[发明专利]一种输电线路等值覆冰厚度监测系统及方法

权利要求书

1.一种输电线路等值覆冰厚度监测系统，其特征在于，包括导线倾角传感器和/或绝缘子串倾角传感器和主控制器；

所述导线倾角传感器安装于导线挂点处，所述绝缘子串倾角传感器安装于悬垂绝缘子串上，所述主控制器安装于杆塔横担上；所述导线倾角传感器和/或所述绝缘子串倾角传感器与所述主控制器通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路等值覆冰厚度监测系统，其特征在于，所述导线倾角传感器为一体成型结构，包括温度-倾角模块、第一通信模块和第一供电模块；所述第一供电模块连接到所述温度-倾角模块和所述第一通信模块；所述第一通信模块与所述主控制器通信连接；

或者，所述绝缘子串传感器为一体成型结构，包括倾角模块、第二通信模块和第二供电模块；所述第二供电模块连接到所述倾角模块和所述第二通信模块；所述第二通信模块与所述主控制器通信连接。

3.根据权利要求2所述的一种输电线路等值覆冰厚度监测系统，其特征在于，所述第一通信模块、所述第二通信模块和主控制器包括射频通信单元。

4.根据权利要求3所述的一种输电线路等值覆冰厚度监测系统，其特征在于，所述第一供电模块和所述第二供电模块包括太阳能单元和磷酸铁锂蓄电池。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种输电线路等值覆冰厚度监测系统，其特征在于，

当导线倾角法覆冰监测模式为直-直模式时，所述监测系统至少包括2个所述绝缘子串倾角传感器和1个导线倾角传感器，所述绝缘子串倾角传感器分别设置在本塔和邻塔的绝缘子串上，所述导线倾角传感器设置在本塔导线挂点处；

当导线倾角法覆冰监测模式为直-耐模式时，所述监测系统至少包括1个所述绝缘子串倾角传感器和1个所述导线倾角传感器，所述绝缘子串倾角传感器设置在本塔绝缘子串上，所述导线倾角传感器设置在本塔导线挂点处；

当导线倾角法覆冰监测模式为耐-耐模式时，所述监测系统至少包括1个所述导线倾角传感器，所述导线倾角传感器设置在本塔导线挂点处。

6.一种输电线路等值覆冰厚度监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取未知状态下导线温度t_n、导线挂点出口处倾斜角θ_An、本塔绝缘子串倾斜角θ_Bn、邻塔绝缘子串倾斜角θ_Cn；

根据本塔绝缘子串长度λ₁、邻塔绝缘子串长度λ₂和所述本塔绝缘子串倾斜角θ_Bn、邻塔绝缘子串倾斜角θ_Cn，利用公式：Δl＝λ₁×sinθ_Bn+λ₂×sinθ_Cn，计算档距增量Δl；

根据公式：Δh＝λ₁×(1-cosθ_Bn)-λ₂×(1-cosθ_cn)，计算高差增量Δh；

根据导线设定温度t_m下、无外负荷载时的档距l和高差h，利用公式：

计算现行档距下的高差角β_n；

根据导线单位长度自重W、导线最终弹性系数E、所述设定温度t_m下无外负荷载时的高差角β和导线水平应力σ_m，利用牛顿迭代法计算现行档距下导线温度所述设定温度下、无外荷载时的导线水平应力σ₀₁，计算公式如下:

其中，γ为导线自重比载，

根据导线温度线膨胀系数α和所述设定温度t_m利用以下公式计算未知状态下的导线水平应力σ_n和导线综合比载γ_n：

根据导线截面积S，利用公式：w_n＝γ_n×S，计算未知状态下，导线单位长度荷载w_n；

根据导线单位长度自重W、导线外径D，利用公式：w_n＝w+0.027728b·(b+D)，计算等值覆冰厚度b。