[发明专利]电容感应式架空输电线路覆冰厚度检测装置及检测方法

权利要求书

1. 电容感应式输电线路覆冰厚度检测装置，其特征在于是一种架空输电线路电容感应式覆冰厚度检测装置，该装置由模拟导线、覆冰厚度传感器、检测控制仪、蓄电池、太阳能板、天线、连接导线、固定支架等组成，电容感应式覆冰厚度传感器由与模拟导线平行距模拟导线距离不同的多个金属电极、绝缘固定盘片、电容测量电路和绝缘外壳组成，检测控制仪由微处理器、存储器、温湿度采集模块、GPRS无线通信模块集成到一个电路板上构成，下面结合附图详细阐述如下：该装置主要由模拟导线（1）、电容感应式覆冰厚度传感器（２）、检测控制仪（3）、蓄电池（4）、太阳能板（5）、天线（6）、电源导线（7）、固定支架（8）和悬挂钢筋18组成，其中模拟导线1为与架空输电线路导线同型号且同材质的一段模拟架空导线，长度设置为1—2米；电容感应式覆冰厚度传感器（2）是由与模拟导线平行距模拟导线距离不同的多个金属电极（9）、绝缘固定盘片（10）、电容测量电路（11）和绝缘外壳（12）组成，金属电极均为直径0.5mm，长度为50cm的钢丝，距模拟导线平行距离分别设置为2mm，4mm，6mm……，至50mm，共设置25个电极，编号分别为n1,n2,n3…..至n25，即相邻金属电极距离模拟导线的距离相差2mm，每个金属电极均与电容检测电路连接，绝缘固定盘片（10）是玻璃钢材料的直径12cm，厚度2mm的盘片，形状面积相同大小相同的电路板粘在绝缘固定盘片的一侧表面，每个金属电极的两头焊接在电路板上，绝缘固定盘片的圆面上有一个与模拟导线直径大小相等的缺口，便于模拟导线的安装，电容测量电路（11）对每个金属电极的电容进行测量；绝缘外壳（12）是用玻璃钢材料作成的直径与绝缘固定盘片大小相同的圆柱状容器，内部安装电容测量电路（11）和检测控制仪（3），检测控制仪（3）主要由微处理器（14）、存储器（15）、GPRS无线通讯模块（16）和温湿度采集传感器（17）组成；蓄电池（4）采用在低温-30℃下单独为整套测量装置正常工作200多天的低温铅酸电池12V，30AH；太阳能板（5）在日照条件好的情况下为蓄电池和整套测量装置供电，以保证整套装置的长期供电电源；电源导线（7）采用散心屏蔽导线，固定支架（8）是钢铁绞架，其作用是把整套装置通过悬挂钢筋（18）挂在塔架的铁架上。

2.权利要求1所述电容感应式输电线路覆冰厚度检测装置的检测方法，其特征在于该方法利用电容感应技术和冰雪与空气的不同介电性，当导线覆冰时，随着模拟导线覆冰厚度的增加，距离模拟导线近的金属电极也会被模拟导线上的覆冰所淹没，即和模拟导线被冰雪冻结在一起，通过检测每个金属电极电容的变化，来测算模拟导线的覆冰厚度，用该值代表架空线路上覆冰的厚度，其具体测量方法如下：

1）整套检测装置固定在输电线路的塔架上（如图1所示），加电工作；

2）检测控制仪（3）读取温湿度传感器（17）当前的温度和湿度信息，读取覆冰厚度传感器（2）采集到的每个金属电极上得出的电容数据，按照金属电极被覆冰淹没时电容变化量而设定的阈值，判断出模拟导线周围覆冰淹没金属电极的个数n；

3）计算覆冰厚度H=2×n 毫米；

4）定时重复步骤2）和步骤3），得到每次的测量结果H1，H2，H3......;

5）应用微处理器14对定时测量计算得到的数据进行存储；

6）应用GPRS无线通信模块16按设定的时间定时将存储的数据信息发送到监控中心。

3.按照权利要求2所述电容感应式输电线路覆冰厚度检测装置的检测方法，其特征在于步骤2和步骤3中的检测控制仪（3）实时读取覆冰厚度传感器（2）测量到的每个电极与模拟导线之间的电容值，根据覆冰厚度淹没金属电极的个数测算出模拟导线上导线上的覆冰厚度代表实际架空线路输电导线上的覆冰厚度。