳輸來(lái)的重量信息進(jìn)行運(yùn)算和處理，再 通過(guò)無(wú)線方式與主站的控制主機(jī)相連接。 所述的控制裝置7包括太陽(yáng)能電池板和蓄電池、控制模塊、通信模塊，太陽(yáng)能電池
板和蓄電池為整個(gè)控制裝置提供電源，圓筒型測(cè)量量頭內(nèi)設(shè)的拉力傳感器與控制模塊相
連，控制模塊與通信模塊相連，通信模塊通過(guò)無(wú)線方式與主站的控制主機(jī)相連接。 圓筒型測(cè)量頭中還裝有攝像頭，用于獲取模擬導(dǎo)線上的圖像信息，以觀察模擬導(dǎo)
線上覆冰的形成和發(fā)展過(guò)程，數(shù)據(jù)通過(guò)內(nèi)部的DSP處理，生成標(biāo)準(zhǔn)的PAL信號(hào)格式，由電纜
送到控制模塊相連接。圖像尺寸為728X582 (PAL)/656X 492 (NTSC)像素。 控制裝置是多功能接口設(shè)備，內(nèi)部裝有控制、通信和電源等模塊，能將測(cè)量頭送來(lái)
的重量和視頻信息進(jìn)行運(yùn)算和處理，并通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線方式與安裝在電力企業(yè)內(nèi)的控
制系統(tǒng)主站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、接受和發(fā)送控制命令。太陽(yáng)能電池板和蓄電池提供控制箱的電
源，也為測(cè)量頭提供所需的直流12v電源?？刂蒲b置也接收和處理其它線路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備
的信息。 此處，已知模擬導(dǎo)線6長(zhǎng)度為lm，測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得覆冰時(shí)模擬導(dǎo)線質(zhì)量為6. 12kg。
4[0021] 覆冰計(jì)算方法 1)導(dǎo)線常態(tài)下的荷載 Wl = 9. 80665q = 9. 80665 X 2. 06 = 20. 2017N 2)導(dǎo)線覆冰時(shí)的荷載 w3 = 9. 80665X6. 12 = 60. 0167N 3)導(dǎo)線的覆冰厚度 & 一 -0'027728D± V(0.027728D)2 + 4x0.027728x(w3 — ) — 2x0.027728一 —0.027728 x 33.6 + ^(0.027728 x 33.6)2 + 4 x 0.027728 x (60.0167 — 20.2017)
一 2x0.027728= 24.65wm 因?yàn)榘惭b在線路桿塔上由測(cè)量頭懸掛的模擬導(dǎo)線與線路導(dǎo)線同型號(hào)、同材質(zhì)且又 處在相同的氣象環(huán)境下，因此模擬導(dǎo)線覆冰時(shí)的綜合荷載和覆冰厚度基本上等同于線路導(dǎo) 線覆冰時(shí)的綜合荷載和覆冰厚度。模擬導(dǎo)線的長(zhǎng)度已知，覆冰時(shí)的綜合荷載可由測(cè)量裝置 的拉力傳感器測(cè)得，故模擬導(dǎo)線的覆冰厚度可由式(4)求得，該覆冰厚度也就是線路導(dǎo)線 的覆冰厚度。 故該例題中500kV線路單根導(dǎo)線在無(wú)風(fēng)狀態(tài)下的覆冰厚度為24. 65mm。 以上的所述乃是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例及所運(yùn)用的技術(shù)原理，若依本實(shí)用新型
的構(gòu)想所作的改變，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說(shuō)明書及附圖所涵蓋的精神時(shí)，仍應(yīng)屬
本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求架空輸電線路覆冰的模擬導(dǎo)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括圓筒型測(cè)量量頭、控制裝置、模擬導(dǎo)線、主站的控制主機(jī)；模擬導(dǎo)線為一段與線路導(dǎo)線同型號(hào)、同材質(zhì)的已知長(zhǎng)度的模擬導(dǎo)線，懸掛在圓筒型測(cè)量量頭下；所述的圓筒型測(cè)量量頭內(nèi)設(shè)有拉力傳感器，用于測(cè)量模擬導(dǎo)線的重量，圓筒型測(cè)量量頭與控制裝置通過(guò)電纜相連，控制裝置用于將測(cè)量頭傳輸來(lái)的重量信息進(jìn)行運(yùn)算和處理，再通過(guò)無(wú)線方式與主站的控制主機(jī)相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路覆冰的模擬導(dǎo)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所 述的控制裝置包括太陽(yáng)能電池板和蓄電池、控制模塊、通信模塊，太陽(yáng)能電池板和蓄電池為 整個(gè)控制裝置提供電源，圓筒型測(cè)量量頭內(nèi)設(shè)的拉力傳感器與控制模塊相連，控制模塊與 通信模塊相連，通信模塊通過(guò)無(wú)線方式與主站的控制主機(jī)相連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的架空輸電線路覆冰的模擬導(dǎo)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于圓 筒型測(cè)量頭中還裝有攝像頭，用于獲取模擬導(dǎo)線上的圖像信息，以觀察模擬導(dǎo)線上覆冰的 形成和發(fā)展過(guò)程，攝像頭與控制模塊相連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及架空輸電線路覆冰的模擬導(dǎo)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括圓筒型測(cè)量量頭、控制裝置、模擬導(dǎo)線、主站的控制主機(jī)；模擬導(dǎo)線為一段與線路導(dǎo)線同型號(hào)、同材質(zhì)的已知長(zhǎng)度的模擬導(dǎo)線，懸掛在圓筒型測(cè)量量頭下；所述的圓筒型測(cè)量量頭內(nèi)設(shè)有拉力傳感器，拉力傳感器最大量程為5、10、20、50kg可選，用于測(cè)量模擬導(dǎo)線的重量，圓筒型測(cè)量量頭與控制裝置通過(guò)電纜相連，控制裝置用于將測(cè)量頭傳輸來(lái)的重量信息進(jìn)行運(yùn)算和處理，再通過(guò)無(wú)線方式與主站的控制主機(jī)相連接。本實(shí)用新型的有益效果測(cè)量合理、正確，算法簡(jiǎn)單，結(jié)果精確，能適用于線路覆冰的綜合荷載和覆冰厚度計(jì)算。
文檔編號(hào)G01L5/04GK201548361SQ20092017445
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者季洪獻(xiàn), 徐青松, 汪建勤, 胡旭光 申請(qǐng)人:金華電業(yè)局;杭州?？道坐B信息技術(shù)有限公司