一种输电线路覆冰探测系统的制作方法

文档序号:13708262阅读:159来源:国知局
技术领域本发明涉及光电传感器技术领域,特别涉及一种输电线路覆冰探测系统。

背景技术:
输电线路的种类多种多样,主要用于传输电力和信号等。在通过输电线路长距离传输的时候,输电线路的信号传输或电力传输需要保证足够的可靠性,而因气候等因素的影响,输电线路表面可能会产生影响输电线路可靠性的覆冰现象。输电线路覆冰是影响电网安全运行的突出问题之一,其有可能导致输电线路过荷载、绝缘子串覆冰闪络、导线舞动以及发生不均匀覆冰或不同时期脱冰事故,从而造成巨大的经济损失和严重的社会影响。目前,输电线路覆冰在线监测主要采用视频图像法和基于力学模型的方法。其中视频图像法主要利用安装在塔架上的摄像机拍摄的图像,采用图像分割或边缘提取方法获取导线的边缘信息,并通过覆冰前后导线边缘的对比来确定覆冰类型及厚度。在实际应用中,该方法对供电功率及传输带宽等要求较高,并由于实际拍摄的图像噪声较多、背景复杂、导线挥舞等情况,其通用性和可靠性存在不足。而广泛使用的基于力学模型的方法,则利用输电线路的荷载信息(如张力、重量、倾角等)以及现场的温度、湿度、风速、风向等气象信息,通过一定的数学模型计算得出输电线路目前的覆冰状态及其发展趋势。但该方法需要在导线或绝缘子串上安装传感器,安装时安全要求高,通常需要电网断电,影响电网的正常运行。因此,如何在顺利探测输电线路覆冰情况的基础上,保证电网的正常运行,并提高探测作业的安全性,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素:
本发明的目的是提供一种输电线路覆冰探测系统,能够在顺利探测输电线路覆冰情况的基础上,保证电网的正常运行,并提高探测作业的安全性。为解决上述技术问题,本发明提供一种输电线路覆冰探测系统,包括设置于目标输电线路的电气安全距离外的模拟导线,所述模拟导线与所述目标输电线路的延伸方向相同,且所述模拟导线上设置有多个用于探测自身覆冰情况的结冰传感器。优选地,各所述结冰传感器在所述模拟导线的轴向上均匀分布。优选地,各所述结冰传感器在所述模拟导线的周向上均匀分布。优选地,还包括设置于所述模拟导线端部、并用于根据各所述结冰传感器反馈的采集信号计算所述目标输电线路覆冰情况的信号处理器。优选地,还包括设置于所述模拟导线上、并将采集的温度数据反馈给所述信号处理器以进行覆冰情况修正的温度传感器。优选地,还包括用于使所述信号处理器与控制终端进行通信的通讯模块,且所述通讯模块与所述信号处理器信号连接。优选地,所述通讯模块为3G模块。优选地,所述通讯模块与所述信号处理器通过通讯线相连。优选地,所述结冰传感器为光纤式结冰传感器。本发明所提供的输电线路覆冰探测系统,包括设置于目标输电线路的电气安全距离外的模拟导线,且模拟导线与目标输电线路的延伸方向相同,而在模拟导线上设置有多个用于探测自身覆冰情况的结冰传感器。本发明所提供的输电线路覆冰探测系统,在模拟导线上设置有多个用于探测自身覆冰情况的结冰传感器,因此首先能够探测出自身(模拟导线)的覆冰情况,然后由于模拟导线与目标输电线路的延伸方向相同,并且处于目标输电线路的电气安全距离之外,因此模拟导线基本上与目标输电线路处于相同的环境中。基于此,结冰传感器探测出了模拟导线的覆冰情况后,即相当于探测出了目标输电线路的覆冰情况。并且,模拟导线设置在目标输电线路的电气安全距离之外,在安装时可以无需断开电网,保证了电网的正常运行,避免了触电事故。因此,本发明所提供的输电线路覆冰探测系统,通过结冰传感器探测模拟导线的覆冰情况的方式模拟目标输电线路的覆冰情况,不仅具有较高的可靠性,还能在安装时保证电网的正常运行,提高探测作业的安全性。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图;图2为本发明所提供的另一种具体实施方式的整体结构示意图。其中,图1—图2中:目标输电线路—1,模拟导线—2,结冰传感器—3,信号处理器—4,温度传感器—5,通讯模块—6,通讯线—7。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。