专利名称：架空输电线路导线覆冰实时监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型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，只能是目领U，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系统。
实用新型内容本实用新型的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，方便准确地实现了对架空输电线路导线覆
冰实时监测，完全满足电力部门预警、监测的要求。 本实用新型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系统，包括倾角_温度监测装置、偏移角_风偏 角监测装置，监控系统主机；所述的倾角-温度监测装置设置在各档线路导线上，所述的偏 移角-风偏角监测装置设置在各悬垂绝缘子串上，所述的监控系统主机设在现场或监控中 心；偏移角-风偏角监测装置与倾角-温度监测装置连接，倾角-温度监测装置与监控主机 无线连接。[0009] 所述的倾角-温度监测装置，内部包括以下模块电流互感器、电源整定模块、倾 角采样模块、温度采样模块、电流采样模块、通信模块、主控模块MCU ;电流互感器通过与线 路导线的直接耦合，用于给装置提供电源，并作交流电流的前期处理；倾角采样模块、温度 采样模块、电流采样模块、通信模块分别与主控模块MCU连接，电源整定模块用于完成装置 工作电压的稳压功能；倾角采样模块用于把导线悬挂点倾角信息转变为能被主控模块MCU 读取的数字量，输出至主控模块MCU;温度采样模块用于把导线温度信息转变为能被主控 模块MCU读取的数字量，输出至主控模块MCU ;电流采样模块用于把导线交流电流信息转变 为能被主控模块MCU读取的数字量，输出至主控模块MCU ;主控模块MCU用于读取、处理本 装置的倾角、温度和电流的数字量，完成相关计算和存储数据，完成监控系统主机指令的处 理，通信模块用于完成主控模块MCU发出的数据和控制指令的收发任务，以RF方式将所有 信息发往监控系统主机。 所述的偏移角-风偏角监测装置内部为双轴数字角度传感器模块，输出数字信号 通过电缆接到上述倾角_温度的监测装置的主控模块MCU，主控模块MCU控制通信模块以 RF方式将信息发往监控系统主机。 本实用新型的有益效果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，以实现覆冰导线综合荷载实时计算，本系统能在高压电场和高低 温等恶劣天气环境下可靠工作，可实现对线路覆冰形成、发展、恶化的全过程实时监测，是 国内功能比较完整、实用、有效的架空输电线路导线覆冰实时监测系统。
图1为架空输电线路导线覆冰实时监测系统安装示意图； 图2为架空输电线路导线覆冰实时监测系统的结构示意图； 图3为导线倾角_温度监测装置原理框具体实施方式下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并 不仅限于此 实施例1 :以某500kV线路覆冰导线一耐张段为例，其中的第4档(#147_#148) 和第5档(#148-#149)，导线型号为4*LGJ-630/45，在第4档导线和第5档导线上装有倾 角-温度监测装置l，用于实时测量线路导线的悬挂点倾角和导线温度；所述的偏移角_风 偏角监测装置2安装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；如图1配置。 架空输电线路导线覆冰实时监测系统，如图2所示，包括倾角-温度监测装置l、偏 移角-风偏角监测装置2，监控系统主机3 ;所述的倾角-温度监测装置1设置在各档线路 导线上，所述的偏移角-风偏角监测装置2设置在各悬垂绝缘子串上，所述的监控系统主机 3设在现场或监控中心；偏移角-风偏角监测装置与倾角-温度监测装置连接，倾角_温度 监测装置与监控主机无线连接； 倾角-温度监测装置l，如图3所示，内部包括以下模块电流互感器；电源整定模 块；倾角采样模块；温度采样模块；电流采样模块；通信模块；主控模块MCU ;电流互感器通
