[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

说明书

本发明公开的覆冰密度传感器，包括绝缘外壳和多个监测单元，绝缘外壳内部安装有微处理器，微处理器通过导线和所述监测单元连接，微处理器分别连接温湿度传感器、数据存储模块、电源控制模块、RTC定时模块和远程通信模块；本发明还公开了输电线路覆冰监测系统，包括安装在输电导线上的覆冰密度传感器，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监测单元中的电极板A和所述电极板B并用塑料卡扣扣紧，微处理器无线通信连接覆冰状态监测仪，并无线通信地面监测中心；本发明还公开了一种覆冰监测方法，填补了覆冰密度传感器方面的空缺，为实现覆冰密度的在线监测提供可能和基础，为智能电网建设中的智能除冰技术提供基础。

技术领域

本发明属于输电线覆冰监测技术领域，具体涉及一种覆冰密度传感器，本发明还涉及利用该覆冰密度传感器器建立的输电线路覆冰密度监测系统，本发明还涉及一种覆冰密度的监测方法。

背景技术

输电线路表面覆冰/雪是一种特殊气象造成的后果，随着国家电力系统的高速发展，电力系统的输电线路在各地区覆盖分布愈加密集，输电线路的覆冰/雪直接给输电网带来了极大的危害与损失，影响其正常运行。因此，如何有效对输电线路进行覆冰监测、预防和提供可靠的除冰解决方案尤为重要。

目前，国内外针对输电线路覆冰的研究主要是针对覆冰增长模型的理论研究及基于力学传感器的覆冰质量和厚度的在线监测技术，然而，大多计算覆冰的厚度和质量，主要采用的是纯冰的密度进行计算，忽略了输电线路上覆冰的真实密度，从而产生了较大误差，不利于对覆冰密度的精确计算，因此需要设计可直接用于导线覆冰密度测量传感器填补此方面的空缺。

发明内容

本发明的目的是提供一种覆冰密度传感器，该传感器基于覆冰的相对介电常数，能够准确测量覆冰的相对介电常数计算得到覆冰的密度，提高了覆冰密度的计算精度。

本发明的另一目的是提供一种输电线路覆冰监测系统，实现导线覆冰密度在线监测，输电线路覆冰监测及智能化管理。

本发明的另一目的是提供一种输电线路覆冰监测方法。

本发明所采用的技术方案是，覆冰密度传感器，包括绝缘外壳和多个监测单元，绝缘外壳内部安装有微处理器，微处理器通过导线和监测单元连接，微处理器分别连接温湿度传感器、数据存储模块、电源控制模块、RTC定时模块和远程通信模块；

监测单元的输出端连接Σ-Δ电容数字转换器的输入端，Σ-Δ电容数字转换器的输出端连接微处理器；

电源控制模块的输入端分别连接导线互感取能模块和蓄电池。

本发明的其他特点还在于，

温湿度传感器通过RS232电平与微处理器连接。

导线互感取能模块的输出端连接信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端连接电源控制模块。

导线互感取能模块为环氧树脂封装的开合式电流互感器。

监测单元包括两个圆形的电极板A和电极板B，电极板A和电极板B均包括两个半圆形的电容板，两个电容板一端通过转轴活动连接，两个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，两个电容板另外一端均安装有塑料卡扣，通过塑料卡扣将电极板A和电极板B固定在输电导线上。

本发明的另一技术方案是，一种输电线路覆冰监测系统，采用上述覆冰密度传感器，包括安装在输电导线上的覆冰密度传感器，覆冰密度传感器的绝缘外壳安装在在输电导线上，将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监测单元中的电极板A和电极板B中央的半圆形凹槽中，将塑料卡扣扣紧，通过导线将每个监测单元依次连接并与微处理器连接，微处理器无线通信连接覆冰状态监测仪，覆冰状态监测仪固定在输电杆塔上，覆冰状态监测仪通过4G网络通信连接地面监测中心。

无线通信采用ZigBee方式。