[发明专利]基于叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测方法

说明书

本发明公开的基于叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测方法，安装好基于叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测系统，将输电导线表面均匀分为6个区域，每个区域均安装覆冰传感器，覆冰传感器连接微处理器；然后微处理器根据输电导线表面6个区域覆冰重量每增加50g时电容值，计算覆冰密度，结合覆冰密度和风向风速传感器采集到的数据判断出当前覆冰类别，微处理器通过将质量与密度关系得到的体积综合分析后分析出导线表面覆冰形状，微处理器将各项数据存储并通过发送到上位机实现输电导线覆冰参量及状态监测。本发明公开的方法解决了现有方法无法对导线覆冰生长质量或厚度进行测量，导致难以对覆冰的动态生长状态进行分析的问题。

技术领域

本发明属于输电线路状态监测与诊断技术领域，具体涉及一种基于叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测方法。

背景技术

输电线路是电力传输的重要组成部分，其安全运行是保证电力系统中电能输送能力的重要因素。近年来，随着超高压与特高压线路的推进普及，更多的线路需要穿越气候复杂的覆冰重灾区。而覆冰造成的输电线路闪络、线路断裂甚至倒塔等事故，严重威胁了电力系统安全稳定运行，因此针对输电线路上覆冰的研究具有重要的应用价值。覆冰监测技术作为输电线路自然覆冰测量的有效方法，有助于电力部门及时掌握输电线路现场覆冰状况，制定有针对性的输电线路防冰、除冰方案。

就覆冰监测技术而言，目前较为成熟的有图像法、称重法等，然而上述方法大都针对导线覆冰生长质量或覆冰厚度进行测量，难以对覆冰的动态生长状态进行综合分析。因此设计一种覆冰参量及状态监测系统，并将该系统应用于现有的覆冰科研及小型户外输电线路覆冰监测站中，将有助于电力运行部门及时全面掌握输电线路现场覆冰状况，为快速准确的实施除冰工作提供准确的现场信息指导。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测方法，解决了现有方法无法对导线覆冰生长质量或厚度进行测量，导致难以对覆冰的动态生长状态进行分析的问题。

本发明所采用的技术方案是，基于叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测方法，具体操作过程包括如下步骤：

步骤1，安装叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测系统，监测系统包括将输电导线表面均匀分为6个区域，每个区域均安装覆冰传感器，覆冰传感器连接Σ-Δ电容数字转换器，Σ-Δ电容数字转换器连接微处理器，输电导线外部安装绝缘材料的支架支撑，支架下部安装重力传感器，重力传感器连接A/D转换器将数字信号传给微处理器，微处理器还连接温湿度传感器和风速风向传感器；

步骤2，系统上电，微处理器通过重力传感器监测输电导线上的覆冰重量每增加50g时记录一次覆冰传感器的电容值，根据得到的电容值结合相对介电常数计算得到覆冰密度；

步骤3，根据步骤2得到的覆冰密度结合风速风向传感器的数据判断覆冰密度的是否准确，如果迎风向区域的覆冰密度明显大于顺风向区域覆冰密度，则覆冰密度计算准确，则根据风向及6个区域的覆冰传感器的电容值、覆冰密度分析出当前的导线覆冰类型，同时通过计算覆冰体积，结合6个区域覆冰密度、体积、风速风向传感器及温湿度传感器的数据判断出覆冰形状；反之，则返回步骤2重新计算覆冰密度；

步骤4，覆冰形状测量完成后，微处理器将所有的实时数据、覆冰密度、覆冰类型、覆冰形状和对应时间打包根据设定好的时间间隔1h～2h或上位机发送的传输数据的信号将各项数据上传至上位机，实现覆冰参量及状态的监测。

本发明的其他特点还在于，

步骤1中基于叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测系统中微处理器还分别连接A/D转换器、光电隔离电路、RS485电路、存储模块、RTC模块、看门狗、通讯模块和电源管理模块。