专利名称：电网输电线路监测方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及输电设备技术领域，特别是涉及一种电网输电线路监测方法和系统。
背景技术：
高压架空输电线路容易受到气象环境(如大风、冰雪等)和人为因素影响而引起故障，从而导致输电线路设备损毁，影响输电线路的安全运行，严重时还会导致大面积电力供应瘫痪，给国民经济造成重大损失。比如，由微风造成的微风振动、导线风偏是高压架空线路上普遍存在的隐患，是造成高压架空输电线路疲劳断股的主要原因；强风条件造成的线路舞动一旦形成，持续时间一般可达数小时，对高压输电线路会造成极大的破坏作用；雨雪天气造成的线路覆冰，杆塔拉线更容易结冰，且对称的拉线结冰往往不平衡，会导致杆塔的倾斜，这也是输电线路安全保障的巨大隐患。输电线路微风振动、舞动、覆冰、风偏、污秽、雷击等故障现象，大多数受当地恶劣气象环境影响所致。我国地域广大，输电线路具有危险点分散性大、距离长、难以监控维护等特点，由气象台提供的对某个地区的定时定点监测记录并不能完全准确地反映特定输电线路走廊的气象条件。另外，输电线路走廊历史气象数据完全一片空白，给输电线路故障判断、预防及研究带来了一定的困难。2005年春节前后华中地区出现极为罕见的冻雨、雨雪天气，特别是湖南、湖北两省分别遭受了 50年以来大面积、长时间、高强度的输电线路覆冰自然灾害，造成华中电网 500kV变电站发生设备故障5次，500kV交直流输电线路共跳闸18条69次。2008年1月，全国南方十几个省市遇到了罕见的冰雪天气，输电线路受覆冰等影响出现大面积事故停电， 给人民生活和社会造成十分严重的不良影响。湖北、湖南、河南、江西、四川、重庆、浙江、安徽、福建、江苏等地电网实施损失严重，造成36740条IOkV及以上电力线路、2016座35kV及以上变电站停运，IOkV及以上杆塔倒塌及损坏310321基，其中110-500kV8381基，从而导致电力供应短缺，出现大面积停电状况。仅国家电网公司经营范围就有545个县(区)、2706 万用户用电受到影响，其中80个县(区)供电几乎全部中断，直接财产损失104. 5亿元。恶劣极端天气、外力破坏等对电力安全生产、线路及塔基的安全具有重要影响。因此，全方位监控线路和电网的运行状态，对于提高电力系统的安全性、可靠性、稳定性、经济性十分重要。
发明内容
本发明的目的是提出一种电网输电线路监测方法和系统，以全方位监控线路和电网的运行状态。为实现上述目的，本发明提供了一种用于电网输电线路的监测系统，包括第一综合传感器，布设于两个杆塔之间输电线路的中间位置，包括高度计、第一加速度传感器、温湿度传感器和雨量传感器；第二综合传感器，布设于输电线路电缆接头处，包括泄露电流传感器、拉力传感器和风速风向传感器；第二加速度传感器，布设于输电线路电缆接头到第一综合传感器之间输电线路的中间位置。在一个 实施例中，监测系统还包括数据处理装置，数据处理装置包括弧垂状况获取模块，用于根据高度计的测量结果、输电线路的静态信息、传输容量以及温湿度传感器和雨量传感器测得的微气象条件获取输电线路的弧垂状况；风偏角获取模块，用于根据高度计和第一和第二加速度传感器的测量数据，以及温湿度传感器和雨量传感器测得的微气象条件，获取输电线路的风偏角；运动轨迹获取模块，用于根据第一和第二加速度传感器的测量数据获取输电线路的运动位置轨迹；振动水平及疲劳寿命获取模块，用于根据第一和第二加速度传感器的测量数据、风速风向传感器的测量数据和温湿度传感器的测量数据获取输电线路的微风振动水平和疲劳寿命；舞动状态获取模块，用于根据加速度传感器的测量数据获取输电线路的最大受力情况，融合最大受力情况、高度计的测量数据和微气象条件获取输电线路的舞动状态监测结果；覆冰情况获取模块，用于根据泄露电流传感器和拉力传感器的测量数据对输电线路的覆冰情况进行监测。在一个实施例中，风速风向传感器为全固态小型超声波共振型风速风向传感器。