4过与线路导线的直接耦合，给装置提供电源，并作交流电流的前期处理；倾角采样模块、温 度采样模块、电流采样模块、通信模块分别与主控模块MCU连接，电源整定模块用于完成装 置工作电压的稳压功能；倾角采样模块用于把导线悬挂点倾角信息转变为能被主控模块 MCU读取的数字量，输出至主控模块MCU ;温度采样模块用于把导线温度信息转变为能被主 控模块MCU读取的数字量，输出至主控模块MCU ;电流采样模块用于把导线交流电流信息转 变为能被主控模块MCU读取的数字量，输出至主控模块MCU ;主控模块MCU用于读取、处理 本装置的倾角、温度和电流的数字量，以及悬垂绝缘子串的偏移角监测装置送来的偏移角 和风偏角的数字量，完成相关计算和存储数据，完成监控系统主机指令的处理；通信模块用 于完成主控模块MCU发出的数据和控制指令的收发任务，以RF方式将所有信息发往监控系 统主机；所述的监控系统主机安装在现场或监控中心；倾角-温度监测装置安装在一种球 形外壳内，这种外壳已申请专利，专利名称一种输电线路在线监测装置的外壳，专利申请 号2005100493902，其具体结构在此就不重复叙述了，这种外壳通过上、下球体卡合在导线 上；偏移角-风偏角监测装置内部为双轴数字角度传感器模块，输出数字信号通过电缆接 到上述倾角_温度的监测装置的主控模块MCU主控模块。 另外本实用新型提出的倾角-温度测量装置还可用于输电线路动态载流量的实 时监测和导线弧垂的实时监测，绝缘子串偏移角测量装置还可用于输电线路风偏的实时监 测。导线温度和电流监测数据可在调整线路负荷或交直流短路融冰时提供控制依据。 以上的所述乃是本实用新型的具体实施例及所运用的技术原理，若依本实用新型 的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属 本实用新型的保护范围。
权利要求架空输电线路导线覆冰实时监测系统，其特征在于包括倾角-温度监测装置、偏移角-风偏角监测装置，监控系统主机；所述的倾角-温度监测装置设置在各档线路导线上，所述的偏移角-风偏角监测装置设置在各悬垂绝缘子串上，所述的监控系统主机设在现场或监控中心；偏移角-风偏角监测装置与倾角-温度监测装置连接，倾角-温度监测装置与监控主机无线连接。
2. 根据权利要求1所述的架空输电线路导线覆冰实时监测系统，其特征在于所述的倾角-温度监测装置，内部包括以下模块电流互感器、电源整定模块、倾角采样模块、温度采样模块、电流采样模块、通信模块、主控模块MCU;电流互感器通过与线路导线的直接耦合，用于给装置提供电源，并作交流电流的前期处理；倾角采样模块、温度采样模块、电流采样模块、通信模块分别与主控模块MCU连接，电源整定模块用于完成装置工作电压的稳压功能；倾角采样模块用于把导线悬挂点倾角信息转变为能被主控模块MCU读取的数字量，输出至主控模块MCU ;温度采样模块用于把导线温度信息转变为能被主控模块MCU读取的数字量，输出至主控模块MCU ;电流采样模块用于把导线交流电流信息转变为能被主控模块MCU读取的数字量，输出至主控模块MCU;主控模块MCU用于读取、处理本装置的倾角、温度和电流的数字量，完成相关计算和存储数据，完成监控系统主机指令的处理，通信模块用于完成主控模块MCU发出的数据和控制指令的收发任务，以RF方式将所有信息发往监控系统主机。
3. 根据权利要求1或2所述的架空输电线路导线覆冰实时监测系统，其特征在于所述的偏移角-风偏角监测装置内部为双轴数字角度传感器模块，输出数字信号通过电缆接到上述倾角_温度的监测装置的主控模块MCU，主控模块MCU控制通信模块以RF方式将信息发往监控系统主机。
专利摘要本实用新型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系统，包括倾角-温度监测装置、偏移角-风偏角监测装置，监控系统主机；所述的倾角-温度监测装置设置在各档线路导线上，所述的偏移角-风偏角监测装置设置在各悬垂绝缘子串上，所述的监控系统主机设在现场或监控中心；偏移角-风偏角监测装置与倾角-温度监测装置连接，倾角-温度监测装置与监控主机无线连接。本实用新型的有益效果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，以实现覆冰导线综合荷载实时计算，可实现对线路覆冰形成、发展、恶化的全过程实时监测，是国内功能比较完整、实用、有效的架空输电线路导线覆冰实时监测系统。
文档编号G01B7/30GK201438104SQ20092011662
公开日2010年4月14日 申请日期2009年3月26日 优先权日2009年3月26日
发明者傅建华, 季洪献, 徐青松, 朱功辉, 黎小林 申请人:中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心;杭州海康雷鸟信息技术有限公司