[发明专利]一种输电线路状态集成监测装置及方法

说明书

本发明提供了一种输电线路状态集成监测装置及方法，监测装置包括：覆冰监测单元、风载荷监测单元、杆塔倾角监测单元、温湿度监测单元10、卡具2、支架3、基座箱4、连接光纤11和信号处理中心；卡具2安装在导线1上；基座箱4安装在输电杆塔横担上；覆冰监测单元的顶端与支架3接触，且底端固定在基座箱4的底面；风载荷监测单元的顶端与支架3接触，且底端固定在基座箱4的侧面；杆塔倾角监测单元固定在基座箱4的底面；温湿度监测单元10固定在基座箱4的底面；本发明可以同时实现对输电线路覆冰厚度、风载荷、杆塔倾角和环境温湿度的监测，解决了以往输电线路状态监测装置需停电安装、供电可靠性不足、信号传输困难和多参量交叉影响的问题。

技术领域

本发明属于输电线路监测领域，具体涉及一种输电线路状态集成监测装置及方法。

背景技术

架设在野外环境中的架空输电线路，容易受到覆冰、大风、高低温、地质灾害等自然条件的影响，准确获取线路承受的覆冰、风载荷、环境温度和杆塔倾斜等状态信息，及时采取应对措施，对于保障输电线路的安全稳定运行具有重要意义。

对于输电线路的监测，重点在于覆冰监测。目前行业内对输电线路覆冰的在线监测主要有三种方法：方法一是在悬垂绝缘子串上安装拉力传感器和倾角传感器，然后通过力学计算间接获得覆冰厚度；方法二是通过摄像头拍摄线路的覆冰视频或图像，定性判断覆冰情况，或通过图像处理算法定量分析覆冰厚度；方法三是对于OPGW(光纤架空复合地线)，可利用其内部的光纤对应力敏感的特性，通过对光纤传感信号的解调，获取OPGW的覆冰状态。然而，现有的三种监测方法都存在不足之处：方法一需要用传感器替换绝缘子中某个金具，施工时需要停电作业；方法二中的拉力及倾角传感器和摄像头，遇到持续低温雨雪天气时，供电可靠性难以保证，布置在无人区时，信号传输困难；方法三中OPGW的光纤传感信号，受到覆冰、风载荷和温度变化等多参量的交叉影响和相互干扰，尤其当覆冰和风载荷同时作用时，难以有效区分两者的影响权重，制约了监测精度。因此，急需提出一种可靠性高的输电线路监测装置。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种输电线路状态集成监测装置，包括：

所述监测装置包括：覆冰监测单元、风载荷监测单元、杆塔倾角监测单元、温湿度监测单元10、卡具2、支架3、基座箱4、连接光纤11和信号处理中心；

所述卡具2安装在导线1上，且与所述支架3固定连接；所述支架3插在基座箱4的槽中；

所述基座箱4安装在输电杆塔横担上；

所述覆冰监测单元的顶端与所述支架3的底面接触，所述覆冰监测单元的底端固定在基座箱4的内侧底面，所述覆冰监测单元，用于基于导线1覆冰而产生的变形量生成覆冰信号；

所述风载荷监测单元的顶端与支架3的侧面接触，所述侧面与导线1方向平行，所述风载荷监测单元的底端固定在基座箱4的内侧侧面，所述风载荷监测单元，用于基于导线1受到风载荷而产生的变形量生成风载荷信号；

所述杆塔倾角监测单元固定在基座箱4的内侧底面，所述杆塔倾角监测单元，用于基于基座箱4倾斜而产生的变形量生成杆塔倾角信号；

所述温湿度监测单元10固定在基座箱4的内侧底面，且所述温湿度监测单元10所在的基座箱4底面上预留一个与外界连通的小孔，所述温湿度监测单元10，用于基于外界环境温度和湿度的变化生成温湿度信号；

所述连接光纤11由覆冰监测单元、风载荷监测单元、杆塔倾角监测单元和温湿度监测单元10引出的光纤汇集而成，并与所述信号处理中心连接；

所述信号处理中心，用于接收并解调连接光纤11传输的覆冰、风载荷、杆塔倾角和温湿度信号，得到输电线路的覆冰厚度、风载荷值、杆塔倾斜角度、温度和湿度。

优选的，所述覆冰监测单元的数量为2个，且在基座箱4中对称分布，包括：

弹性梁5和光纤光栅6；