在一个实施例中，监测系统还包括视频监控装置，布设于输电杆塔上，将对输电线路进行监视的信息通过无线通信网络传送给监控中心。在一个实施例中，监测系统还包括骨干节点，接收第一综合传感器、第二综合传感器和第二加速度传感器的数据，并通过通信网络传送第一综合传感器、第二综合传感器和第二加速度传感器监测的数据。在一个实施例中，监测系统还包括包含于第一综合传感器、第二综合传感器或第二加速度传感器的通信模块，用于将第一综合传感器、第二综合传感器或第二加速度传感器的监测数据通过通信网络传送给监控中心。在一个实施例中，第一综合传感器、第二综合传感器和第二加速度传感器的监测数据的传送符合多跳组网协议。在一个实施例中，监测系统还包括光纤复合架空地线(OPGW)，布设于输电线路上。在一个实施例中，高度计为激光测距高度计。为实现上述目的，本发明还提供了一种用于电网输电线路的监测方法，包括根据高度计的测量结果、输电线路的静态信息、传输容量，以及温湿度传感器和雨量传感器测得的微气象条件监测输电线路的弧垂状况；根据高度计和加速度传感器的测量数据，以及温湿度传感器和雨量传感器测得的微气象条件，监测输电线路的风偏角；根据加速度传感器的测量数据监测输电线路的运动位置轨迹；根据加速度传感器的测量数据获取输电线路的最大受力情况，融合最大受力情况、高度计的测量数据和微气象条件获取输电线路的舞动状态监测结果；根据加速度传感器的测量数据、风速风向传感器的测量数据和温湿度传感器的测量数据监测输电线路的微风振动水平和疲劳寿命；根据泄露电流传感器和拉力传感器的测量数据对输电线路的覆冰情况进行监测。在一个实施例中，监测方法还包括对输电线路进行监视，并将监视的信息通过通信网络传送给监控中心。在一个实施例中，监测方法还包括接收高度计、加速度传感器、风速风向传感器、 温湿度传感器、泄露电流传感器和拉力传感器监测的数据；将高度计、加速度传感器、风速风向传感器、温湿度传感器、泄露电流传感器和拉力传感器监测的数据通过通信网络传送给监控中心。在一个实施例中，监测输电线路的风偏角，包括根据高度计的测量数据、加速度传感器的测量数据、位移模型获取第一风偏角；根据高度计测得的当前高度和历史高度获取第二风偏角；根据视频或图像信息获取第三风偏角；根据风速风向信息、传输线路的静态信息获取第四风偏角；融合第一、第二、第三和第四风偏角，获取 输电线路的风偏角。
基于上述技术方案，根据本发明的一方面，通过结合无线传感器网络技术的优势， 提出基于传感器多维感知技术的输电线路在线监测方法和系统，实现输电线路弧垂、覆冰、 风偏、风摆、舞动等的可靠在线监测。根据本发明的另一方面，通过在整条输电线路上部署温度传感器、加速度传感器、温湿度传感器、风速风向传感器等，并通过每个杆塔上的汇聚节点构成一个传感器簇，多个簇构成线状网络并通过电力通信网构成整个智能电网输电线路在线监测系统，有效预防和减少电网输电线路事故。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步解释，构成本发明的一部分。本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，但并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1为根据本发明实施例的电网输电线路的监测方法的流程图。图2为根据本发明另一实施例的电网输电线路的监测方法的流程图。图3为根据本发明实施例的系统网络拓扑结构示意图。图4为根据本发明实施例的电网输电线路的监测系统的结构示意图。图5为根据本发明另一实施例的电网输电线路的监测系统的结构示意图。图6为根据本发明实施例的第一综合传感器的结构示意图。图7为根据本发明实施例的第二综合传感器的结构示意图。图8为根据本发明实施例的数据处理装置的结构示意图。
