[發明專利]輸電線路覆冰監測方法

有效

• 申請號: 201110357868.3
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102506780A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 王羽痕
• 申請（專利權）人: 航天科工深圳(集團)有限公司
• 主分類號: G01B17/02
• 分類號: G01B17/02;G01S11/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于線纜監測領域，尤其涉及一種輸電線路覆冰監測方法。

背景技術

我國氣象環境多變，冰災事故時有發生，凍結在輸電線路上的冰雨或冰雪，會在輸電線路上逐漸形成一種橫截面近似于橢圓形或蛋形的冰殼。輸電線路的覆冰是在特定的自然環境下才能形成，當空氣的溫、濕度各達到一定的條件才可能形成覆冰，而當溫度和濕度滿足條件以后，形成覆冰的量取決于風速，當無風或是微風時，只能形成極薄的冰，當風速達到一定速度后，線路上的冰才會越積越厚。嚴重的覆冰會導致輸電線路的損害，甚至是輸電的中斷，嚴重影響電網的安全運行。為了保證電網的安全運行，需要對輸電線路的覆冰情況進行監測并實時獲取輸電線路上的覆冰厚度值，以為后續的處理提供基本數據。

目前，監測輸電線路覆冰的方法主要有視頻監測法和模擬監測法等技術，視頻監測法是通過一個攝像頭去獲取輸電線路的圖像，用圖像算法來取得覆冰的厚度數據；而模擬監測法則是用和輸電線路相同的一小段材料放在輸電線路附近去模擬輸電線路的覆冰情況，?再對這一小段材料進行各種測量以獲得覆冰數據。

理論上視頻監測法是理想的監測方法，直觀高效，但是實際運用中視頻法有諸多困難，其視頻監測法所用的監測系統不但質量體積大，而且攝像頭位的安裝角度要求苛刻且容易導致監測圖像失真，并且其后期軟件開發難度大，另外高清攝像頭價格昂貴，要在遠距的輸電給路上運用，成本很高。?模擬法取材簡單，?安裝方便，只要靠近輸電線路放置即可，?但是難點在于要獲得摸擬材料的覆冰數據還需要求助于其它的方法。

為了能夠克服以上缺陷，一部分商家開始研究超聲波測冰技術，利用超聲波來監測輸電線路的覆冰厚度，盡管超聲波在空氣中的傳播速度是一個定值，但是在不同的氣候環境下及不同的空氣溫濕度下，該速度還是會產生微妙的變化，這樣就導致了利用超聲波監測到覆冰不精確。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中輸電線路覆冰厚度監測系統監測精度不高的技術問題，提供一種覆冰厚度監測精度高的輸電線路覆冰監測方法。

本發明提供一種輸電線路覆冰監測方法，包括以下步驟：

步驟一，圍繞所述輸電線路設置多個超聲波收發器（第一超聲波收發器、第二超聲波收發器、……、第N超聲波收發器），并將其與一主控模塊相連接；所述多個超聲波收發器位于位于輸電線路徑向截面上的同一圓周上，該圓周的中心位于所述輸電線路的軸線上；

步驟二，主控模塊測定超聲波在該環境中的傳播速度V；

步驟三，主控模塊依次控制每一個超聲波收發器發射超聲波并接收該超聲波，同時記錄每一個超聲波收發器從發出超聲波到接收到該超聲波的時間；

步驟四，主控模塊根據記錄的時間計算該超聲波收發器所對應的輸電線路的覆冰厚度值。

優選地，在所述步驟一中，所述第一超聲波收發器、第二超聲波收發器、……、第N超聲波收發器均布于所述圓周上。

優選地，每個超聲波收發器包括一個用于根據主控模塊的控制指令發射超聲波的超聲波發射器和一個接收超聲波的超聲波接收器。

優選地，所述步驟二具體包括：

主控模塊控制其中任意一個超聲波收發器發射超聲波并開始計時；

主控模塊控制與該任意超聲波收發器相鄰的一個超聲波收發器接收所述發射的超聲波，并記錄接收到該超聲波的時間t；

計算超聲波的速度V=T/t，其中T為兩相鄰超聲波收發器之間的距離。

優選地，所述步驟三具體包括：

主控模塊控制第一超聲波收發器的超聲波發射器發射超聲波并開始計時，并記錄第一超聲波收發器的超聲波接收器接收到該超聲波的時間t1；

停止第一超聲波收發器的工作，主控模塊控制第二超聲波收發器的超聲波發射器發射超聲波并開始計時，并記錄第二超聲波收發器的超聲波接收器接收到該超聲波的時間t2；?

以此類推，主控模塊依次控制剩余的超聲波收發器的工作，直到記錄第N超聲波收發器的超聲波接收器接收到該超聲波的時間tn；其中，n的取值與N對應相同，且都為自然數。

優選地，所述步驟四具體包括：

主控模塊根據記錄的時間t1、t2、……、tn，分別計算得到每一個超聲波收發器所對應的輸電線路的覆冰厚度值S1=R-V*t1/2、S2=R-V*t2/2、……、Sn=R-V*tn/2，其中，?R為超聲波收發器到輸電線路外表面的距離。

優選地，在所述步驟三之前還包括步驟：所述主控模塊初始化并控制所有的超聲波收發器停止工作。