[发明专利]一种输电线路覆冰智能在线监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种输电线路监测系统，尤其是涉及一种输电线路覆冰智能在线监测系统。

背景技术

现有的输电线路覆冰在线监测产品，但都存在着如下缺陷：

(1)系统稳定性欠佳，在线运行数天便出现故障；

(2)由于系统功耗太大，在连续数天阴雨雪严寒等天气情况下太阳能极板无法给蓄电池充电导致系统因缺电无法正常工作，而此时正是铁塔线路最容易覆冰甚至引发倒塔的关键时刻；

(3)系统低温特性差，无法在户外严寒雨雪等复杂环境下长时间正常运行；

(4)即使能够抵挡严寒雨雪天气和保证蓄电池不缺电的情况，采集到的数据也没有完整的系统覆冰厚度计算的数学模型，无法计算出等值覆冰厚度，也就无法定性、定量分析输电线路覆冰状况并预测冰情发展趋势。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种系统集成度高、系统功耗低、系统可靠性高的输电线路覆冰智能在线监测系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种输电线路覆冰智能在线监测系统，其特征在于，包括覆冰监测单元、通讯网络和服务器，所述的覆冰监测单元通过通讯网络与服务器连接；

所述的覆冰监测单元采集输电线路的状态信息，通过覆冰厚度数学模型计算出覆冰厚度信息，并实时将状态信息和覆冰厚度信息通过通讯网络传输给服务器，服务器根据状态信息和覆冰厚度信息计算输电线路的覆冰厚度变化趋势信息，若覆冰厚度超过设定阈值则及时报警，从而实现对输电线路的实时监控。

所述的覆冰监测单元包括中央处理单元、数据采集单元、供电管理单元和通信单元，所述的中央处理单元分别与数据采集单元、供电管理单元、通信单元连接，所述的通信单元与通讯网络连接。

所述的中央处理单元为ARM内核中央处理器，所述的通讯单元为SIM卡，该中央处理单元设有两个，两个中央处理器之间通过SIM卡连接，若其中一个中央处理单元出现故障时，自动切换到另一个中央处理器。

所述的数据采集单元设有两个进行备份，其中每个数据采集单元包括拉力传感器、倾角传感器、球形摄像机和微型气象站，所述的拉力传感器、倾角传感器、球形摄像机和微型气象站分别采集输电线路的重量、倾角、图像和气象信息后传输给中央处理单元。

所述的供电管理模块包括蓄电池、太阳能电池板、电源切换单元和电源控制单元，所述的电源切换单元分别与蓄电池、太阳能电池板连接，所述的电源控制单元与电源切换单元连接，所述的电源控制单元采用静态休眠需要唤醒的节电工作模式，所述的电源切换单元在太阳能电池板电能充足时切换到太阳能电池板供电，并将太阳能电池板多余的电能输送给蓄电池，在太阳能电池板电能不足时切换到蓄电池供电。

所述的蓄电池、太阳能电池板均设有两个。

所述的通讯网络为GPRS、CDMA、3G、OPGW或OPPC网络。

所述的覆冰厚度数学模型具体为：

b=12(4qice9.8πγ0+d2-d)]]>

式中γ₀-冰的密度；

d-导线的计算等效直径；

b-覆冰厚度；

q_ice-覆冰载荷。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、系统集成度高

本发明采用的核心芯片是国内首创的输电线路在线监测系统专用微计算机处理芯片(ARM内核中央处理器)，该芯片是集数据采集、I/O监测、图像压缩、模型计算、数据通讯等功能为一体的低功耗器件。与传统的多模块工作方式相比，本发明具有集成度高，运行故障率低的优点；

2、系统功耗低