具体实施例方式下面参照附图对本发明进行更详细的描述，其中说明本发明的示例性实施例。在附图中，相同的标号表示相同或者相似的组件或者元素。图1为根据本发明实施例的电网输电线路的监测方法100的流程图。在步骤102中，根据高度计的测量结果、输电线路的静态信息、传输容量，以及温湿度传感器和雨量传感器测得的微气象条件监测输电线路的弧垂状况。在步骤104中，根据高度计和加速度传感器的测量数据，以及温湿度传感器和雨量传感器测得的微气象条件，监测输电线路的风偏角。在步骤106中，根据加速度传感器的测量数据监测输电线路的运动位置轨迹。在步骤107中，根据加速度传感器的测量数据获取输电线路的最大受力情况，融合最大受力情况、高度计的测量数据和微气象条件获取输电线路的舞动状态监测结果。在步骤108中，根据加速度传感器的测量数据、风速风向传感器的测量数据和温湿度传感器的测量数据监测输电线路的微风振动水平和疲劳寿命。
在步骤110中，根据泄露电流传感器和拉力传感器的测量数据对输电线路的覆冰情况进行监测。本领域的技术人员将可以理解，用于电网输电线路的监测方法100的各步骤并不分先后执行顺序，各步骤能够综合实现预防和减少电网事故。图2为根据本发明另一实施例的电网输电线路的监测方法200的流程图。 在步骤202中，根据高度计的测量结果、输电线路的静态信息、传输容量，以及温湿度传感器和雨量传感器测得的微气象条件监测输电线路的弧垂状况。输电线路弧垂是线路设计和运行的主要指标，关系到线路的运行安全，因此必须控制在设计规定的范围内。 线路运行负荷和周围环境的变化都会造成线路弧垂的变化，过大的弧垂不但会造成事故隐患，也会限制线路的输送能力。在一个实施例中，输电线路弧垂的测量可以以高度计测量为主，融合由输电线路静态信息、传输容量、微气象条件等估算出来的结果，得出当前可靠的导线弧垂状态。弧垂的测量结果可以是覆冰、风偏、舞动等状态测量的重要信息来源。在一个实施例中，高度记可以是激光测距高度计。在步骤204中，根据高度计和加速度传感器(比如MEMS陀螺)的测量数据，以及温湿度传感器和雨量传感器测得的微气象条件，监测输电线路的风偏角。在一个实施例中， 可以根据高度计的测量数据、加速度传感器的测量数据、位移模型获取第一风偏角。根据高度计测得的当前高度和历史高度获取第二风偏角。根据视频或图像信息获取第三风偏角。 根据风速风向信息、传输线路的静态信息获取第四风偏角。然后，融合第一、第二、第三和第四风偏角，获取输电线路的风偏角。在步骤206中，根据加速度传感器的测量数据监测输电线路的运动位置轨迹。当导线受到侧阵风吹拂的时候，其摆动轨迹可以简化为钟摆运动，通常三相线路按同样的方式摆动。当遇到侧阵风和垂直切变风复合类型的复杂气象情况时，有可能发生某二相线路的相向运动，导致过度接近而发生短路事故。通过在输电线路上安装三轴加速度传感器可以实时监测导线的横向加速度，经过二次积分可以得到导线的运动位置轨迹，系统综合各相传感器的同一时刻的运动轨迹就可以对可能的导线异常接近给出告警。在步骤207中，风速风向传感器可以监测输电线路周围的风速和风向。在一个实施例中，风速风向传感器可以是全固态小型超声波共振型风速风向传感器，用于对输电线路周围的风速和风向进行测量。通过输电线路上部署的加速度传感器计算出的导线风偏以及风速风向传感器的测量数据，可以为输电线路的设计和风偏校验提供实测依据，协助运行部门查找故障点。另夕卜，可以通过监测中心对输电线路所经区域的气象资料的观测、记录、收集，积累运行资料， 完善风偏计算方法，同时准确地记录输电线路杆塔上的最大瞬时风速、风压不均勻系数、强风下的导线运动轨迹等，为制定合理的设计标准提供技术数据。在步骤208中，根据加速度传感器的测量数据、风速风向传感器的测量数据和温湿度传感器的测量数据监测输电线路的微风振动水平和疲劳寿命。比如，通过三维加速度传感器监测导线的振动情况，分析记录导线的振动频率、振幅，结合线路周围的风速、风向、 气温、湿度等微气象环境参数以及导线本身力学性能参数，在线分析判断线路微风振动的水平和导线的疲劳寿命。
