[發明專利]一種電力系統輸電線路覆冰高精度監測方法

有效

• 申請號: 201610013714.5
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105571642B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 吳青華;李夢詩;陳子明;王學健
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 羅觀祥

1.一種電力系統輸電線路覆冰高精度監測方法，其特征在于：首先，使用拉線位移傳感器、溫度傳感器、亮度傳感器、風速傳感器測量輸電線與桿塔之間形變的程度、外界溫度、覆冰透明度及風速，然后通過處理器綜合分析各個傳感器測量的數據，以判斷是否形成覆冰以及覆冰的形成程度，當覆冰程度超過預先設定的閾值時，觸發報警系統，通過ZigBee無線通訊網絡將報警信號傳輸回控制中心；其分析處理過程如下：

當溫度傳感器檢測環境溫度低于預設閾值之后，設立判據1成立，判據1用于區別覆冰垂吊與夏季時溫度上升造成的輸電線延長形變；當風速傳感器檢測風速高于預設閾值時，設立判據2成立，判據2用于區別覆冰垂吊與白雪積累，白雪積累的過程中風速較低，而雨凇和混合凇形成的過程中風速度較高；當拉線位移傳感器檢測的數據大于預設閾值時，設立判據3成立，判據3用于識別傳輸線位移的程度，若覆冰開始形成，其重量拉動傳輸線開始位移，如果位移超過預設程度后，則威脅到桿塔結構；當判據1、2、3同時成立時，啟用亮度傳感器，該亮度傳感器用于區分覆冰形成前期的雨凇覆冰與破壞性的混合凇覆冰；若亮度傳感器檢測到亮度低于預設值，則判斷為當前時間為夜晚，并且覆冰已經形成的概率極高，此時便啟動報警功能；若亮度傳感器檢測到亮度高于預設值，則判斷為雨凇覆冰形成，預報覆冰形成，待拉線位移傳感器超過預設閾值，該閾值高于判據3設定的閾值，再進行報警；若亮度傳感器檢測到亮度為中間數值時，則判斷為混合凇覆冰已經形成，啟動報警功能。

2.根據權利要求1所述的一種電力系統輸電線路覆冰高精度監測方法，其特征在于：所述拉線位移傳感器安裝在桿塔的固定位置上，不產生位移，其拉線需要縛在移動物體上，即隨覆冰而產生位移的輸電線或與輸電線連接的元件上，拉線位移傳感器的內部具有一個彈簧，以保證拉線的張緊度不變；在整個覆冰積累的過程中，桿塔與拉線位移傳感器束縛于移動物體之間的距離發生變化，拉線伸展和收縮；所述拉線位移傳感器通過帶螺紋的輪轂帶動精密旋轉感應器旋轉，輸出一個與拉線移動距離成比例的電信號，最后經處理器對輸出的電信號進行相應處理即可得出運動移動物體的位移；在單一桿塔上，采用兩個拉線位移傳感器同時測量雙向傳輸線覆冰形成程度，且每隔一個桿塔安裝一個ZigBee網絡數傳模塊，多個ZigBee網絡數傳模塊組成通信網絡，當部分桿塔上的ZigBee網絡數傳模塊失效時，其它ZigBee網絡數傳模塊能夠自動重組網絡，以便分析結果仍然能夠傳送回控制中心。

3.根據權利要求1所述的一種電力系統輸電線路覆冰高精度監測方法，其特征在于：所述溫度傳感器采用接觸式溫度傳感器，利用其自身阻值隨溫度變化的規律把溫度轉換為電信號，主要用于測量附近空氣的溫度。

4.根據權利要求1所述的一種電力系統輸電線路覆冰高精度監測方法，其特征在于：所述亮度傳感器主要用于感應外界環境的亮度，其內部的光敏材料能夠將亮度轉換成電信號，該亮度傳感器直接暴露于外部或通過透明元件與外界隔離。

5.根據權利要求1所述的一種電力系統輸電線路覆冰高精度監測方法，其特征在于：所述風速傳感器采用超聲波風速傳感器，其原理是利用超聲波時差法來實現風速的測量；聲音在空氣中的傳播速度，會和風向上的氣流速度疊加，若超聲波的傳播方向與風向相同，其速度會加快；反之，若超聲波的傳播方向與風向相反，其速度會變慢；在固定的檢測條件下，超聲波在空氣中傳播的速度能夠與風速函數對應，因此，通過計算即可得到精確的風速和風向。