[发明专利]架空输电线路导线覆冰实时监测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及输电线路导线的监测领域，尤其涉及架空输电线路导线覆冰实 时监测方法及系统，特别适用于输电线路覆冰的预警、监测和防治领域。

背景技术

我国地域辽阔气象环境多变，是世界上输电线路覆冰较多的国家之一，2005 年和2008年初的2次较大冰雪灾害天气造成严重的线路覆冰、跳闸、断线、倒 塔等事故，给国民经济和工农业、人民生活用电带来重大损失。这2次冰雪灾 害的主要原因是多年一遇的大范围、长时间低温雨雪冰冻气候，但也反映出我 国电网抵御恶劣气象条件的能力不足，缺乏在第一时间掌握线路覆冰后综合荷 载情况的手段。

线路覆冰是否会造成的断线、倒塔等事故的关键在于：架空输电线路覆冰 导线综合荷载是否超出导线或杆塔能承受的应力，预警、监测的目的主要是能 得到准确的冰导线综合荷载，判断是否采取措施，以避免断线、倒塔等事故事 故发生。

过去对输电线路覆冰情况的监测主要是靠线路运行人员的现场观察测量来 实现的，但人工现场观察测量的方式存在以下缺点：一、人工成本巨大，劳动 效率低下；二、肉眼只能观察到输电线路覆冰的表面情况，只能是目测，不能 提供准确科学的数据，也无法计算出架空输电线路覆冰导线综合荷载。

有人曾设想利用视频设备进行监控，但往往输电线路覆冰的地方温度低， 潮湿度高，摄像机在这样环境下一般不能正常工作，传输回来的图像很模糊， 如果使用高成本的军用红外线摄像机，能传输清晰的图像，但这也只能克服人 工现场观察测量存在的人工成本巨大，劳动效率低下的缺点，再清晰的图像也 不能提供准确科学的线路覆冰导线综合荷载数据。随着国民经济快速发展，高 压输电线路的分布越来越广，地球环境的破坏，气象变化多端，电力系统监测 部门急切地寻找一种能在高压电场和高低温等恶劣天气环境下可靠工作，能实 现线路覆冰实时精确监测的方法和系统。

发明内容

本发明的目的在于提供架空输电线路导线覆冰实时监测方法，该方法根据 实时测定的线路导线悬挂点倾角、导线温度、悬垂绝缘子串偏移角和线路基本 参数来确定和计算线路覆冰导线综合荷载和导线覆冰厚度，该方法在理论上合 理、正确，算法简单，结果精确，并且能适用于线路耐张段内均匀覆冰和非均 匀覆冰的计算，方便准确地实现了对架空输电线路覆冰导线的监测，完全满足 电力部门预警、监测的要求。

本发明的另一目的在于提供架空输电线路导线覆冰实时监测系统，该系统 能实时测量线路导线的悬挂点倾角、导线温度和悬垂绝缘子串的偏移角，以实 现上述覆冰导线综合荷载实时计算，本发明提供的监测系统采用多项新技术， 能在高压电场和高低温等恶劣天气环境下可靠工作，为实现线路覆冰实时监测 和计算提供了基本数据。

本发明是通过以下技术方案达到上述目的：

架空输电线路导线覆冰实时监测方法，包括如下步骤：1)将倾角-温度监 测装置设置在各档线路导线上，用于实时测量线路导线的悬挂点倾角和导线温 度；2)将偏移角-风偏角监测装置设置在各悬垂绝缘子串上，用于实时测量悬垂 绝缘子串沿导线方向偏移角和垂直导线方向风偏角；3)根据倾角-温度监测装置 实测的第i档导线悬挂点倾斜角θ_i(°)，

计算：

式中i表示线路耐张段中第i档；l_i为档距(m)；h_i为两悬挂点高差(m)，当悬挂 点比另一端高时为正，比另一端低时为负；为高差角(°)；H_i为覆冰状态时导 线的水平张力(N)；w_i为覆冰状态时导线单位长度的荷载(N/m)；

4)根据偏移角-风偏角监测装置实测的第i档悬垂绝缘子串的垂直偏移角为υ_i(°)，第i-1档绝缘子串垂直偏移角为υ_(i-1)(°)，计算第i档档距增量Δl_i(m)：

Δl_i＝L_Ji×sinυ_i-L_J(i-1)×sinυ_(i-1)

式中L_Ji、L_J(i-1)分别为第i、i-1档绝缘子串长度(m)；