在导 线运行中，由于在静张力之上叠加了振动，导线承受了由几种应力级分量组成的复杂荷载系列，在导线运行的同一时间内，各个分量具有不同的振动循环次数。估算一个具有这种荷载系列的导线疲劳使用寿命可以应用累积损伤理论。应力框图是累积频率曲线的基础，通过对输电线路振动信号数据进行时域和频域分析，可以估算出同一时间内不同应力级的循环次数。同时，可以观察各个频率分量上振动的大小，从而预防输电线路上可能产生的共振。经过估算可以得出疲劳寿命。参照预测结果及专家知识库设置的提示、预警、报警值可以给出检修建议。在步骤209中，根据加速度传感器的测量数据获取输电线路的最大受力情况，融合最大受力情况、高度计的测量数据和微气象条件获取输电线路的舞动状态监测结果。比如，在一档导线中多点安装三维加速度传感器节点以监测导线舞动情况，采集三轴加速度信息，依据对监测点加速度的计算分析及线路基本信息、导线舞动三自由度数据模型分析舞动线路的纵向、横向舞动半波数及计算导线运行的轨迹相关参数，进而根据历史经验和相关模型，判断线路是否发生舞动危害，发出报警信息，避免相间放电、倒塔等事故的发生。当输电线遇有风向与线路水平夹角大于45度的大风时，整档导线在强大风力和导线本身机械应力的作用下将产生整体扭转与摆动，导线整体的这种扭转和摆动随着持续风力的作用而逐渐加大，慢慢形成椭圆形的运动轨迹。当扭转加剧并导致导线以较低频率进行大幅度上下跳动，这时导线的扭摆现象已不十分明显，整档导线的状态表现为定向的波浪式运动，当风力减弱时，导线将从上下跳动逐步恢复为扭转和摆动并逐渐减弱直至停止。根据舞动的特点得出，在舞动剧烈运动的前期和后期，线路的运动轨迹主要以摆动为主，因此，实时监测输电线路摆动的角度或者输电线上某点摆动的振幅，能够对线路起良好的监控和预警作用。利用加速度传感器可以描绘导线某点的运动轨迹，对加速度数据进行二重积分即可得到位置数据。此外，由于加速度数据是不连续的，可以进行近似积分。通过计算，可以精确得出导线的最大运动距离，通过测得的最大加速度，可以近似推导该段导线的最大受力情况，从而可以给出导线受损可能的指导数据。由于导线舞动受各种参量的影响，在实际系统中，导线舞动监测可以融合如微气象、高度计、塔架视频等的信息，设计合理的多源信息融合模型，获取可靠的舞动状态监测结果。在步骤210中，根据泄露电流传感器和拉力传感器的测量数据对输电线路的覆冰情况进行监测。比如，可以在输电杆塔的绝缘子上安装绝缘子泄露电流传感器和拉力传感器节点，采集拉力、重量等数据，根据拉力、重量与覆冰状况之间的对应关系进行计算判定。 另外，通过对线路弧垂的实时测量也可以对线路覆冰情况进行实时监测。通过实时测量环境温度、湿度、风速、风向、雨量等参数，也可以判断是否有结冰可能。如果可能结冰可以启动拉力传感器进行绝缘子拉力测量，以精确判断是否有结冰现象。 如果没有结冰可能，就不启动耗费电力的拉力测量，从而延长绝缘子泄露电流传感器和拉力传感器节点的电池寿命。在步骤212中，对输电线路进行监视，并将监视的信息通过通信网络传送给监控中心。比如，在重要的大跨距输电杆塔上可以安装视频监控装置，通过无线通信网络将照片、视频等信息传往监控中心。进而，在监控中心可以随时、全天候地掌握输电线路的情况，比如覆冰的形成和发展情况等。另外，将塔架上的视频监控装置获取的当前图像信息与历史信息进行比较、分析，可以进一步确认线路的弧垂以及覆冰情况。再辅以微气象测量数据，能够及时适当的进行调整，增加线路电流，提高导线温度，以防止导线覆冰。在步骤214中，接 收高度计、加速度传感器、风速风向传感器、温湿度传感器、泄露电流传感器和拉力传感器监测的数据，将高度计、加速度传感器、风速风向传感器、温湿度传感器、泄露电流传感器和拉力传感器监测的数据通过通信网络传送给监控中心。由于输电线路分布范围广，跨越距离大，为保证传感信息的有效传输，避免信息丢失，在传感网中可以采用多跳组网协议，以多跳中继通信的方式使网络具备更远的信息传输距离。