请参考图1,图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。在本发明所提供的一种具体实施方式中,输电线路覆冰探测系统主要包括模拟导线2和结冰传感器3。其中,模拟导线2本质也是输电线路,其可方便地安装在输电系统的塔架上,并且模拟导线2与目标输电线路1的延伸方向相同,具体可将模拟导线2与目标输电线路1平行设置。目标输电线路1一般为输电线等,如此可将模拟导线2与目标输电线路1同步安装在相邻两个塔架之间。重要的是,模拟导线2与目标输电线路1之间存在一定距离(即圆心距),该距离大于或等于目标输电线路1的电气安全距离。为提高探测结果精确性,该电气安全距离在保证安全的前提下越小越好,如此可使得模拟导线2和目标输电线路1尽量处于完全相同的结冰环境中。需要说明的是,不同类型的目标输电线路1的电气安全距离不尽相同,比如10KV电力线路与居民区及工矿企业地区的安全距离为6.5米,而非居民区,但是有行人和车辆通过的安全距离为5.5米等,具体可参考国家标准。并且,根据目标输电线路1的类型不同,模拟导线2也可以采用不同的类型,比如目标输电线路1为较细的输电线,那么模拟导线2的直径也相应较小,或者与目标输电线路1的直径相等。如此能够尽量提高覆冰探测情况的可靠度。在模拟导线2上设置有多个结冰传感器3,该结冰传感器3主要用于探测模拟导线2的外表面上所覆盖的冰层情况,比如冰层的厚度和均匀性等。此处优选地,该结冰传感器3可以为光纤结冰传感器,主要利用光在冰层内发生的一系列光学作用,如反射、散射、投射和吸收等来探测冰层情况。当然,结冰传感器3并不仅限于光纤结冰传感器,其余比如电容式结冰传感器或基于压电效应的平膜式结冰传感器等也都可以采用。因此,本发明所提供的输电线路覆冰探测系统,在模拟导线2上设置有多个用于探测自身覆冰情况的结冰传感器3,通过这些结冰传感器3的信号采集可以获得模拟导线2上的覆冰情况,然后由于模拟导线2与目标输电线路1基本处于完全相同的结冰环境中,因此模拟导线2上的覆冰情况即可相当于目标输电线路1上的覆冰情况。重要的是,模拟导线2设置在目标输电线路1的电气安全距离之外,因此在安装时无需暂停电网供电,保证电网的正常运行,并且避免发生触电事故,提高了覆冰探测作业的安全性。如图2所示,2为本发明所提供的另一种具体实施方式的整体结构示意图。为提高结冰传感器3所采集到的冰层信息准确度,可将各个结冰传感器3均匀地设置在模拟导线2的轴向上,比如每隔1m或2m设置一个结冰传感器3等。基于同样的考虑,也可将各个结冰传感器3均匀地设置在模拟导线2的周向上,比如每隔45°或90°设置一个结冰传感器3等。当然,结冰传感器3在模拟导线2上的设置方式是随意的,数量密度越大的部位采集的冰层数据越多,探测结果就越精确。各个结冰传感器3所采集到的覆冰情况数据是分散的、跳跃性的,为直观地获得整个模拟导线2上的覆冰情况,本实施例在模拟导线2的端部位置设置了用于对各个结冰传感器3的采集信号进行处理的信号处理器4。该信号处理器4同时接收各个结冰传感器3的采集信号,众多采集信号汇总之后经过分析计算得出整个模拟导线2上的覆冰情况。如此设置,将分散的覆冰情况数据串联,直观地获得模拟导线2上连续的冰层数据。为提高覆冰探测结果的精确性,本实施例还在模拟导线2上设置了温度传感器5。该温度传感器5主要用于检测模拟导线2和目标输电线路1所处环境的温度,并将所采集到的温度反馈给信号处理器4,使其对覆冰探测情况进行修正。另外,为实时掌握目标输电线路1的覆冰情况,本实施例还增设了用于使信号处理器4与控制终端进行通信的通讯模块6,该通讯模块6与信号处理器4信号连接。此处优选地,通讯模块6可以为3G模块、GSM、WCDMA、WIFI等。而通讯模块6与信号处理器4则可以通过通讯线7相连,比如RS485通讯线等。当然,通讯模块6与信号处理器4还可以通过无线连接。如此设置,通讯模块6通过通讯线7与信号处理器4实现通信,再通过通讯模块6与控制终端进行无线双工通信,从而实现数据传输和客户终端的控制功能。对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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