[實用新型]一種覆冰形狀測量裝置

有效

• 申請號: 201820422007.6
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN208333398U
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 馬躍飛;趙紅軍;任振峰;唐磊;楊萬里;劉淵;羅瀟;孫國龍;朱詠明;王秀娟
• 申請（專利權）人: 國網新疆電力有限公司昌吉供電公司;深圳市愷恩科技有限公司
• 主分類號: G01B17/02
• 分類號: G01B17/02;G01B17/06;G08C17/02
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司 44247
• 代理人: 尹彥;胡朝陽

本實用新型公開了一種覆冰形狀測量裝置。該裝置包括：數據采集器、數據處理單元、無線傳輸單元、監測后臺、顯示器、鍵盤和供電單元，所述數據采集器包括：超聲波陣元連接器以及超聲波相控陣。本實用新型采用超聲波相控陣法直接測量導線覆冰厚度和形狀；覆冰厚度測量公式；超聲波相控陣自帶小無線模塊，采集到的數據發送至數據處理單元；雙層保溫機箱提高裝置耐低溫性能；充電單元結構的創新設計，防覆雪、防覆冰、防風沙；一體化設計，功能模塊化。

技術領域

本實用新型涉及電力系統輸電線路導線測量技術領域，尤其涉及一種覆冰形狀測量裝置。

背景技術

我國是世界上輸電線路事故較多的國家,輸電線路覆冰有可能導致輸電線路過荷載、絕緣子串覆冰閃絡、導線舞動以及發生不均勻覆冰或不同期脫冰事故, 從而造成巨大的經濟損失和嚴重的社會影響。目前國內的覆冰在線裝置種類繁多，其主要覆冰監測方式為以下幾種:

1. 視頻圖像法：這個方案是通過安裝在桿塔上攝像機拍攝圖片, 并通過GPRS /GSM 傳輸, 人工依據圖片判斷現場覆冰的情況。這種方法的缺點是只能觀測到輸電線路覆冰的情況，這種方法無法準確判斷出覆冰的嚴重程度。

2.稱重法：通過拉力傳感器測量垂直檔內導線的質量, 并根據風速、風向、絕緣子串傾角等數據, 計算出風阻系數和絕緣子串的傾斜分量, 最終得出覆冰質量。在算法上主要依據輸電線路狀態方程。其缺點是基于電阻應變片的拉力傳感器方法存在裝置長期工作穩定性和可靠性的問題，最重要的是其測量的誤差也大，造成結果很不準確。

3.水平張力——傾角法：通過拉力傳感器測量耐張段絕緣子串軸向張力和懸掛點傾角數據, 得出覆冰質量。其缺點是只能測量穩態時的覆冰情況, 安裝時需要改變耐張段絕緣子串的結構, 有可能帶來結構上的隱患。

4. 基于熱力學機理的數學模型。通過建立導線覆冰熱力學能量平衡關系, 獲得導線表面結冰的判據、冰厚計算式和冰重增長率等參數。忽略了導線表面粗糙度、已有覆冰形狀對覆冰過程的影響。其缺點是不能揭示覆冰過程的特性和細節, 不能體現相關作用因素的影響, 僅是用于結果分析的黑箱仿真。

現有的覆冰在線監測技術穩定性有待提高，機械傳動部件容易凍結，監測參數不全，尤其在惡劣氣候條件下降低了監測結果的時效性和準確性。因此在加強對輸電線路覆冰災禍的實時監測，及時做出防止覆冰災禍的應對辦法十分有必要。

而且目前幾乎所有的估算方法都有一個共同的假設，即認為導線的覆冰形狀具有一個圓形的橫截面。然而這種假設往往與大多數輸電線路實際覆冰情況不符。導線覆冰后的橫截面形狀分7種:圓形、橢圓形、扇形、梳子形、針形、盒形和波浪形。對于覆冰導線來說，圓形或橢圓形的橫截面更為常見。如果利用圓形覆冰導線冰融時間的估算方法來計算非圓形覆冰導線的冰融時間，將會產生一定的偏差，在特殊情況下，甚至導致估算值完全不符實際。因此，分析導線覆冰的形狀特征具有重要的意義。

但是，現在市面上的覆冰測量裝置存在下述缺陷;

目前的覆冰監測技術都有一個共同的假設，即認為導線的覆冰形狀具有一個圓形的橫截面。無法直觀地反映出覆冰的厚度和導線覆冰的形狀特征。

覆冰在線測量裝置測量結果誤差較大且受風速、線路檔距影響較大，無法為覆冰預測模型提供準確的現場數據；其低溫運行穩定性差，在線率低；其功能單一，擴展性差。

綜上所述，現在市面上亟需一種能夠解決上述問題的覆冰形狀測量裝置。

實用新型內容

為解決現有技術中覆冰在線監測裝置在監測過程中將導線覆冰的橫截面假設為圓形，無法直觀地反映出覆冰的厚度和導線覆冰的形狀特征的問題，本實用新型提供了一種覆冰形狀測量裝置。

本實用新型為達到上述技術目的所采用的技術方案是：一種覆冰形狀測量裝置，所述覆冰形狀測量裝置包括：