通过电力专用通信网络或借助公网移动通信网络实现传感信息的远距离传输，提供更加灵活、高速、便捷的信息传输服务，确保信息传输的高效畅通，为输电线路现场与后台监控中心的互通互联提供可靠优质的传输服务。依据输电线路应用场景，可以设计系统网络拓扑为链状簇型结构，如图3所示。图3包括传感节点302、骨干节点304和通信链路306。传感节点302可以部署各类传感器比如高度计、加速度传感器等。在一个实施例中，可以在输电杆塔上布设骨干节点 304，从其通信范围内的各传感节点302采集监测数据，并将其通过通信网络发送给后台监控中心。在一个实施例中，传感节点302与骨干节点304之间可以采用单向通信链路306， 骨干节点304能支持多个传感节点302，如256个。在一个实施例中，骨干节点304之间的通信可以为双向通信链路306。骨干节点304可以构成链型拓扑多跳网络。在另一个实施例中，可以在某个传感器节点302上加装通信模块，直接将传感器的数据通过通信网络发送给监控中心。在一个实施例中，通信网络可以是TD-SCDMA、GSM等网络，可以直接接入3G 移动通信网络，在有条件的杆塔也可以接入光纤复合架空地线(OPGW)光网。本领域的技术人员将可以理解，用于电网输电线路的监测方法200中的步骤 202-212并不分先后执行顺序，各步骤能够综合实现预防和减少电网事故。图4为根据本发明实施例的电网输电线路的监测系统400的结构示意图。电网输电线路的监测系统400包括第一综合传感器402、第二综合传感器404和第二加速度传感器 406。第一综合传感器402，布设于两个杆塔之间输电线路的中间位置，包括高度计、第一加速度传感器、温湿度传感器和雨量传感器。第二综合传感器404，布设于输电线路电缆接头处，包括泄露电流传感器、拉力传感器和风速风向传感器。第二加速度传感器406，布设于输电线路电缆接头到第一综合传感器之间输电线路的中间位置。图5为根据本发明另一实施例的电网输电线路的监测系统500的结构示意图。电网输电线路的监测系统500包括第一综合传感器502、第二综合传感器504、第二加速度传感器506、视频监控装置508、骨干节点510。第一综合传感器502，布设于两个杆塔之间输电线路的中间位置，包括高度计、第一加速度传感器、温湿度传感器和雨量传感器。在一个实施例中，高度计可以为激光测距高度计。第一综合传感器502还可以包括能量供应模块、信号调整模块、A/D转换模块、数据处理装置、数据传输模块，如图6所示。
第二综合传感器504，布设于输电线路电缆接头处，包括泄露电流传感器、拉力传感器和风速风向传感器。在一个实施例中，风速风向传感器为全固态小型超声波共振型风速风向传感器。第二综合传感器504还可以包括能量供应模块、信号调整模块、A/D转换模块、数据处理装置、数据传输模块，如图7所示。如图6和图7所示的第一综合传感器502和第二综合传感器504中的数据处理装置可以如图8所示，包括弧垂状况获取模块802、风偏角获取模块804、运动轨迹获取模块 806、振动 水平及疲劳寿命获取模块808、舞动状态获取模块810和/或覆冰情况获取模块 812。其中，弧垂状况获取模块802，用于根据高度计的测量结果、输电线路的静态信息、传输容量，以及温湿度传感器和雨量传感器测得的微气象条件获取输电线路的弧垂状况。风偏角获取模块804，用于根据高度计和第一和第二加速度传感器的测量数据，以及温湿度传感器和雨量传感器测得的微气象条件，获取输电线路的风偏角。运动轨迹获取模块806，用于根据第一和第二加速度传感器的测量数据获取输电线路的运动位置轨迹。振动水平及疲劳寿命获取模块808，用于根据第一和第二加速度传感器的测量数据、风速风向传感器的测量数据和温湿度传感器的测量数据获取输电线路的微风振动水平和疲劳寿命。舞动状态获取模块810，用于根据加速度传感器的测量数据获取输电线路的最大受力情况，融合最大受力情况、高度计的测量数据和微气象条件获取输电线路的舞动状态监测结果。覆冰情况获取模块812，用于根据泄露电流传感器和拉力传感器的测量数据对输电线路的覆冰情况进行监测。