[发明专利]一种输电线路等值覆冰厚度监测系统及方法

说明书

本发明提供了一种输电线路等值覆冰厚度监测系统及方法，该系统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。该系统方便准确地实现了对输电线路导线覆冰的监测，满足电力部门预警、监测的要求。

技术领域

本发明属于输电线路在线监测领域，尤其涉及一种输电线路等值覆冰厚度监测系统及方法。

背景技术

防冰抗冰历年来都是输电线路工作的重中之重，目前国内外等值覆冰厚度的监测方法多种多样，包括倾角法、称重法、图像等效判别法、气象法等。应用较为广泛的是称重法和倾角法两种。但基于这两种方法的等值覆冰厚度技术还存在一定的缺陷和不足，主要体现在以下几个方面：

称重法等值覆冰厚度监测技术的不足有：一、比较适用于直线塔，而不太适用于耐张塔：基于称重法是对垂直档距内的垂向荷载变化进行监测来间接监测等值覆冰厚度这一基本原理，在耐张场合下不太适合用称重法来对覆冰厚度进行监测，这极大地影响了覆冰监测装置布点的可选择性；二、目前的绝缘子串拉力传感器采用的是以替换球头挂环为主的安装方式，操作过程复杂繁琐，不利于现场安装和运维工作；三、替换的金具型号种类繁多，结构不同，导致了绝缘子串拉力传感器的型号众多，相互之间无法进行互换；四、进行了线路金具的替换，给线路的安全运行增加了隐患。

倾角法等值覆冰厚度监测技术的不足有：一、电源系统设计存在缺陷：以往的导线倾角及温度传感器在取能方式上存在缺陷，由于使用的是导线感应取能方式，该取能模式下传感器的正常运行极大地依赖于导线电流的稳定程度(适用范围小)，故电源系统运行一直不稳定，传感器的故障率一直居高不下。二、监测数据的准确度较差：研究表明，造成监测准确度差的原因主要有三个方面：1)导线倾角法需要有高精度的导线倾角监测传感器作支撑，其准确度等级需要在0.1°以内；2)在大风工况下，导线处于运动状态，如果此时只是简单地对导线倾角数据进行采样，不对风荷载引起的噪声采取过滤措施，将极大地影响导线倾角监测的准确度，最终影响导线等值覆冰厚度监测的准确度；3)未充分考虑绝缘子串倾斜角对覆冰监测的影响，在覆冰工况下，悬垂绝缘子串两侧往往存在不同程度的不平衡张力，而且覆冰越严重，不平衡张力差越显著，数值仿真的结果表明，如果忽略由于不平衡张力引起的导线档距的微量变化，将会使得最终计算得到的导线应力以及等值覆冰厚度出现较大的误差。

综上所述，电力部门需要有一种精确有效的输电线路等值覆冰厚度监测装置及系统，来实时测量和分析实际工况中的输电线路覆冰厚度。

发明内容

基于此，本发明提供了一种输电线路等值覆冰厚度监测系统及方法，方便准确地实现了对输电线路导线覆冰的监测，满足电力部门预警、监测的要求。其具体采用的技术方案如下：

一种输电线路等值覆冰厚度监测系统，包括导线倾角传感器、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所述绝缘子串倾角传感器与所述主控制器通信连接。

一种输电线路等值覆冰厚度监测方法，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_En+λ₂×sinθ_cn，计算档距增量Δl；