[发明专利]覆冰传感器及其应用的输电线路覆冰监测系统和监测方法

权利要求书

1.覆冰密度传感器，其特征在于，包括绝缘外壳和多个监测单元(2)，所述绝缘外壳内部安装有微处理器(1)，所述微处理器(1)通过导线和所述监测单元(2)连接，所述微处理器(1)分别连接温湿度传感器(4)、数据存储模块(6)、电源控制模块(10)、RTC定时模块(19)和远程通信模块(7)；

所述监测单元(2)的输出端连接Σ-Δ电容数字转换器(3)的输入端，所述Σ-Δ电容数字转换器(3)的输出端连接所述微处理器(1)；

所述电源控制模块(10)的输入端分别连接导线互感取能模块(8)和蓄电池(11)。

2.如权利要求1所述的覆冰密度传感器，其特征在于，所述温湿度传感器(4)通过RS232电平与所述微处理器(1)连接。

3.如权利要求1所述的覆冰密度传感器，其特征在于，所述导线互感取能模块(8)的输出端连接信号调理电路(9)的输入端，所述信号调理电路(9)的输出端连接所述电源控制模块(10)。

4.如权利要求3所述的覆冰密度传感器，其特征在于，所述导线互感取能模块(8)为环氧树脂封装的开合式电流互感器。

5.如权利要求1所述的覆冰密度传感器，其特征在于，所述监测单元(2)包括两个圆形的电极板A和电极板B，所述电极板A和电极板B均包括两个半圆形的电容板，两个所述电容板的一端通过转轴(13)活动连接，两个所述电容板中央分别开有同心圆的半圆形凹槽，用于放置在输电导线上，两个所述电容板的另外一端均安装有塑料卡扣(18)，通过所述塑料卡扣(18)将所述电极板A和所述电极板B固定在输电导线上。

6.一种输电线路覆冰监测系统，其特征在于，采用如权利要求5所述的覆冰密度传感器，包括安装在输电导线上的覆冰密度传感器，所述覆冰密度传感器的绝缘外壳安装在在输电导线上，将所述监测单元沿着输电导线依次间隔排列安装，输电导线依次穿过每个所述监测单元中的电极板A和所述电极板B中央的半圆形凹槽中，将所述塑料卡扣(18)扣紧，通过导线将每个所述监测单元(2)依次连接并与所述微处理器(1)连接，所述微处理器(1)无线通信连接覆冰状态监测仪(12)，所述覆冰状态监测仪(12)固定在输电杆塔上，所述覆冰状态监测仪(12)通过4G网络通信连接地面监测中心。

7.如权利要求6所述的一种输电线路覆冰监测系统，其特征在于，所述无线通信采用ZigBee方式。

8.一种输电线路覆冰监测方法，采用如权利要求7所述的一种输电线路覆冰监测系统，其特征在于，具体操作包括如下步骤：

步骤1，将覆冰监测系统安装并检查，覆冰监测系统中的微处理器(1)实时采集温湿度传感器(4)采集输电导线上的温度和湿度信息，同时实时采集监测单元(2)中两个电极板A和电极板B之间的容值，微处理器(1)将采集的数据存储在所述数据存储模块(6)中，并分析采集数据判断输电导线上是否有冰，如果有冰，则进行步骤2；如果没有冰，则继续采集信息；

步骤2，微处理器(1)根据采集的监测单元(2)中两个电极板A和电极板B之间的容值，首先将容值转换得到覆冰相对介电常数，然后计算得到覆冰密度，然后所述微处理器(1)进一步实时地通过通信模块(7)计算得到的覆冰密度传输给所述覆冰状态监测仪(12)；

步骤3，所述覆冰状态监测仪(12)将接收到的数据就地储存，按照已定的数据长度进行分组，并且将每组数据中的最大值与最小值剔除后，通过无线通信发送给地面监测中心，地面监测中心根据得到的输电导线上的覆冰密度实现对输电导线的远程监测。