在一个实施例中，数据处理装置也可以包含于骨干节点510或后台监控中心。第二加速度传感器506，布设于输电线路电缆接头到第一综合传感器之间输电线路的中间位置。每条输电线路可以部署三个加速度传感器，其中一个集成到第一综合传感器502中，另外两个部署(如第二加速度传感器506)在第一综合传感器502的两侧，位置在输电线电缆接头到第一综合传感器502的中间位置。视频监控装置508，布设于输电杆塔上，将对输电线路进行监视的信息通过无线通信网络传送给监控中心。骨干节点510，接收第一综合传感器502、第二综合传感器504、第二加速度传感器 506以及视频监控装置508的数据，并通过通信网络传送第一综合传感器502、第二综合传感器504、第二加速度传感器506以及视频监控装置508监测的数据。在一个实施例中，第一综合传感器502、第二综合传感器504、第二加速度传感器 506或视频监控装置508可以包括通信模块，用于将第一综合传感器502、第二综合传感器 504、第二加速度传感器506或视频监控装置508的监测数据通过通信网络直接传送给监控中心。在一个实施例中，第一综合传感器502、第二综合传感器504、第二加速度传感器 506以及视频监控装置508的监测数据的传送可以符合多跳组网协议。通信网络可以为 TD-SCDMA网络。在一个实施例中，输电杆塔也可以接入光纤复合架空地线(OPGW)。基于上述描述，根据本发明的一方面，通过结合无线传感器网络技术的优势，提出基于传感器多维感知技术的输电线路在线监测方法和系统，实现输电线路弧垂、覆冰、风偏、风摆、舞动等的可靠在线监测。通过在整条输电线路上部署温度传感器、加速度传感器、 温湿度传感器、风速风向传感器等，并通过每个杆塔上的汇聚节点构成一个传感器簇，多个簇构成线状网络并通过电力通信网构成整个智能电网输电线路在线监测系统，有效预防和减少电网输电线路事故。 本发明的描述 是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
权利要求
1.一种用于电网输电线路的监测系统，其特征在于，包括第一综合传感器，布设于两个杆塔之间输电线路的中间位置，包括高度计、第一加速度传感器、温湿度传感器和雨量传感器；第二综合传感器，布设于输电线路电缆接头处，包括泄露电流传感器、拉力传感器和风速风向传感器；第二加速度传感器，布设于输电线路电缆接头到所述第一综合传感器之间输电线路的中间位置。
2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，还包括数据处理装置，所述数据处理装置包括弧垂状况获取模块，用于根据所述高度计的测量结果、输电线路的静态信息、传输容量以及所述温湿度传感器和雨量传感器测得的微气象条件获取输电线路的弧垂状况；风偏角获取模块，用于根据所述高度计和所述第一和第二加速度传感器的测量数据， 以及所述温湿度传感器和雨量传感器测得的微气象条件，获取输电线路的风偏角；运动轨迹获取模块，用于根据所述第一和第二加速度传感器的测量数据获取输电线路的运动位置轨迹；振动水平及疲劳寿命获取模块，用于根据所述第一和第二加速度传感器的测量数据、 所述风速风向传感器的测量数据和温湿度传感器的测量数据获取输电线路的微风振动水平和疲劳寿命；舞动状态获取模块，用于根据所述加速度传感器的测量数据获取输电线路的最大受力情况，融合所述最大受力情况、所述高度计的测量数据和微气象条件获取输电线路的舞动状态监测结果；覆冰情况获取模块，用于根据所述泄露电流传感器、拉力传感器的测量数据对输电线路的覆冰情况进行监测。
3.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述风速风向传感器为全固态小型超声波共振型风速风向传感器。
4.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，还包括视频监控装置，布设于输电杆塔上，将对输电线路进行监视的信息通过无线通信网络传送给监控中心。
