[发明专利]架空输电线路覆冰厚度监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于线缆监测领域，尤其涉及一种架空输电线路覆冰厚度监测系统及方法。

背景技术

我国气象环境多变，冰灾事故时有发生，冻结在输电线路上的冰雨或冰雪，会在导线上逐渐形成一种横截面近似于椭圆形或蛋形的冰壳。输电线路的覆冰是在特定的自然环境下才能形成，当空气的温、湿度各达到一定的条件才可能形成覆冰，而当温度和湿度满足条件以后，形成覆冰的量取决于风速，当无风或是微风时，只能形成极薄的冰，当风速达到一定速度后，线路上的冰才会越积越厚。严重的覆冰会导致输电线路的损害，甚至是输电的中断，严重影响电网的安全运行。为了保证电网的安全运行，需要对输电线路的覆冰情况进行监测并判断是否采取相应措施以避免断线、倒塔等事故的发生。

目前，监测输电线路覆冰的方法主要是对架空输电线路的覆冰载荷进行检测，而覆冰载荷不能直观表示出架空输电线路上的覆冰厚度，因此在输电线路的覆冰检测中，只能得到覆冰载荷信息，并不能直观得到覆冰厚度信息，而往往人们对覆冰厚度信息的敏感度大于对覆冰载荷信息的敏感度。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中输电线路覆冰监测系统不能对架空输电线路覆冰厚度进行监测的技术问题，提供一种能够实现对架空输电线路覆冰厚度进行监测的架空输电线路覆冰厚度监测系统。

本发明提供一种架空输电线路覆冰厚度监测系统，其中，所述系统包括数据采集模块、主控模块、通讯模块、数据处理模块及电源模块；

所述数据采集模块包括用于采集风向信息的风向传感器，用于采集风速信息的风速传感器，用于采集绝缘子倾斜角度信息的角度传感器及用于采集绝缘子及导线负载的重力传感器，所述风向传感器、风速传感器、绝缘子倾斜角度传感器及重力传感器与所述主控模块电连接； 

所述通讯模块，与所述主控模块电连接，用于与所述数据处理模块进行通讯；

所述主控模块，用于控制所述数据采集模块的工作，并将采集的当前信息通过通讯模块发送给数据处理模块；

所述数据处理模块，用于根据所采集的当前信息建立Makkonen模型，并进行数据的分析处理，得到输电线路的覆冰厚度值，并在所述覆冰厚度值超过警戒值时进行报警；

所述电源模块，与主控模块电连接，用于给所述主控模块、数据采集模块及通讯模块供电。

优选地，所述主控模块采用型号为MEGA128的单片机。

优选地，所述电源模块包括：

控制器，与所述主控模块连接，用于控制电源模块在不同的发电方式之间进行切换；

光伏电池，与所述控制器连接，用于利用太阳的光能发电；

风力发电机，与所述控制器连接，用于利用风力发电；

蓄电池，与所述控制器连接，用于储存电能。

优选地，所述架空输电线路覆冰厚度监测系统还包括与主控模块电连接的高速球机，用于以视屏的形式采集输电线路的覆冰状态信息，所述高速球机通过所述视频压缩卡与所述主控模块电连接。

优选地，所述架空输电线路覆冰厚度监测系统还包括与主控模块电连接的FLASH扩展电路，所述扩展电路的控制芯片采用型号为AT45DB161的芯片。

优选地，所述架空输电线路覆冰厚度监测系统还包括与主控模块电连接的复位电路，用于对所述主控模块进行复位操作。

优选地，所述架空输电线路覆冰厚度监测系统还包括与主控模块电连接的实时时钟电路，所述实时时钟电路的控制芯片采用型号为RX-8025T的芯片。

本发明还提供一种架空输电线路覆冰状态监测方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、实时采集输电线路的当前信息；

步骤二、接收输电线路的当前信息，根据当前信息建立Makkonen模型，并进行数据的分析处理，得到输电线路的覆冰厚度值；

步骤三、当覆冰厚度值超过警戒值时发出报警信号进行报警。

 优选地，所述步骤一中输电线路的当前信息包括绝缘子串与导线平行方向的夹角                                                、绝缘子串与导线垂直方向的夹角、垂直档距导线和绝缘子自重载荷、风载荷、冰载荷、绝缘子串与金具的总重。

优选地，所述步骤二具体包括：

根据计算θ的值，θ为绝缘子串与导线的风偏角；

根据计算的值，为综合垂直载荷； 

根据得出导线覆冰后总重；

根据得出导线每米覆冰后总质量，为杆塔垂直档距；