[發明專利]基于空氣與冰電阻特性差異的覆冰傳感器及覆冰檢測方法

在審

• 申請號: 201810174330.0
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN108680094A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 黃新波;李志文;朱永燦;吳明松;薛志鵬;高華
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06;G01B7/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 涂秀清

本發明公開的基于空氣與冰電阻特性差異的覆冰傳感器，包括覆冰感知傳感器，覆冰感知傳感器與數字化處理電路相連，其電路包括主控芯片和A\D轉換模塊，主控芯片包括復位模塊、RTC定時模塊，數據存儲模塊、電壓轉換模塊和數據通訊模塊，覆冰感知傳感器通過A\D轉換模塊連接主控芯片。本發明還公開了覆冰的檢測方法，先將覆冰傳感器安裝在輸電導線上，數據監測后臺發送信號給主控芯片，主控芯片控制觸點對和溫度傳感器測量各觸點位置的電阻值和溫度，然后根據得到的電阻值和溫度判斷觸點位置的介質，并發送給數據監測后臺，數據監測后臺繪制覆冰形狀，從而計算覆冰厚度。本發明解決了覆冰監測技術無法準確地監測線路覆冰厚度和形狀的問題。

技術領域

本發明屬于輸電線路覆冰測量技術領域，涉及一種基于空氣與冰電阻特性差異的覆冰傳感器及覆冰檢測方法。

背景技術

在冰雨或冰雪條件下，懸空輸電線，高壓輸電線固定塔架，海上鉆井平臺、建筑物或各種設備表面、懸空支架，樹枝等的覆冰常常可以造成巨大的災害后果。2008年年初，我國南方遭遇罕見的冰雪災害，連續的凍雨氣候使很多電力輸電導線、塔架上覆冰厚度達50～100mm，大大超過了一般電力輸電網承載覆冰厚度的技術標準，從而導致電塔倒塌，電力輸電網大面積癱瘓，進而引發交通受阻，通訊不暢，停電停水，林木被毀等一系列問題，據統計，冰雪災害造成的直接損失高達2530.5億元人民幣，如果能隨時實現對電力輸電網輸電線或塔架覆冰厚度的準確檢測，就可以采取有效預防措施來避免覆冰與大雪造成的災害。目前的線路覆冰監測主要基于力學傳感器，主要是進行等效覆冰厚度的測量，無法精確測量覆冰厚度和形狀。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于空氣與冰電阻特性差異的覆冰傳感器，解決了現有輸電線路覆冰監測技術無法準確地監測線路覆冰厚度和形狀的問題。

本發明的另一目的是提供一種基于空氣與冰電阻特性差異的覆冰傳感器的覆冰檢測方法。

本發明所采用的技術方案是，基于空氣與冰電阻特性差異的覆冰傳感器，包括覆冰感知傳感器，覆冰感知傳感器的一端通過導線與數字化處理電路相連，數字化處理電路包括絕緣外殼，絕緣外殼內部固接有主控芯片和A\D轉換模塊，主控芯片包括復位模塊、RTC定時模塊，數據存儲模塊、電壓轉換模塊和數據通訊模塊，數據通訊模塊采用485電平作為數據輸出接口，覆冰感知傳感器通過A\D轉換模塊傳輸信號給主控芯片；

覆冰感知傳感器包括兩個半圓環絕緣板，半圓環絕緣板一側表面設置有若干觸點對，觸點對均連接控制譯碼選通模塊和電壓處理采集模塊，半圓環絕緣板的另一側表面還固接若干溫度傳感器，溫度傳感器和觸點對的數目一致，溫度傳感器均連接控制譯碼選通模塊。

本發明的其他特點還在于，

每個觸點對包括若干金屬觸頭，金屬觸頭分別固接在兩個半圓環絕緣板表面，并且繞兩個半圓環絕緣板表面均勻分布，分別位于兩個半圓環絕緣板表面上的金屬觸頭數目一致，溫度傳感器與金屬觸頭的位置一一對應。

半圓環絕緣板底面開有凹槽，凹槽的橫截面呈半圓形，凹槽的圓心與半圓環絕緣板的圓心重合，并且凹槽的半徑小于半圓環絕緣板的半徑。

絕緣外殼呈立方體，立方體底面中間開有通槽，通槽的橫截面呈半圓形，半圓形的半徑等于凹槽的半徑。

本發明所采用的另一技術方案是，一種采用如上述的基于空氣與冰電阻特性差異的覆冰傳感器檢測覆冰的方法，具體操作步驟如下：

步驟1.安裝數字式覆冰傳感器在輸電線路上；

步驟2.數字式覆冰傳感器上電啟動，數據監測后臺發送需要設定的數值信息給數字式覆冰傳感器的主控芯片，主控芯片將接收到的數值信息命令進行分類處理；