5.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，还包括骨干节点，接收所述第一综合传感器、第二综合传感器和第二加速度传感器的数据， 并通过通信网络传送所述第一综合传感器、第二综合传感器和第二加速度传感器监测的数据。
6.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，还包括包含于所述第一综合传感器、第二综合传感器或第二加速度传感器的通信模块，用于将所述第一综合传感器、第二综合传感器或第二加速度传感器的监测数据通过通信网络传送给监控中心。
7.根据权利要求5或6所述的监测系统，其特征在于，所述第一综合传感器、第二综合传感器和第二加速度传感器的监测数据的传送符合多跳组网协议。
8.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，还包括光纤复合架空地线(OPGW)，布设于输电线路上。
9.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述高度计为激光测距高度计。
10.一种用于电网输电线路的监测方法，其特征在于，包括根据高度计的测量结果、输电线路的静态信息、传输容量，以及温湿度传感器和雨量传感器测得的微气象条件监测输电线路的弧垂状况；根据所述高度计和加速度传感器的测量数据，以及所述温湿度传感器和雨量传感器测得的微气象条件，监测输电线路的风偏角；根据所述加速度传感器的测量数据监测输电线路的运动位置轨迹； 根据所述加速度传感器的测量数据获取输电线路的最大受力情况，融合所述最大受力情况、所述高度计的测量数据和微气象条件获取输电线路的舞动状态监测结果；根据所述加速度传感器的测量数据、风速风向传感器的测量数据和温湿度传感器的测量数据监测输电线路的微风振动水平和疲劳寿命；根据泄露电流传感器和拉力传感器的测量数据对输电线路的覆冰情况进行监测。
11.根据权利要求10所述的监测方法，其特征在于，还包括对输电线路进行监视，并将监视的信息通过通信网络传送给监控中心。
12.根据权利要求10所述的监测方法，其特征在于，还包括接收所述高度计、加速度传感器、风速风向传感器、温湿度传感器、泄露电流传感器和拉力传感器监测的数据；将所述高度计、加速度传感器、风速风向传感器、温湿度传感器、泄露电流传感器和拉力传感器监测的数据通过通信网络传送给监控中心。
13.根据权利要求10所述的监测方法，其特征在于，所述监测输电线路的风偏角，包括根据所述高度计的测量数据、所述加速度传感器的测量数据、位移模型获取第一风偏角；根据所述高度计测得的当前高度和历史高度获取第二风偏角； 根据视频或图像信息获取第三风偏角； 根据风速风向信息、传输线路的静态信息获取第四风偏角； 融合所述第一、第二、第三和第四风偏角，获取输电线路的所述风偏角。
全文摘要
本发明提供一种电网输电线路监测方法和系统，涉及输电设备技术领域。其中，用于电网输电线路的监测系统，包括第一综合传感器，布设于两个杆塔之间输电线路的中间位置，包括高度计、第一加速度传感器、温湿度传感器和雨量传感器；第二综合传感器，布设于输电线路电缆接头处，包括泄露电流传感器、拉力传感器和风速风向传感器；第二加速度传感器，布设于输电线路电缆接头到第一综合传感器之间输电线路的中间位置。通过结合无线传感器网络技术的优势，提出基于传感器多维感知技术的输电线路在线监测方法和系统，有效预防和减少电网输电线路事故。
文档编号G01D21/02GK102221381SQ20111015453
公开日2011年10月19日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者何清素, 刘建明, 曾令康, 李祥珍, 欧清海, 甄岩, 陈晰 申请人:国网信息通信有限公司